1、畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） Question orders Taiwan vice design and transformation 題 目 臺虎鉗設(shè)計與改造 畢業(yè)論文（設(shè)計）原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計）是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本論文（設(shè)計）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計）授權(quán)使用說明本論文（設(shè)計）作者完全了解紅河學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計）并向相關(guān)部門送

2、交論文（設(shè)計）的電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將論文（設(shè)計）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計）的全部或部分內(nèi)容。保密的論文（設(shè)計）在解密后適用本規(guī)定。 作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 日期： 摘要機械加工中，臺虎鉗是較為常見的裝夾工具，它分機同和手用兩種， 都是利用兩鉗口作定位基準(zhǔn)，靠絲扛、螺母傳送機械力的原理進(jìn)行工作的。臺虎鉗結(jié)構(gòu)簡單，裝夾迅速。加工時省時省力，提高了加工效率、加工精度、產(chǎn)品質(zhì)量。但是臺虎鉗也有其不足之處，如不能較好的裝夾外形較為復(fù)雜和不規(guī)則工件。主要原因是臺虎鉗鉗口是平直的， 不適于裝夾球形，特別是圓柱形工件。機加工時工件易位

3、移，有時工件還會飛出機床臺面。為此，特對臺虎鉗的鉗口進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計，以滿足其使用功能的要求，使其更加的實用化。普通臺虎鉗的主要功能是夾緊工件，以使加工方便、快捷。本論文利用普通臺虎鉗的特性，對其使用功能進(jìn)行了拓展，如充當(dāng)劃線平臺、繞制彈簧、校正小鋼材等。使臺虎鉗的功能更加全面化。根據(jù)使用條件的不同，加工環(huán)境的不同，人們還會對臺虎鉗進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，會有越來越多不同的結(jié)構(gòu)使臺虎鉗的使用功能多樣化、全面化。關(guān)鍵詞：臺虎鉗，夾緊，定位基準(zhǔn)，實用化 Pick toMechanical processing, vise is relatively common clamping tool, it e

4、xtension TongHe hand two kinds, all is the use two jaw for locating datum, rely on silk carry, nut transfer mechanical force principle of the work. Taiwan vice structure is simple, the clamping quickly. The processing saves time and effort, to improve the machining efficiency and machining precision

5、, product quality. But vice also has its deficiencies, such as not good the clamping is relatively complex and irregular shape workpiece. The main reason is the vise jaw is flat, not suitable for the clamping ball, especially cylindrical workpiece. When machining the workpiece easy displacement, and

6、 sometimes the workpiece will also fly out of the machine tool mesa. Therefore, especially of the jaw vice structure improvement design, in order to meet the needs of using function, make it more practical.Ordinary vises main function is clamping workpiece, in order to make processing convenient, fa

7、st. This paper use ordinary vise, according to the property of its use function expansion, such as act as marking platform, winding spring, correction small steel, etc. Make vise function more generalization.According to the different using conditions, processing environment different, people also t

8、o vise for further improvement, there will be more and more different structure make vise the use function of diversification and generalization. keywords：Taiwan vice, clamping, the locating datum, practical目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc279731821 摘要 PAGEREF _Toc279731821 h II HYPERLINK l _Toc27

9、9731822 目錄 PAGEREF _Toc279731822 h 1 HYPERLINK l _Toc279731823 2 對臺虎鉗各個零件的設(shè)計 PAGEREF _Toc279731823 h 3 HYPERLINK l _Toc279731824 2.1 固定鉗座的設(shè)計 PAGEREF _Toc279731824 h 3 HYPERLINK l _Toc279731825 2.2 活動鉗身的結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc279731825 h 5 HYPERLINK l _Toc279731826 2.3 方塊螺母的結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc279731826 h 8 H

10、YPERLINK l _Toc279731827 2.4 鉗口板的結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc279731827 h 10 HYPERLINK l _Toc279731828 2.5 固定鉗口板用螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc279731828 h 12 HYPERLINK l _Toc279731829 3 固定活動鉗身用螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc279731829 h 14 HYPERLINK l _Toc279731830 螺母M10的選擇設(shè)計 PAGEREF _Toc279731830 h 15 HYPERLINK l _Toc279731831 銷的選擇

11、設(shè)計 PAGEREF _Toc279731831 h 16 HYPERLINK l _Toc279731832 螺桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc279731832 h 17 HYPERLINK l _Toc279731833 3.4 螺桿的強度校核計算 PAGEREF _Toc279731833 h 19 HYPERLINK l _Toc279731834 墊片的選擇設(shè)計 PAGEREF _Toc279731834 h 20 HYPERLINK l _Toc279731835 4 鉗口的設(shè)計 PAGEREF _Toc279731835 h 21 HYPERLINK l _Toc2797

