台钳的工作原理和结构
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机械是人类生产劳动的重要工具。几十年来，在数控机床向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下， 相应的夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。夹具是机械 加工不可缺少的部件之一。常用的几种夹具主要有：可调夹具；组合夹具；数控机床 夹具等。而虎钳是最常用最经济最普及的一种夹具，其结构简单装夹迅速，定位准确， 加工时省时省力，提高了加工效率和加工精度。提高了产品质量。 机械加工中，台虎钳是较为常见的装夹工具，它分机用和手用两种，都是利用两钳口 作定位基准，靠丝杠，螺母传送机械力的原理进行工作的。台虎钳结构简单装夹迅速， 加工时省时省力，提高了加工效率和加工精度。提高了产品质量。但是台虎钳也有其 不足之处。 如不能较好的装夹外形较为复杂的工件。 主要原因是台虎钳钳口是平直的， 不适于装夹圆柱形工件，机加工时工件易位移，有时工件还会飞出机床台面。为此， 特对台虎钳的钳口进行结构的改进设计。以满足更多使用功能的要求，使其更加的实 用化。 关键词：夹具；台虎钳；自动加工； 前 言夹具作为制造企业中重要的基础工艺装备，广泛应用于加工、检测和装配等制造过程 中。作为生产准备的重要组成部分，机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正 确的位置，以接受施工或检测的装置。又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何 工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检 验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具 。在机床上 加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相 互位置精度等技术要求 ，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常 由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、对刀引导元件(确定刀具 与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位 的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底 座）等组成。夹具设计的效率直接影响到制造的生产准备时间和产品成本。一般来说， 夹具设计过程不仅需要大量的有关零件设计、工艺和加工的数据，同时还需要设计人 员具有很丰富的领域知识和设计经验。 1 1 绪论 1.1 台虎钳用途台虎钳，又称虎钳，台虎钳。台虎钳是用来加持工件的通用夹具。装置在工作台 上，用以夹稳加工工件，为钳工车间必备工具。转盘式的钳体可旋转，使工件旋转到 合适的工作位置。台虎钳为钳工必备工具，也是钳工的名称来源原因，因为钳工的大 部分工作都是台钳在上完成的，比如锯，锉，錾，以及零件的装配和拆卸。安装在钳 工台上，以钳口的宽度为标定规格。常见规格从75mm到300mm。 台虎钳的用途：装 置在工作台上，用以夹稳加工工件，为钳工车间必备工具。 特点:1、耐用铸铁钳身，提供高强度夹持力。 2、旋转底座，功能多样。 3、旋转螺纹固定，保证使用顺滑。 4、底部螺栓直接固定，夹持稳定。 5、镀铬涂层。有效防蚀。 1.2 台虎钳结构 它的结构是由钳体、底座、导螺母、丝杠、钳口体等组成。活动钳身通过导 轨与 固定钳身的导轨作滑动配合。丝杠装在活动钳身上，可以旋转，但不能轴 向移动，并与安装在固定钳身内的丝杠螺母配合。当摇动手柄使丝杠旋转，就可 以带动活动钳身相对于固定钳身作轴向移动，起夹紧或放松的作用。弹簧借助挡 圈和开口销固定在丝杠上，其作用是当放松丝杠时，可使活动钳身及时地退出。 在固定钳身和活动钳身上，各装有钢制钳口，并用螺钉固定。钳口的工作面上制 有交叉的网纹，使工件夹紧后不易产生滑动。钳口经过热处理淬硬，具有较好的 耐磨性。固定钳身装在转座上，并能绕转座轴心线转动，当转到要求的方向时， 扳动夹紧手柄使夹紧螺钉旋紧，便可在夹紧盘的作用下把固定钳身固紧。转座上 有三个螺栓孔，用以与钳台固定。 