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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(xiāo)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(jiàn)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(jiǎn)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(mǎn)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(lái)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(lái)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(lái)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(zhǎng)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(zhǎng)柄螺母將導(dǎo)向座與長(zhǎng)柄連接，螺桿竄過(guò)套筒通過(guò)螺桿螺母與活動(dòng)鉗身連接，長(zhǎng)柄螺母將固定鉗身和長(zhǎng)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(kāi)口銷(xiāo)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(kāi)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?；顒?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(huà)出三維實(shí)體圖，選取材料為T(mén)200[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(huà)出三維實(shí)體圖，選取材料為T(mén)200[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(huà)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(huà)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(huà)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(xiāo)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(xiāo)——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(xiāo)的三維實(shí)體圖（圖17）。
圖17 銷(xiāo)
2.2.9螺桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)螺桿的零件圖畫(huà)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(lái)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(guó)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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