12、31836 4.2 V形鉗口的分析 PAGEREF _Toc279731836 h 23 HYPERLINK l _Toc279731837 4.3 V形鉗口的選擇設(shè)計 PAGEREF _Toc279731837 h 24 HYPERLINK l _Toc279731838 4.4 V形鉗口的實例設(shè)計 PAGEREF _Toc279731838 h 25 HYPERLINK l _Toc279731839 緊固螺釘?shù)倪x擇 PAGEREF _Toc279731839 h 26 HYPERLINK l _Toc279731840 5 臺虎鉗結(jié)構(gòu)的裝配 PAGEREF _Toc279731840 h

13、 27 HYPERLINK l _Toc279731841 5.1 臺虎鉗的爆炸視圖 PAGEREF _Toc279731841 h 27 HYPERLINK l _Toc279731842 裝上V形鉗口的臺虎鉗效果示意圖： PAGEREF _Toc279731842 h 27 HYPERLINK l _Toc279731843 臺虎鉗使用功能方法的拓展 PAGEREF _Toc279731843 h 29 HYPERLINK l _Toc279731844 當(dāng)V形塊使用 PAGEREF _Toc279731844 h 29 HYPERLINK l _Toc279731845 手工繞制彈簧 P

14、AGEREF _Toc279731845 h 29 HYPERLINK l _Toc279731846 校正小鋼材 PAGEREF _Toc279731846 h 29 HYPERLINK l _Toc279731847 致 謝 PAGEREF _Toc279731847 h 31 HYPERLINK l _Toc279731848 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc279731848 h 321對機用臺虎鉗的概述1.1 機用臺虎鉗的簡介 機用虎鉗是一種在機床工作臺上用來夾持工件、以便于對工件進(jìn)行加工的通用夾具。機用臺虎鉗裝配圖采用了三維立體圖和一個表示單獨零件的爆炸視圖來表達(dá)。臺虎鉗的用途

15、裝置在工作臺上，用以夾穩(wěn)加工工件，為 HYPERLINK :/baike.baidu /view/16531.htm t _blank 鉗工車間必備工具。轉(zhuǎn)盤式的鉗體可旋轉(zhuǎn)，使工件旋轉(zhuǎn)到合適的工作位置。臺虎鉗的規(guī)格其規(guī)格用鉗口寬度來表示，常用規(guī)格有100mm，125mm，150mm等。1.4 使用臺虎鉗的注意事項（1）夾緊工件時要松緊適當(dāng)，只能用手板緊手柄，不得借助其他工具加力。 （2）強力作業(yè)時，應(yīng)盡量使力朝向固定鉗身。 （3）不許在活動鉗身和光滑平面上敲擊作業(yè)。 2 對臺虎鉗各個零件的設(shè)計2.1 固定鉗座的設(shè)計根據(jù)鉗工使用的實際環(huán)境，因此固定鉗座需要承受較大應(yīng)力，為了提高鉗座的力學(xué)性能，生

16、產(chǎn)上采用孕育處理，使其具有較高的強度和硬度，并具有斷面缺口敏感性小的特點，因此選取材料為HT2002，其最小抗拉強度值為200Mpa，根據(jù)固定鉗座的零件圖畫出三維實體圖。固定鉗座的零件圖（圖）:圖2.1 固定鉗座的零件圖固定鉗身的三維實體圖（圖2.2）：圖2.2 固定鉗身（仰視）固定鉗身的三維實體圖（圖2.3）：圖2.3 固定鉗身（俯視）2.2 活動鉗身的結(jié)構(gòu)設(shè)計固定鉗座需要承受較大應(yīng)力，為了提高鉗座的力學(xué)性能，生產(chǎn)上采用孕育處理，使其具有較高的強度和硬度，使其具有斷面缺口敏感性小的特點，因此選取材料為HT2002，根據(jù)零件圖畫出三維實體圖。活動鉗身的零件圖（圖2.4）：圖2.4活動鉗身的零件

