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目 錄
1 緒論 1
2 普通機(jī)用臺(tái)虎鉗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1
2.1 機(jī)用臺(tái)虎鉗的工作原理 1
2.2 對(duì)臺(tái)虎鉗各個(gè)零件的設(shè)計(jì) 2
2.2.1 固定鉗座的設(shè)計(jì) 2
2.2.2 活動(dòng)鉗身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4
2.2.3 方塊螺母的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5
2.2.4 鉗口板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
2.2.5 固定鉗口板用螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7
2.2.6 固定活動(dòng)鉗身用螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
2.2.7螺母M10的選擇設(shè)計(jì) 9
2.2.8銷的選擇設(shè)計(jì) 10
2.2.9螺桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
2.2.10 螺桿的強(qiáng)度校核計(jì)算 11
2.2.11墊片的選擇設(shè)計(jì) 12
3 對(duì)臺(tái)虎鉗的部件(鉗口)的結(jié)構(gòu)改進(jìn) 12
3.1 鉗口的分析設(shè)想 12
3.2 V形鉗口的分析 14
3.3 V形鉗口的選擇設(shè)計(jì) 15
3.4 V形鉗口的實(shí)例設(shè)計(jì) 16
3.5緊固螺釘?shù)倪x擇 16
4 臺(tái)虎鉗結(jié)構(gòu)的裝配 17
4.1 臺(tái)虎鉗的爆炸視圖 17
4.2裝上V形鉗口的臺(tái)虎鉗效果示意圖: 17
5臺(tái)虎鉗使用功能方法的拓展 18
5.1當(dāng)V形塊使用 18
5.2 手工繞制彈簧 18
5.3 校正小鋼材 18
6 結(jié)論 19
致謝 20
參考文獻(xiàn) 21
1 緒論
機(jī)械加工中,臺(tái)虎鉗是較為常見的裝夾工具,它分機(jī)同和手用兩種, 都是利用兩鉗口作定位基準(zhǔn),靠絲扛、螺母?jìng)魉蜋C(jī)械力的原理進(jìn)行工作的。臺(tái)虎鉗結(jié)構(gòu)簡單,裝夾迅速。加工時(shí)省時(shí)省力,提高了加工效率、加工精度、產(chǎn)品質(zhì)量。但是臺(tái)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(tái)虎鉗鉗口是平直的, 不適于裝夾球形,特別是圓柱形工件。機(jī)加工時(shí)工件易位移,有時(shí)工件還會(huì)飛出機(jī)床臺(tái)面。為此,特對(duì)臺(tái)虎鉗的鉗口進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì),以滿足其使用功能的要求,使其更加的實(shí)用化。
普通臺(tái)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(tái)虎鉗的特性,對(duì)其使用功能進(jìn)行了拓展,如充當(dāng)劃線平臺(tái)、繞制彈簧、校正小鋼材等。使臺(tái)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(huì)對(duì)臺(tái)虎鉗進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)創(chuàng)新和功能的拓展,會(huì)有越來越多不同的結(jié)構(gòu)使臺(tái)虎鉗的使用功能多樣化、全面化。
2 普通機(jī)用臺(tái)虎鉗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 機(jī)用臺(tái)虎鉗的工作原理
機(jī)用虎鉗是一種在機(jī)床工作臺(tái)上用來夾持工件、以便于對(duì)工件進(jìn)行加工的夾具。機(jī)用臺(tái)虎鉗裝配圖采用了俯視圖、主視圖、三維立體圖和一個(gè)表示單獨(dú)零件的爆炸視圖來表達(dá)。主視圖采用了全剖視圖,反映臺(tái)虎鉗的工作原理和零件間的裝配關(guān)系。俯視圖反映了固定鉗身的結(jié)構(gòu)形狀。
主視圖基本上反映了臺(tái)虎鉗的工作原理:旋轉(zhuǎn)長軸帶動(dòng)活動(dòng)鉗身作水平方向左右移動(dòng),夾緊工件進(jìn)行切削加工。
主視圖反映了主要零件的裝配關(guān)系:長柄螺母將導(dǎo)向座與長柄連接,螺桿竄過套筒通過螺桿螺母與活動(dòng)鉗身連接,長柄螺母將固定鉗身和長柄連接,螺釘將兩塊鉗口板分別與固定鉗身和活動(dòng)鉗身連接。
機(jī)用虎鉗(圖1)由固定鉗座1、鉗口板2、活動(dòng)鉗身4、螺桿8和方塊螺母9等零件組成。當(dāng)用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿8時(shí),由于螺桿8的左邊用開口銷卡住,使它只能在固定鉗座1的兩圓柱孔中轉(zhuǎn)動(dòng),而不能沿軸向移動(dòng),這時(shí)螺桿8就帶動(dòng)方塊螺母9,使活動(dòng)鉗身4沿固定鉗座1的內(nèi)腔作直線運(yùn)動(dòng)。方塊螺母9與活動(dòng)鉗身4用螺釘3連成整體,這樣使鉗口閉合或開放,便于夾緊和卸下零件。(圖1)
固定鉗座1在裝配件中起支承鉗口板2、活動(dòng)鉗身4、螺桿8和方塊螺母9等零件的作用,螺桿8與固定鉗座1的左、右端分別以Φ12H8/f7和Φ18H8/f7間隙配合。活動(dòng)鉗身4與方塊螺母9以Φ20H8/f7間隙配合[1]。
固定鉗座1的左、右兩端是由Φ12H8和Φ18H8水平的兩圓柱孔組成,它支承螺桿8在兩圓柱孔中轉(zhuǎn)動(dòng),其中間是空腔,使方塊螺母9帶動(dòng)活動(dòng)鉗身4沿固定鉗座1作直線運(yùn)動(dòng)。
