多功能機(jī)用虎鉗設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 1 頁(yè) 共 23 頁(yè)摘摘 要要隨著社會(huì)的快速發(fā)展，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)力越來(lái)越大，各個(gè)企業(yè)都在通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)提高自己的競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)于機(jī)械行業(yè)而言擁有新的機(jī)床技術(shù)和新型的夾具就顯的尤為重要。而我設(shè)計(jì)的這種多功能機(jī)用虎鉗正符合這一點(diǎn)。從多功能機(jī)用虎鉗的優(yōu)點(diǎn)我們看出：新型銑床夾具既適合于頻繁更換毛坯尺寸的場(chǎng)合，也適合于毛坯形狀不同的場(chǎng)合和批量生產(chǎn)的場(chǎng)合，其通用性較高，在確保使用的前提下，大大的提高了加工效率，增大了生產(chǎn)率。因此在機(jī)械制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的時(shí)代下，必將有著廣闊的應(yīng)用前景。本論文基于銑床常用的夾具平口鉗設(shè)計(jì)了一種多功能機(jī)用虎鉗。該多功能機(jī)用虎鉗設(shè)計(jì)了

2、V 形鉗口板，擴(kuò)大了虎鉗的夾持范圍。V 形鉗口板上設(shè)計(jì)了錐度比例為 1:4 的燕尾槽，可實(shí)現(xiàn)快速更換鉗口的功能。還設(shè)計(jì)了定位塊安裝在固定鉗身上，在批量生產(chǎn)同一種零件時(shí)，無(wú)需重復(fù)對(duì)刀，即可利用定位塊找正工件，大大提高了裝夾零件的效率。此外將傳動(dòng)螺桿設(shè)計(jì)為雙線螺桿，在有效夾持范圍內(nèi)裝夾工件的速度提高一倍。還對(duì)關(guān)鍵零件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核，以保證多功能機(jī)用虎鉗工作的可靠性。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：夾具 V 形鉗口 燕尾槽 定位塊 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 2 頁(yè) 共 23 頁(yè)目錄目錄摘 要.1目錄.21.1 課題背景、意義及目的 .31.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r .31.3 機(jī)床夾具發(fā)展趨

3、勢(shì) .41.4 本文主要內(nèi)容 .4第 2 章 多功能機(jī)用虎鉗的工藝分析與設(shè)計(jì).52.1 多功能機(jī)用虎鉗的設(shè)計(jì)方案.52.2 多功能機(jī)用虎鉗的工作原理.62.2.1 夾具結(jié)構(gòu)及工作原理.62.2.2 V 形鉗口板的結(jié)構(gòu)及原理 .72.2.3 定位塊結(jié)構(gòu)及原理.10第 3 章 多功能機(jī)用虎鉗關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核.123.1 多功能機(jī)用虎鉗關(guān)鍵零件的材料選擇.123.3 螺栓的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核.163.4 緊固螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核.173.5 固定鉗身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).19畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié).20致謝.21參考文獻(xiàn).22畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 3 頁(yè) 共 23 頁(yè)第第 1 1 章章 緒

4、論緒論1.11.1 課題背景、意義課題背景、意義及目的及目的現(xiàn)代加工時(shí)綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)檢索、自動(dòng)檢測(cè)以及精密機(jī)械等高技術(shù)的產(chǎn)物，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，但是夾具的作用也顯得越來(lái)越重要。迄今為止，夾具是機(jī)電產(chǎn)品制造中國(guó)必不可缺的四大工具（刀具、夾具、量具、模具）之一。夾具在國(guó)內(nèi)行業(yè)也正在逐漸形成一個(gè)依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小行業(yè)。在現(xiàn)代模具生產(chǎn)中，隨著對(duì)工件的美觀度及功能要求得越來(lái)越高，工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得越來(lái)越復(fù)雜，模具的外形設(shè)計(jì)也日趨復(fù)雜，自由曲面所占比例不斷增加，相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)也設(shè)計(jì)得越來(lái)越復(fù)雜。這些都對(duì)模具加工技術(shù)提出了更高要求，不僅應(yīng)保證高的制造精度和表面質(zhì)量，而且要追求加工表面的美觀。