17、圖活動鉗身的三維實體圖（圖2.5、圖2.6、圖2.7不同視角的三維圖）：圖2.5 活動鉗身圖2.6活動鉗身圖2.7活動鉗身2.3 方塊螺母的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)方塊螺母的零件圖畫出三維實體圖3，由于方塊螺母是金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件，心部強度要求不高，因此選取材料為Q235，。方塊螺母的零件圖6（圖2.8）：圖2.8 方塊螺母的零件圖方塊螺母的三維實體圖（圖2.9）：圖2.9 方塊螺母2.4 鉗口板的結(jié)構(gòu)設(shè)計鉗口板的設(shè)計需要調(diào)質(zhì)鋼，經(jīng)淬火高溫回火后，使其具有良好的綜合力學(xué)性能，考慮到它的使用環(huán)境，其要求強度、韌性和塑性都較高，因此選取材料為45 鋼。根據(jù)鉗口板的零件圖畫出三維實體圖。鉗口板的零件圖（圖2.10）：

18、圖2.10 鉗口板零件圖鉗口板的三維實體圖（圖2.11）：圖2.11 鉗口板2.5 固定鉗口板用螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計由于固定鉗口板的螺紋孔采用了標(biāo)準(zhǔn)尺寸，直徑為M8的孔，且根據(jù)臺虎鉗的強度大，耐磨性好的，使用性能要求，本設(shè)計中選取標(biāo)準(zhǔn)件螺釘GB/T 68M8X20，選取材料為Q235。查取設(shè)計手冊可得相關(guān)尺寸，即公稱直徑M8長度為20mm,根據(jù)查得的相關(guān)尺寸設(shè)計得鉗口板用螺釘?shù)娜S實體圖（圖2.12）：圖2.12 固定鉗口板用螺釘3 固定活動鉗身用螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計固定活動鉗身用螺釘?shù)囊笮枰{(diào)質(zhì)鋼，且經(jīng)淬火高溫回火后，使其具有良好的綜合力學(xué)性能，考慮到它的使用環(huán)境，其要求強度、韌性和塑性都較高，因此選

19、取材料為45 鋼。零件圖畫出三維實體圖。圖 固定活動鉗身用螺釘?shù)牧慵D固定活動鉗身用螺釘?shù)娜S實體圖（圖）：圖 固定活動鉗身用螺釘螺母M10的選擇設(shè)計由于固定活動鉗身的螺釘采用了M10的尺寸，且由于臺虎鉗的強度大，耐磨性好的使用性能要求。調(diào)質(zhì)鋼，經(jīng)淬火高溫回火后，使其具有良好的綜合力學(xué)性能，考慮到它的使用環(huán)境，其要求強度、韌性和塑性都較高，因此選取材料為45 鋼。本設(shè)計中選取標(biāo)準(zhǔn)件螺母GB/T 61742000M1010，查取設(shè)計手冊可得相關(guān)尺寸，根據(jù)查得的相關(guān)尺寸設(shè)計得螺母M10的三維實體圖（圖）。圖 螺母M10銷的選擇設(shè)計設(shè)計中由于銷要和固定活動鉗身的螺釘，螺母的尺寸相配合，且臺虎鉗的使用

20、性能，銷的強度一定要好，但考慮到工藝性和價格等因素，且碳素結(jié)構(gòu)鋼在力學(xué)性能上能滿足普通機械零件及工程結(jié)構(gòu)件的要求，因此選取材料為Q235，本設(shè)計中選取標(biāo)準(zhǔn)件圓錐銷GB/T 913x14。查取設(shè)計手冊可得相關(guān)尺寸，根據(jù)查得的相關(guān)尺寸設(shè)計得銷的三維實體圖（圖）。圖 銷螺桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計螺桿的材質(zhì)要求需要調(diào)質(zhì)鋼，且經(jīng)淬火高溫回火后，使其具有良好的綜合力學(xué)性能，考慮到它的使用環(huán)境，其要求強度、韌性和塑性都較高，因此選取材料為45 鋼。根據(jù)螺桿的零件圖畫出三維實體圖。螺桿的零件圖（圖）：圖 螺桿（絲杠）的零件圖螺桿的三維實體圖（圖）：圖 絲杠 螺桿的強度校核計算進(jìn)行軸的強度校核計算時，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)

21、力情況，采取相應(yīng)的計算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。本設(shè)計中，螺桿主要是扭矩，則應(yīng)該按扭轉(zhuǎn)強度條件計算。這種方法是只按軸所受的扭矩來計算軸的強度，軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為： 式中：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，Mpa；T軸所受的扭矩，N.mm；軸的抗扭截面系數(shù)， n軸的轉(zhuǎn)數(shù)，p軸傳遞的功率，d計算截面處軸的直徑，mm；許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，Mpa。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，選取許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為25-45Mpa. T=15 KN.m。截面處軸的直徑為18mm。代入數(shù)據(jù)可算得實際扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 Mpa，與理論相比可知符合設(shè)計使用性能的要求。所以，和螺母配合處軸的尺寸選擇合理。墊片的選擇設(shè)計為了使螺桿在固定鉗身里能夠較好的定位，特配備兩個墊圈