圖1 普通臺(tái)虎鉗的裝配圖
2.2 對(duì)臺(tái)虎鉗各個(gè)零件的設(shè)計(jì)
2.2.1 固定鉗座的設(shè)計(jì)
根據(jù)固定鉗座的零件圖畫出三維實(shí)體圖,選取材料為T200[2]。
固定鉗座的零件圖(圖2):
圖2固定鉗座的零件圖
固定鉗身的三維實(shí)體圖(圖3、圖4):
圖3 固定鉗身(上視) 圖4 固定鉗身(下視)
2.2.2 活動(dòng)鉗身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)活動(dòng)鉗身的零件圖畫出三維實(shí)體圖,選取材料為T200[2]。
活動(dòng)鉗身的零件圖(圖5):
圖5活動(dòng)鉗身的零件圖
活動(dòng)鉗身的三維實(shí)體圖(圖6、圖7、圖8不同視角的三維圖):
圖6 活動(dòng)鉗
圖7 活動(dòng)鉗身
圖8 活動(dòng)鉗身
2.2.3 方塊螺母的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)方塊螺母的零件圖畫出三維實(shí)體圖[3],選取材料為Q235。
方塊螺母的零件圖[6](圖9):
圖9 方塊螺母的零件圖
方塊螺母的三維實(shí)體圖(圖10):
圖10 方塊螺母
2.2.4 鉗口板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)鉗口板的零件圖畫出三維實(shí)體圖,選取材料為45 。
鉗口板的零件圖(圖11):
圖11 鉗口板零件圖
鉗口板的三維實(shí)體圖(圖12):
圖12 鉗口板
2.2.5 固定鉗口板用螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)需求和臺(tái)虎鉗的使用性能要求,本設(shè)計(jì)中選取標(biāo)準(zhǔn)件螺釘——GB/T 68—M8X20,選取材料為Q235。查取設(shè)計(jì)手冊(cè)可得相關(guān)尺寸,根據(jù)查得的相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)得鉗口板用螺釘?shù)娜S實(shí)體圖(圖13):
圖13 固定鉗口板用螺釘
2.2.6 固定活動(dòng)鉗身用螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)固定活動(dòng)鉗身用螺釘?shù)牧慵D畫出三維實(shí)體圖。
固定活動(dòng)鉗身用螺釘?shù)牧慵D(圖14):
圖14 固定活動(dòng)鉗身用螺釘?shù)牧慵D
固定活動(dòng)鉗身用螺釘?shù)娜S實(shí)體圖(圖15):
圖15 固定活動(dòng)鉗身用螺釘
2.2.7螺母M10的選擇設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)需求和臺(tái)虎鉗的使用性能要求,本設(shè)計(jì)中選取標(biāo)準(zhǔn)件螺母——GB/T 6174—2000—M10[10],選取材料為35。查取設(shè)計(jì)手冊(cè)可得相關(guān)尺寸,根據(jù)查得的相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)得螺母M10的三維實(shí)體圖(圖16)。
圖16 螺母M10
2.2.8銷的選擇設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)需求和臺(tái)虎鉗的使用性能要求,本設(shè)計(jì)中選取標(biāo)準(zhǔn)件y圓錐銷——GB/T 91—3x14,選取材料為Q235。查取設(shè)計(jì)手冊(cè)可得相關(guān)尺寸,根據(jù)查得的相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)得銷的三維實(shí)體圖(圖17)。
圖17 銷
2.2.9螺桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)螺桿的零件圖畫出三維實(shí)體圖,選取材料為45。
螺桿的零件圖(圖18):
圖18 螺桿(絲杠)的零件圖
螺桿的三維實(shí)體圖(圖19):
圖19 螺桿(絲杠)
2.2.10 螺桿的強(qiáng)度校核計(jì)算
進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí),應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況,采取相應(yīng)的計(jì)算方法,并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。本設(shè)計(jì)中,螺桿主要是扭矩,則應(yīng)該按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算。
這種方法是只按軸所受的扭矩來計(jì)算軸的強(qiáng)度,軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)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(jì)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(shí)際扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為12.86 Mpa,與理論相比可知符合設(shè)計(jì)使用性能的要求。所以,和螺母配合處軸的尺寸選擇合理。
2.2.11墊片的選擇設(shè)計(jì)
為了使螺桿在固定鉗身里能夠較好的定位,特配備兩個(gè)墊圈,一個(gè)用于和M10螺母的配合使用,另一個(gè)用在螺桿的把手方位與固定鉗身的配合使用。
和M10螺母配合使用的彈簧墊圈(圖20)選用標(biāo)準(zhǔn)件,按GB 93—87,相關(guān)尺寸為:d=10.2,s=b=2.6,0
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