5、其中 銑床在模具制造加工中起的作用很大，像模板的加工都是需要銑床來(lái)加工的，比如銑模板的六面的加工，模板導(dǎo)柱孔的銑、鏜，模具型腔的加工，都是需要銑床來(lái)加工的。不過(guò)，現(xiàn)在模具的型腔大多數(shù)都已經(jīng)在數(shù)控銑床或者加工中心上來(lái)加工了。但不管是數(shù)控銑床還是加工中心夾具都發(fā)揮著不可替代的作用。銑床主要由定位裝置、夾緊裝置、夾具體、連接元件、對(duì)刀元件組成。銑削加工時(shí)，切削力較大，又是斷續(xù)切削，振動(dòng)較大，因此銑床夾具的夾緊力要求較大，夾具剛度、強(qiáng)度要求都比較高。而在銑床加工的過(guò)程中,夾具是保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低對(duì)工人技術(shù)的要求、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化不可或缺的重要工藝裝備之一。1

6、.21.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)、以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力，同時(shí)沒有相應(yīng)的夾具是不能在短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)處產(chǎn)品，夾具也可是不斷的演變，由以往的夾具變成組合夾具，這樣既可以節(jié)省成本也節(jié)省設(shè)計(jì)專用夾具的時(shí)間。我國(guó)國(guó)內(nèi)的夾具始于20 世紀(jì) 60 年代 ，當(dāng)時(shí)建立了面向 機(jī)械行業(yè) 的天津 組合夾具 廠，和面向 航空工業(yè) 的保定向陽(yáng)機(jī)械廠，以后又建立了數(shù)個(gè)生產(chǎn)組合夾具 元件的工廠。在當(dāng)時(shí)曾達(dá)到全國(guó)年產(chǎn)組合夾具 元件 800 萬(wàn)件的水平。 20 世紀(jì) 80 年代以后，兩廠又各自獨(dú)立開發(fā)了適合NC 機(jī)床、 加工中心 的孔系 組合夾具系統(tǒng)

7、 ，不僅滿足了我國(guó)國(guó)內(nèi)的需求，還出口到美國(guó)等國(guó)家。當(dāng)前我國(guó)每年尚需進(jìn)口不少NC 機(jī)床、 加工中心 ，而由國(guó)外配套孔系夾具，價(jià)格非常昂貴，現(xiàn)大都由國(guó)內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯。 從國(guó)際上看俄國(guó)、德國(guó)和美國(guó)是組合夾具的主要生產(chǎn)國(guó)。當(dāng)前國(guó)際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具 、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國(guó)內(nèi)訂貨，而通用性強(qiáng)的組合夾具已逐步成熟為國(guó)際貿(mào)易 中的一個(gè)品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額 尚缺乏統(tǒng)計(jì)資料，畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 4 頁(yè) 共 23 頁(yè)但歐美市場(chǎng) 上一套用于 加工中心 的央具，而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。由于我國(guó)在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價(jià)格比

8、 的優(yōu)勢(shì)，隨著我國(guó)加入WTO 和制造業(yè) 全球一體化 的趨勢(shì)，特別是 電子商務(wù) 的日益發(fā)展，其中蘊(yùn)藏著很大的商機(jī)，具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口良好前景。1.31.3 機(jī)床夾具發(fā)展趨勢(shì)機(jī)床夾具發(fā)展趨勢(shì)目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的 85左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔 34 年就要更新 5080左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為1020左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造基礎(chǔ)、