22、，一個用于和M10螺母的配合使用，另一個用在螺桿的把手方位與固定鉗身的配合使用，考慮到工藝性和價格等因素，且碳素結(jié)構(gòu)鋼在力學(xué)性能上能滿足普通機械零件及工程結(jié)構(gòu)件的要求，因此材料選取為Q235。和M10螺母配合使用的彈簧墊圈（圖）選用標(biāo)準(zhǔn)件，按GB 9387，相關(guān)尺寸為：d=10.2，s=b=2.6，0m=1.3 材料為65 Mn、表面氧化。圖 墊圈螺桿的把手方位與固定鉗身的配合使用的墊圈選用標(biāo)準(zhǔn)件，按GB 9387，相關(guān)尺寸為：d=18.3，s=b=4.5 ，0m=2.25。4 鉗口的設(shè)計4.1 鉗口的設(shè)計機械加工中，臺虎鉗是較為常見的裝夾工具，它分機同和手用兩種， 都是利用兩鉗口作定位基準(zhǔn)，

23、靠絲扛、螺母傳送機械力的原理。其結(jié)構(gòu)簡單，裝夾迅速，所以被人們稱道。但是臺虎鉗也有其不足之處，如襲夾外形較為復(fù)雜和不規(guī)則工件時，就力不從心了。主要原因是臺虎鉗鉗口是平直的， 不適于裝夾球形，特別是圓柱形工件。機加工時工件易位移，有時工件還會飛出機床臺面。為此， 我們對臺虎鉗的鉗口部位進(jìn)行了改造，使之能裝夾各種工件。具體方法是，按原鉗口大小制一對對稱的V型鉗口(如圖)。圖 V形鉗口示意圖該V形鉗口需經(jīng)熱處理淬火及表面處理。使用時需將原鉗口卸下，裝上V形新鉗口，即可使用。若工件是單件或批量小，也可不卸原鉗口，直接將新鉗口裝上。另外，還可以使用一塊V形鉗口，這樣就形成了工件和鉗口之間呈三條線定位接觸

24、加緊；如果使用兩塊V形鉗口則是四條線接觸夾緊。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步設(shè)計制作了一系列鉗口(如圖)。圖-a圖-b圖-c圖-a所示鉗口特別適用于小圓柱件的多件立式夾緊。裝拆方便，夾緊力平衡， 并能實現(xiàn)自動補償。圖-b適用于裝夾較大直徑工件的立兜， 可形成三線和四線接觸夾緊。圖-c所示鉗口適用于不規(guī)則工件的立式夾緊。上述三種鉗口在使用時只需將其卡在原鉗口上，并用緊固螺釘(圖)緊固即可。根據(jù)工件與V形塊的接觸母線長度， V形塊可以分為短V形塊和長V形塊，前者限制工件兩個自由度，后者限制工件四個自由度。4.2 V形鉗口的分析V形塊定位的優(yōu)點是： 對中性好，即能使工件的定位基準(zhǔn)軸線對中在V形塊兩斜面的對稱平面

25、上，在左右方向上不會發(fā)生偏移，且安裝方便； 應(yīng)用范圍較廣。不論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過加工，不論是完整的圓柱面還是局部圓弧面，都可采用V形塊定位。V形塊上兩斜面間的夾角一般選用60、90和120，其中以90應(yīng)用最多。其典型結(jié)構(gòu)和尺寸均已標(biāo)準(zhǔn)化(見國標(biāo)附圖、圖、)。V形塊的材料一般用20鋼，滲碳深0.81.2 mm，淬火硬度為6064 HRC。圖 V形口典型結(jié)構(gòu)圖 V形口典型結(jié)構(gòu) V形口的國標(biāo)尺寸4.3 V形鉗口的選擇設(shè)計此次設(shè)計為改裝普通臺虎鉗的平面鉗口為V形鉗口13，以更好的加緊圓柱工件。 此V形鉗口的制作應(yīng)該是一系列的，結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)和本設(shè)計的要求，可得出臺虎鉗V形塊的效果圖（圖） 圖 v形鉗口4.