1.3 台虎钳工作原理夹紧与放松转动丝杆时，由于挡圈、圆锥销和丝杆上轴肩的限制，使丝杆在 固定钳身的孔内不能做轴向移动，只能原地转动，从而带动螺母做轴向移动，而 2 螺母是用螺钉和沉头螺钉挡圈固定在活动钳身上的（活动钳口也是用沉头螺钉固 定在活动钳身上的），所以当旋转丝杆时，活动钳身便可带动活动钳口移动（合 拢或张开） ,从而夹紧或放松工件。固定钳口用圆柱头内六角螺钉固定在固定钳身 上。 钳身回转滑板用圆柱头内六角螺钉固定在活动钳身上。以T型槽用螺栓、垫圈和 六角螺母将固定钳身固定在底座上。 松开六角螺母时， 钳身可绕心轴做回转运动， 以满足工件加工时不同位置的需要。 1.4台虎钳的使用要求 1、固定钳身的钳口工作面应该处于钳台边缘，安装台虎钳时，必须使固定 钳身的钳口工作面处于钳台边缘以外，以保证夹持长条形工件时，工件的下端不 受钳台边缘的阻碍。 2、固定稳定必须把台虎钳牢固的固定在前台上，工作时，两个夹紧螺钉必 须扳紧，保证钳身没有松动现象，以免损坏台钳和影响加工质量。 3、只允许用手扳紧手柄夹紧工件时，用手的力量扳紧手柄，不得用手捶敲 击手柄或套上长管子扳手柄，以免丝杆、螺母或钳身因受力 过大而损坏。 4、施力应朝向固定钳身方向强力作业时候，应该尽量用力量朝向固定钳身， 否则丝杆和螺母会因受到过大的力而损坏。 5、不允许在活动钳身的光滑面上作业，不要在活动钳身的光滑平面上进行 敲击作业，以免降低活动钳身与固定钳身的配合性能。 6、应保持清洁丝杆、螺母和其他活动表面应经常加润滑和防锈，并注意保 持清洁。 2 虎钳各个零件的设计 2.1 活动钳身的设计选取材料为T200。活动钳身的零件图（图1） 2.2 固定钳身的设计选取材料为 T200。固定钳座的零件图（图 2） 2.3 螺杆的设计选取材料为 45。螺杆的零件图（图 3） 3 2.3.1 零件的用途 作用：螺杆通过锥销孔连接齿轮，起到支撑传递动力等系列作用，在工作中， 由于受到弯应力和冲击载荷，因此该零件应具有足够的刚度、强度及韧性，以适 应其工作环境的变化 技术要求：属于普通零件 普通精度。 2.3.2 零件的工艺分析 零件的工艺分析就是通过对零件图纸的分析研究， 判断该零件的结构和技术要 求是否合理，是否符合工艺性要求。 零件的结构工艺性分析 该零件比较简单，材料为 45#钢，没有较复杂的结构和较高的加工要求，主要的加工有各个外圆表面、端面的车削，磨削等，各个待加 工表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。各主要加工面、精度、偏差如下表 1-1： 表 1-1 螺杆零件技术要求表 加工表面 左端面 右端面 左端圆柱面 螺纹表面 右端第二圆柱面 退刀槽 锥销孔 铣平面 尺寸与偏差 205 205 Φ 10-0.034 Φ 18-0.033 Φ 18-0.034 Φ 12 Φ3 14 -0.016 0 -0.016 公差精度等级 表面粗糙度 IT8 IT8 IT8 Ra3.2 Ra3.2 Ra3.2 Ra6.3 Ra6.3 2.3.3 审核螺杆的工艺性 该零件除主要工作表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工。通过车削的 粗加工半精加工等就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对不高，可 以在正常的生产条件下，由此可见.该零件的工艺性较好. 2.3.4 确定毛坯种类和制造方法 2.3.4.1 确定毛坯种类 4 零件材料 45#钢，因为此零件的最大直径尺寸为Φ 22mm，与其它直径相差不 多，可采用棒料为毛坯。 2.3.4.2 毛胚的制造方法 由于本零件属于中批生产而且零件的轮廓尺寸不大， 根据常用毛胚的制造方法与 工艺特点，选择模锻制造方法。从提高生产率，保证加工精度来考虑也是应该的。 2.3.4.3 确定毛坯的尺寸公差和加工余量 1）公差等级 由动轴的功用和技术要求可以确定该零件的公差等级为普通等级。 2）尺寸及公差 该零件的最大直径尺寸为Φ 22mm，选毛坯直径尺寸为Φ 26mm，公差为± 0.30mm，又因两端面只需粗车即可，出车外圆余量得余量为 5mm，所以长度可定为 210mm。 2.3.5 制定工艺路线 2.3.5.1 定位基准的确定 定位基准有粗基准和精基准之分.通常先确定精基准然后再确定粗基准 1）精基准的选择: 应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。
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