9、（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：1、能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)和生產(chǎn)率；6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。1.41.4 本文主要內(nèi)容本文主要內(nèi)容本文所設(shè)計(jì)的多功能機(jī)用虎鉗就是針對(duì)銑床上最常用的普通機(jī)用虎鉗存在的缺陷進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)的。采用一種方法設(shè)計(jì)一個(gè)通用夾具來(lái)滿足不同截面形狀毛坯的要求，并能較為精確的定位,且能減少夾緊工件時(shí)所需的時(shí)間，從而大

10、大提高生產(chǎn)效率。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 5 頁(yè) 共 23 頁(yè)第第 2 2 章章 多功能機(jī)用虎鉗的工藝分析與設(shè)計(jì)多功能機(jī)用虎鉗的工藝分析與設(shè)計(jì)2.12.1 多功能機(jī)用虎鉗的設(shè)計(jì)方案多功能機(jī)用虎鉗的設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)基于常用的機(jī)用平口鉗，設(shè)計(jì)了一種多功能機(jī)用虎鉗，如圖 3.1 和3,2 所示。設(shè)計(jì)了一種的 V 形鉗口板，設(shè)計(jì)一種了定位塊，并將原有的單線螺桿改為雙線螺桿。該 V 形鉗口板安裝在固定鉗身上，改變了固定鉗身鉗口的形狀，V 形鉗口板與固定鉗身之間采用燕尾槽連接，大大節(jié)省了安裝和拆卸的時(shí)間。定位塊安裝在固定鉗身的側(cè)面，采用螺釘連接。固定鉗身通過(guò)底部的孔與底座上的定位圓柱配

11、合，固定鉗身底部平面連接底座的上平面，且固定鉗身兩側(cè)設(shè)有緊固螺栓與底座連接在一起。固定鉗身通過(guò)兩塊擋板與固定鉗身之間間隙配合，通過(guò)螺桿和螺母的傳動(dòng)，活動(dòng)鉗身可以在固定鉗身上來(lái)回移動(dòng)?；顒?dòng)鉗身通過(guò)方形螺母與雙線螺桿連接，通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺桿帶動(dòng)活動(dòng)鉗身前后運(yùn)動(dòng)?；顒?dòng)鉗身還通過(guò)螺釘連接安裝普通鉗口板。通過(guò)上述方案,本設(shè)計(jì)能夠在保證足夠的夾緊力使工件夾緊可靠的情況下,大大縮短定位和夾緊工件所需的時(shí)間,特別適合于批量生產(chǎn)和毛坯形狀不規(guī)則的場(chǎng)合使用，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、造型美觀、制造成本低且零件磨損后便于更換。2.22.2 多功能機(jī)用虎鉗的工作原理多功能機(jī)用虎鉗的工作原理2.2.12.2.1 夾具結(jié)構(gòu)及工作原理夾

12、具結(jié)構(gòu)及工作原理 夾具結(jié)構(gòu)如圖 3.1 和 3.2 所示:畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 6 頁(yè) 共 23 頁(yè)圖 3.1 多功能機(jī)用虎鉗三維實(shí)體圖圖 3.2 多功能機(jī)用虎鉗裝配圖 1、固定鉗身 2、V 形鉗口板 3、鉗口板 4、活動(dòng)鉗身 5、方塊螺母 6、螺桿擋板 7、雙頭螺桿 8、底座 9、擋板 10、定位塊 11、調(diào)節(jié)螺栓安裝及工作原理：多功能機(jī)用虎鉗的結(jié)構(gòu)組成如圖 3.2 所示。 多功能機(jī)用虎鉗是通過(guò)底座 8固定在機(jī)床上。固定鉗身 1 通過(guò)螺釘安裝在底座 8 上，松開調(diào)節(jié)螺栓 11 上的螺母，固定鉗身 1 相對(duì)于底座轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，以滿足不同加工的需要。固定鉗身 1 和