26、4 V形鉗口的實例設(shè)計此次設(shè)計中選取一組數(shù)據(jù)為例，有關(guān)尺寸如下：N=42,35D45,B=40, h1=18,=16.可得這個尺寸列的V形鉗口（圖）。圖 V形鉗口4.5緊固螺釘?shù)倪x擇固定V形鉗口的緊固螺釘按國家標(biāo)準(zhǔn)/T 5783-2000進(jìn)行選擇，結(jié)合設(shè)計要求，即可選取M12X20的螺釘（圖）就能滿足緊固要求。圖 緊固V形鉗口螺栓5 臺虎鉗結(jié)構(gòu)的裝配5.1 臺虎鉗的爆炸視圖爆炸視圖(圖)能夠較好的展示臺虎鉗各個零件之間的關(guān)系，它從三維立體的角度闡明了臺虎鉗的結(jié)構(gòu)，給人們直觀直接的視覺感受。圖 臺虎鉗爆炸視圖5.2裝上V形鉗口的臺虎鉗效果示意圖：利用AUTOcad生成裝配體的功能對設(shè)計改進(jìn)的臺虎

27、鉗進(jìn)行組裝，生成效果示意圖（圖）。圖 V形鉗口臺虎鉗此示意圖只是表示了一個方面，只是在活動鉗身上裝有V形鉗口，此時形成三線接觸夾緊，根據(jù)需要也可以同時在固定鉗身上裝上V形鉗口，此時形成四線接觸夾緊。臺虎鉗使用功能方法的拓展當(dāng)V形塊使用 利用普通臺虎鉗鉗口的開度可以調(diào)節(jié)以及兩塊鋼制鉗口表面的直線度、平面度、硬度、比較高的特點，在對小件圓柱體材料進(jìn)行粗加工畫線時，可以把它當(dāng)V形塊使用。因為在對圓柱體材料如圓鋼進(jìn)行畫線時，需要找出圓柱體的母線。這時往往需要有V形塊、千斤頂把圓柱體支撐起來，然后再放到劃線平臺上進(jìn)行畫線。使用該方法，可以不用V形塊、劃線平臺等工具也能完成小件圓柱體母線的畫線工作。如圓鋼

28、粗加工母線的劃法。操作方法：把臺虎鉗的鉗口旋開一定得開度即鉗口的的距離，注意營銷與圓柱體的直徑，把材料直接放在鉗口上，然后用劃針沿著鉗口的平面劃出圓柱體材料的一條母線，再以這條母線為基準(zhǔn)面畫出其他的母線。假如圓柱體材料要鋸開一個矩形的平面，那么可以量取鉗口張開的距離等于要加工的平面的寬，然后把材料放在鉗口上，沿著鉗口兩邊劃出線來，這樣就能夠同時劃出兩條圓柱的母線。這樣簡單、易操作。假如鉗口不夠平，可墊著鋼直尺進(jìn)行畫線。如學(xué)生鉗工實習(xí)用直徑32mm、長度110mm的圓鋼制作小鐵錘，就使用這種方法，可以節(jié)省很多工、量具。 手工繞制彈簧 這種方法也是利用普通臺虎鉗鉗口的夾緊力，用它來夾緊彈簧的鋼絲一

29、端，配合其它工具就能繞制結(jié)構(gòu)簡單的彈簧。因為在機械維修中會經(jīng)常遇到設(shè)備內(nèi)的彈簧折斷，在短時間內(nèi)很難買到原配件的情況下，就需要重新繞制彈簧。操作方法：先把彈簧鋼絲折成一個直角，短邊約20mm左右，長邊是用來繞制彈簧用的，然后把短邊與芯棒一起夾在普通臺虎鉗鉗口上（靠近鉗口兩側(cè)），用鋼絲鉗或其它夾具夾緊鋼絲長邊一端繞制芯棒旋轉(zhuǎn)到所需要的彈簧長度就可以了。注意要選擇合適的芯棒，即棒的直徑要比原彈簧直徑小一些，但又不能太小。 校正小鋼材利用普通臺虎鉗鉗口夾緊力的大小，可以校正不同規(guī)格的小鋼材。在校正時臺虎鉗的夾緊力應(yīng)大于材料變形時所能承受的壓力的大小。一般用來校正小直徑的圓鋼、小面積的薄鋼板等。操作：把工件夾在普通臺虎鉗的鉗口上，轉(zhuǎn)動手柄利用臺虎鉗鉗口的夾緊力，對工件的變形進(jìn)行有效的校正。結(jié) 論在整個畢業(yè)設(shè)計階段，通過對AUTOcad軟件的學(xué)習(xí)，我了解到了AUTOcad的基本原理和具體運用方法。