13、V 形鉗口板 2 起垂直定位作用，固定鉗身 1 上的導(dǎo)軌平面起水平定位作用，V 形鉗口板通過(guò)燕尾槽與固定鉗身配合。燕尾槽(1)處豎直平面與固定鉗身是 1mm 的間隙配合，這樣避免了同一方向上有兩個(gè)配合面利于加工，且鉗口 V形口最底部到燕尾槽的豎直平面的厚度設(shè)計(jì)超過(guò)了 20mm，因此在夾持工件時(shí)強(qiáng)度足夠。定位塊 10 通過(guò)螺釘固定在固定鉗身 1 上。鉗口板 3 也通過(guò)螺釘裝配在活動(dòng)鉗身 5 上。雙頭螺桿 7 通過(guò)方塊螺母 5 裝配在活動(dòng)鉗身 4 上可轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿擋板 6 使雙頭螺桿 7 固定在活動(dòng)鉗身 4 上?；顒?dòng)鉗身 4 與固定鉗身 1 之間為隙配合，通過(guò)方塊螺母 5 和雙頭螺桿 7 一起裝配在

14、固定鉗身 1 上，活動(dòng)鉗身 4 可沿著導(dǎo)軌平面前后滑動(dòng)。擋板 9 通過(guò)螺釘與活動(dòng)鉗身固定以防止活動(dòng)鉗身 4 與畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 7 頁(yè) 共 23 頁(yè)固定鉗身 1 脫離。轉(zhuǎn)動(dòng)雙頭螺桿 7 即可帶動(dòng)活動(dòng)鉗身 4 前進(jìn)或后退，從而達(dá)到夾緊和松開工件的目的。2.2.22.2.2 V V 形鉗口板的結(jié)構(gòu)及原理形鉗口板的結(jié)構(gòu)及原理 如圖 3.3 是 V 形鉗口板夾持工件的示意圖6。普通的鉗口板只能夾持長(zhǎng)方體類工件，如果遇到像圖示的圓形截面工件就不便于夾緊了。而 V 形鉗口板配上普通鉗口板就屬于三點(diǎn)固定，就可以?shī)A持牢靠。圖 3.3 V 形鉗口板夾持工件示意圖V 形鉗口板：如圖

15、3.4 和 3.5 所示，是一種新型的能夠夾持多種形狀毛坯且能夠達(dá)到快速更換的鉗口板。圖 3.4 V 形鉗口板三維實(shí)體圖畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 8 頁(yè) 共 23 頁(yè)圖 3.5 V 形鉗口板零件圖V 形口結(jié)構(gòu)及定位原理：本設(shè)計(jì)鉗口板采用 V 形，V 形口設(shè)置成九十度。通用的鉗口板只能夾持長(zhǎng)方體類毛坯，碰到圓形、半圓形毛坯就無(wú)法夾持。V 形鉗口板能夠和普通的鉗口板相配合，實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)定位，夾持方便、可靠。圖 3.6 固定鉗身三維實(shí)體圖燕尾槽結(jié)構(gòu)及原理：如圖 3.4 和 3.6 所示，在 V 形鉗口板上設(shè)計(jì)了一種燕尾槽結(jié)構(gòu)，而在固定鉗身上也設(shè)計(jì)了一個(gè)與之相配合的燕尾槽，從而實(shí)現(xiàn)快

16、速更換鉗口的效果。燕尾槽通常用作兩個(gè)物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)精度高,穩(wěn)定。平口鉗在夾持工件時(shí)只受垂直于鉗口方向的力，燕尾槽完全可以達(dá)到要求，不會(huì)影響鉗口的夾持效果。此外，還把燕尾槽設(shè)計(jì)了一個(gè) 1:4 的錐度，上面大下面小。1:4 的錐度有一定的楔緊力但不像莫氏錐度那樣有自鎖性，還可以達(dá)到定位的效果。這樣既不影響鉗口的快速更換，也防止了鉗口的上下晃動(dòng)。在燕尾槽的根本設(shè)計(jì)了圓柱孔，是為了便于加工。固定鉗身和 V 形鉗口裝配示意圖畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 9 頁(yè) 共 23 頁(yè)如圖 3.7 所示。圖 3.7 固定鉗身和 V 形鉗口裝配示意圖 此外我還基于平板鉗口板設(shè)計(jì)了一種加燕尾槽

17、的鉗口板，便于在加工長(zhǎng)方體類零件時(shí)更換使用。其燕尾槽原理和 V 形鉗口板的原理一樣。如圖 3.8 和3.9 所示。圖 3.8 平板燕尾槽鉗口板三維示意圖畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 10 頁(yè) 共 23 頁(yè)圖 3.9 平板燕尾槽鉗口板2.2.32.2.3 定位塊結(jié)構(gòu)及原理定位塊結(jié)構(gòu)及原理 如圖 3.10 和 3.11 所示，是定位塊的零件圖和三維實(shí)體圖7。由于在整個(gè)機(jī)加工中定位塊只是起一個(gè)定位工件的作用所受力不大，所以對(duì)其力學(xué)性能要求不嚴(yán)。定位塊的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，就是根據(jù)平口鉗的大小，選擇一個(gè)合適的尺寸加工的長(zhǎng)方體。定位塊通過(guò)螺釘固定在固定鉗身上。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明

18、書（論文）第 11 頁(yè) 共 23 頁(yè)圖 3.10 定位塊零件圖圖 3.11 定位塊三維實(shí)體圖 如圖 3.12 所示，是定位塊和固定鉗身的裝配示意圖。定位塊和固定鉗身采用螺釘連接，固定在固定鉗身的側(cè)面。在批量生產(chǎn)同一種工件時(shí)，將每一個(gè)工件都靠在定位塊上，只需要對(duì)第一個(gè)毛坯進(jìn)行對(duì)刀即可，當(dāng)更換毛坯時(shí)無(wú)需重復(fù)對(duì)刀，大大節(jié)省了對(duì)刀找正的時(shí)間，提高了加工效率。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 12 頁(yè) 共 23 頁(yè)圖 3.12 定位塊和固定鉗身裝配示意圖第第 3 3 章章 多功能機(jī)用虎鉗關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核多功能機(jī)用虎鉗關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核3.13.1 多功能機(jī)用虎鉗關(guān)鍵零件的材料

19、選擇多功能機(jī)用虎鉗關(guān)鍵零件的材料選擇 機(jī)用平口鉗的形狀比較復(fù)雜，不易直接加工8。所以其底座和活動(dòng)鉗身，固定鉗身一般選用鑄造成型。其雙頭螺桿選用 45 號(hào)圓鋼車削而成，鉗口板要有一定的硬度，可選用 T12A。45 號(hào)鋼的性能如下： 特性及適用范圍：是強(qiáng)度較高的一種中碳優(yōu)質(zhì)鋼，因淬透性差，一般以正火狀態(tài)使用，機(jī)械性能要求較高時(shí)，采用調(diào)質(zhì)處理。冷變形塑性中等，退火和正火的切削加工性比調(diào)質(zhì)的好。用于制造強(qiáng)度要求較高的零件，如齒輪、軸、活塞銷等和受力不很大的機(jī)械加工件、鍛件、沖壓件和螺栓、螺母等。 力學(xué)性能材料牌號(hào): 45 化學(xué)成分:材料名稱: 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 材料化學(xué)成分組成標(biāo) 準(zhǔn) 號(hào): GB699-88

20、 元素 比例(%)試樣狀態(tài): 退火鋼 碳 C : 0.420.50抗拉強(qiáng)度: 600 (MPa) 鉻 Cr ; 0.25屈服強(qiáng)度: 355 (MPa) 錳 Mn ; 0.500.80延 長(zhǎng) 率: 16% 鎳 Ni ; 0.25斷面收縮率: 40% 磷 P ; 0.035布氏硬度: 197 (Hblack eye 硫 S ; 0.035特性及應(yīng)用: 硅 Si ; 0.170.37未熱處理時(shí)：HB229熱處理：正火沖擊功：Aku39J畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 13 頁(yè) 共 23 頁(yè)3.23.2 螺桿的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核螺桿的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核多功能機(jī)用虎鉗的工作原理是用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)雙頭螺

21、桿，通過(guò)傳動(dòng)螺母帶動(dòng)活動(dòng)鉗身移動(dòng)，形成對(duì)工件的夾緊與松開。該螺桿采用雙線螺紋，要比單線螺紋的速度快一倍，因此可以減少一半夾緊毛坯時(shí)所需的時(shí)間，提高加工效率。雙頭螺桿的零件圖如圖 4.1 所示。圖 4.1 雙頭螺桿零件圖傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算9在夾具工作中，主要的設(shè)計(jì)為絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)。由于采用摩擦傳動(dòng)，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從耐磨性著手。螺桿采用45鋼，梯形螺紋，牙型角30，線程數(shù)取2，螺距取6mm。螺母采用剖分式，=3，青銅材料?；瑒?dòng)螺旋副的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動(dòng)速度、螺紋表面粗糙度以及潤(rùn)滑狀態(tài)等因素有關(guān)，其中最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大螺紋副 y 越容易磨損。因此，滑動(dòng)螺旋副耐磨性計(jì)算，主要是

22、限制螺紋工作面上的壓強(qiáng) P。其強(qiáng)度條件為： （7.27） phzdFAFpaa2（式中 Fa為軸向載荷，N；d2為螺紋中經(jīng),mm；h 為螺紋工作高度,mm;z 為螺紋工作圈數(shù)，不宜超過(guò) 10 圈;P為許用壓強(qiáng)，MPa；） 為了設(shè)計(jì)方便，令，H 為螺母高度;,帶入公式2/dHPdPHz/2畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 14 頁(yè) 共 23 頁(yè)（7.27）便可決定的設(shè)計(jì)公式，即2d （7.28） phPFda2對(duì)于梯形螺紋，h=0.5p,為 （7.29） pFda8 . 02對(duì)于整體螺母，由于磨損后不能調(diào)整間隙，為使受力比較均勻，取1.22.5;其中，查表 7.8 得P=1118M

23、Pa,Fa=50N，所以20.98mmd 由于絲杠徑向尺寸較長(zhǎng)，故取 d2較大值為 20mm。絲杠傳動(dòng)效率及驅(qū)動(dòng)力矩：效率： tan/tan()v：導(dǎo)程角： 2arctan/pd：誘導(dǎo)摩擦角： ，為牙型半角。 varctancosvf查表 9-5，摩擦系數(shù) f=0.080.1，取 0.1，則： ，0.1arctan5.91cos15varctan 2/ 182.03tan2.03/tan(2.035.91)0.254驅(qū)動(dòng)力矩： mmNPFTa98.187254. 02652剛度校核： 2()2apF pTppEAGI其中，45 鋼，522.1 10/EN mm428 10/GN mm umGI

24、TpEApFpap4442521048.1518718101 . 2650()2( 1000/0.258/ ppm m畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 15 頁(yè) 共 23 頁(yè)所以剛度滿足設(shè)計(jì)要求。螺桿強(qiáng)度校核：螺桿受軸向壓力 F 和扭矩 T 的作用，螺桿危險(xiǎn)截面上既有壓縮應(yīng)力，又有剪切應(yīng)力。根據(jù)第四強(qiáng)度理論，螺紋危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度條件為 （7.31） )2 . 0( 3)4(3312122dTdFae 2117. 0)182 . 098.187( 3)18504()2 . 0( 3)4(232223121mmNaedTdF（為危險(xiǎn)截面的當(dāng)量應(yīng)力，MPa；螺紋

25、小徑，mm；T 摩擦力矩，e1dNmm;螺桿材料的許用應(yīng)力，可查表 7.9，MPa。 所以螺桿強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。螺紋牙的強(qiáng)度校核圖 4.2 螺紋牙強(qiáng)度校核通常螺母的材料低于螺桿，所以只需校核螺母螺牙的強(qiáng)度，將一圈螺紋展開并把它看做懸臂梁，如圖 4.2 所示，螺牙根部受到彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力，其強(qiáng)度條件為： （7.32） babzdbhFdbhzF22362（式中，為螺母大徑處的彎曲應(yīng)力，可查表 7.9，MPa,;b 是牙根厚度，b對(duì)于梯形牙 b=0.65p。 ）d=22mm,b=0.65p=3.9mm,z=6 則:NFa500畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 16 頁(yè) 共 23 頁(yè)

26、 bbmmN22/952. 069 . 32245003剪切強(qiáng)度 （7.33） dbzFa（式中是螺母材料的許用切應(yīng)力，可查表 7.9，MPa） 2/309. 069 . 322500mmNdbzFa所以螺母螺紋牙的設(shè)計(jì)強(qiáng)度滿足要求。3.33.3 螺栓的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核螺栓的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 底盤和銑床的加工面采用 M6 的螺栓連接，其受力分析和強(qiáng)度校核如下所示：受橫向載荷緊螺栓連接的基本形式如圖 4.3 所示：圖 4.3受橫向載荷緊螺栓連接 因?yàn)樵诩庸み^(guò)程中，螺栓連接屬于承受橫向外載荷的緊螺栓連接。圖 4.3所示為普通螺栓連接，被連接件承受垂直于螺栓軸線的橫向載荷。由于處于AF擰緊狀態(tài)，螺栓受預(yù)

27、緊力的作用，被連接件受到壓力，在接合面之間產(chǎn)生摩擦力（為接合面間的摩擦系數(shù)） 。若滿足不滑動(dòng)條件 則連接不fF0ffF0AF發(fā)生滑移?？紤]螺栓的個(gè)數(shù)、連接的可靠性及接合面的數(shù)目，上式可改為 （7.7）zfmFKFFKfmzFAfAf00 式中，橫向載荷，N，取=300N；AFAF畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 17 頁(yè) 共 23 頁(yè) 接合面的摩擦系數(shù)，可查參考資料 1：表 7.2，取=0.13；ff 接合面的數(shù)目；m 可靠性系數(shù)，取 1.11.3；fK 螺栓的個(gè)數(shù)。zNF750113. 043003 . 10 求出750N 后即可按下式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算：0F （7.6） 43 .

28、1210dF MPa5 .34467503 . 12 式中，緊螺栓連接的地許用應(yīng)力，可查參考資料 1:表 7.4，MPa。 = Ss 螺栓選擇合金鋼 M6 的螺栓， 可查參考資料 1：表 7.5，可知緊螺栓連接的安全系數(shù) S 可取 5 。 可查參考資料 1：表 7.3，可取屈服強(qiáng)度=360MPa。s= MPaMPa5 .34725360 所以，螺栓能夠承載橫向的載荷，而不會(huì)變形，保證了加工的安全精度。 3.43.4 緊固螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核緊固螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核如圖 4.4 和圖 3.6 是采用螺釘連接的。選用 M4 共 4 個(gè)螺釘固定連接。圖 4.4 墊板畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明

29、書（論文）第 18 頁(yè) 共 23 頁(yè)圖 4.5 墊板零件圖我設(shè)計(jì)出來(lái)的底板是與固定鉗身采用普通螺釘連接，就靠接合面上的摩擦力來(lái)承受外載荷，接合面處于受剪切作用，螺釘與被連接件孔壁相互擠壓，所以應(yīng)按擠壓及剪切強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算。螺釘?shù)募羟袕?qiáng)度條件為： (7.13) 42dmFR式中，m螺釘受剪切面的數(shù)目； 螺釘材料的許用切應(yīng)力，可查參考資料 11：表 7.4 。 螺釘與孔壁間的擠壓強(qiáng)度條件為： pRpdF（7.14）式中，橫向載荷，N；RF 螺釘桿直徑，mm；d 螺釘與孔壁接觸面的最小長(zhǎng)度，mm； 螺釘與孔壁中較弱材料的許用擠壓應(yīng)力，可查參考資料 11： p表 7.4 。取橫向力 F=1KN，則由

30、 F 引起的剪切力,m=1NFFR250410004 MPadmFR9 .194/4250422畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 19 頁(yè) 共 23 頁(yè) pRpMPadF81. 784250所以螺釘滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。3.53.5 固定鉗身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)固定鉗身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3.6所示，是固定鉗身的三維實(shí)體圖。圖4.6是固定鉗身的零件圖。固定鉗身在整個(gè)夾具中起著很重要的作用，它是直接承載工件的部件，是整套夾具的支撐件，起著導(dǎo)向定位的作用。固定鉗身的上平面兩邊設(shè)計(jì)有5mm 高的凸臺(tái)，由于定位平面加工要求較高，這樣設(shè)計(jì)減小了加工的難度，而且該平面也要與活動(dòng)鉗身相配合，設(shè)計(jì)兩個(gè)凸臺(tái)更利于兩者

31、之間的配合。固定鉗身的鉗口設(shè)計(jì)了一個(gè)上大下小、錐度為1:4的燕尾槽。這樣的設(shè)計(jì)是為了和 V 形鉗口板更好的配合。采用燕尾槽連接處可以不用螺栓來(lái)連接，大大節(jié)省了鋼鐵。1:4的錐度有一定的楔緊力使 V 形鉗口定位在固定鉗身上，但它沒有自鎖性，拆裝也比較容易。4.6固定鉗身裝配畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 20 頁(yè) 共 23 頁(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)至此這次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文工作已經(jīng)圓滿結(jié)束。認(rèn)識(shí)到畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)從新學(xué)習(xí)的過(guò)程和檢驗(yàn)學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程，也體會(huì)到了將學(xué)習(xí)的東西用于實(shí)際的設(shè)計(jì)中去的樂(lè)趣。畢業(yè)設(shè)計(jì)中，從論文題目的擬定、到每一零部件的設(shè)計(jì)，都需要搜集大量資料。想好設(shè)計(jì)思路，然后按照

32、這個(gè)設(shè)計(jì)思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中體會(huì)到要盡力把每一個(gè)章節(jié)都做好，注重每一個(gè)細(xì)節(jié)，嚴(yán)格遵守畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)范要求，盡可能挖掘自己能力，努力做到最好。設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)新的過(guò)程，通過(guò)設(shè)計(jì)掌握更多的知識(shí)，并且能夠了解更多新知識(shí)和信息，要說(shuō)也是一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程，從第一章對(duì)銑床的介紹到通用銑床夾具的了解，到最后一章的零件強(qiáng)度的校核，花費(fèi)了很多時(shí)間、精力,翻閱了好多資料?？傊龊卯厴I(yè)設(shè)計(jì)并不是一件容易的事。 本設(shè)計(jì)是基于常用的機(jī)用平口鉗設(shè)計(jì)的。平口鉗由于裝夾方便、夾持可靠在我校的加工中心培訓(xùn)和普通銑床的實(shí)訓(xùn)中被廣泛采用。但我們?cè)谑褂弥幸舶l(fā)現(xiàn)它也有一些不足之處，主要有通用性低，定位精度低，傳動(dòng)效率較低。針對(duì)上述普通平口鉗的缺點(diǎn)設(shè)計(jì)一種新型的銑床通用夾具，以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，設(shè)計(jì)了一種多功能機(jī)用虎鉗，設(shè)計(jì)了一種可以和平板鉗口相更換帶燕尾槽的 V畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）第 21 頁(yè) 共 23 頁(yè)形鉗口，新型的銑床夾具可以?shī)A