液壓臺虎鉗設(shè)計【帶三維圖】

液壓臺虎鉗設(shè)計【帶三維圖】,帶三維圖,液壓,虎鉗,設(shè)計,三維 目 錄 摘要······················································· Abstract···················································· 1 緒論··················································· 1 1.1鉗工用液壓臺虎鉗的實際意義···························1 1.2鉗工用液壓臺虎鉗的工作原理···························2 1.3鉗工用液壓臺虎鉗的優(yōu)缺點·····························3 2 鉗工用液壓臺虎鉗總體方案的設(shè)計··························1 2.1鉗工用液壓臺虎鉗幾種設(shè)計方案及工作原理··············2 2.2設(shè)計方案的選擇······································3 3液壓臺虎鉗各部分的設(shè)計··································4 3.1液壓泵的選擇········································4 3.2臺虎鉗身的設(shè)計······································8 3.2.1固定鉗身的設(shè)計·································9 2.4.2 活動鉗口的設(shè)計································9 2.4.3 臺鉗與工作臺的聯(lián)接設(shè)計·······················10 4 臺鉗的使用說明書·······································15 5 全文總結(jié)···············································36 參考文獻················································43 致謝·····················································44 附錄 1 緒論 1.1 鉗工用液壓臺虎鉗設(shè)計的實際意義 鉗工用液壓臺虎鉗，是現(xiàn)在市場所沒有的。一、根據(jù)現(xiàn)在生產(chǎn)核技術(shù)越來越高，生產(chǎn)精度越高，同時也是生產(chǎn)越來越精巧，夾緊力也要求越來越準確，不能過大過小。但傳統(tǒng)的臺虎鉗所產(chǎn)生的夾緊力是根據(jù)師傅的經(jīng)理來保證的，因此極有可能會產(chǎn)生以上的不足而使廢品率提高，根據(jù)生產(chǎn)的需要，特此設(shè)計一套適合加工的鉗工用液壓臺虎鉗。二、傳統(tǒng)的臺虎鉗工作效率比較低，傳統(tǒng)臺虎鉗是螺紋傳動，無法實現(xiàn)快速夾緊與松開，使得生產(chǎn)效率比較低?，F(xiàn)有的液壓臺虎鉗基本上用在車床上，能實現(xiàn)快速夾緊與松開，但是要配有一個機動的動力源，如果用在鉗工上就成本太高，所以不適用。新設(shè)計的鉗工用液壓臺虎鉗，不但可以實現(xiàn)快速夾緊與松開的同時，液壓系統(tǒng)的動力源為手動，這樣相對于機床用的臺虎鉗來說成本比較低，只比傳統(tǒng)臺虎鉗的成本高不了多少。 鉗工用液壓臺虎鉗有以上優(yōu)點，新的臺虎鉗的問世是遲早的問題，是必然的趨勢。 為了保證臺虎鉗的可用性，我用250N的力來進行設(shè)計各部分的尺寸。液壓臺虎鉗的設(shè)計共分為以下幾個部分： 一、緒論； 二、設(shè)計方案的設(shè)計與選擇； 三、臺虎鉗各部分的設(shè)計 四、完成裝配圖 五、寫好使用說明書 1.2鉗工用液壓臺虎鉗的工作原理 鉗工用液壓臺虎鉗的工作原來就是將傳統(tǒng)的螺紋夾緊換成液壓系統(tǒng)，利用液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力可調(diào)節(jié)的，通過計算可以調(diào)出鉗口的夾緊力的大小，這樣就不會出來夾緊力過小或過大對產(chǎn)品造成的損害。詳解請看原理圖： 1、調(diào)整螺母，2、彈簧，3、活動鉗身固定桿，4、液壓油管聯(lián)接螺母，5、活動鉗口，6、柱塞缸，7、柱塞泵，8、底座，9、固定鉗口，10、剎車手柄，11、剎車，12、帶型剎車磨擦塊，13、擋圈螺母，15、液壓油管，16、油泵手柄，17、鉗口，等組成。 圖1.1鉗工用液壓臺虎鉗示意圖 其工作原理具體為： 臺虎鉗的夾緊力是靠彈簧來保證的，液壓系統(tǒng)在止的功用只是讓活動鉗口克服彈簧的張力向左移動一點距離。其工作步驟如下： 一、通過調(diào)整調(diào)整螺母1，調(diào)整好彈簧在圖示位置的張力，使張力等于要加工零件的夾緊力。 二、壓油壓手柄16，通過油管15給6柱塞缸注入液壓油，通過6推動5活動鉗口向左移動。并且將16卡入（圖示位置，在16的下方方塊）方塊中。 三、用手推動活動鉗身向左移動，并且給工件一個初始的夾緊力（預緊力），然后用手扳動手柄10，通過帶型剎車磨擦塊死死的抱死3活動鉗身固定桿，使它不能再動。 四、完成以上工作以后，就放開油剎手柄16，釋放液壓系統(tǒng)的壓力，讓彈簧的張力來實現(xiàn)夾緊工作。從而實現(xiàn)快速夾緊。 五、加工完以后，只需松開手柄10，然后用手拖開活動鉗身就可以實現(xiàn)快速松開。 1.3 鉗工用液壓臺虎鉗的優(yōu)缺點 與傳統(tǒng)的螺紋臺虎鉗相比，鉗工用液壓臺虎鉗有下列優(yōu)點： 1.液壓臺虎鉗可以根據(jù)具體工件的適應(yīng)夾緊力的大小，準確的調(diào)出夾緊力的大小。 1． 液壓臺虎鉗可以實現(xiàn)快進與快退，可以在幾秒鐘內(nèi)實現(xiàn)夾緊與松開，大大提高了工作效率，這是傳統(tǒng)臺鉗所無法比擬的。 2． 液壓零件現(xiàn)在已標準化了，可以便于設(shè)計和選用。 與傳統(tǒng)的螺紋臺虎鉗相比，鉗工用液壓臺虎鉗有下列缺點： 1． 鉗工用液壓臺虎鉗相對于傳統(tǒng)的螺紋來說成本提高不少。 2． 鉗工用液壓臺虎鉗相對于傳統(tǒng)臺鉗來說，操作比較復雜一點。 2 鉗工作液壓臺虎鉗總體方案的設(shè)計 本設(shè)計中，充分考慮到臺虎鉗的功能需求和與液壓系統(tǒng)的配合需求，在具體實現(xiàn)的過程中，以系統(tǒng)的可靠性與易用為準則，盡量把鉗工用液壓臺虎鉗設(shè)計成為一個功能齊全、可靠性高且易于使用的產(chǎn)品 2.1 鉗工用液壓臺虎鉗幾種設(shè)計方案及工作原理 由于鉗工用液壓臺虎鉗，是市場現(xiàn)在沒有的，根據(jù)現(xiàn)用臺虎鉗為基礎(chǔ)進行改進，有下面兩種設(shè)計方案。A與B方案都能實現(xiàn)快速夾緊與松開。 1、活動鉗身，2、小活動鉗口，3、液壓泵手柄，4、彈簧，5、柱塞泵，6、剎車手柄，7、擋塊，8柱塞缸 圖1.2液壓臺虎鉗設(shè)計方案A 此種設(shè)計方案的工作原理是：先壓液壓手柄3給柱塞缸8注入液壓油使小活動鉗口向右移動，然后放入工件再用手推動活動鉗身1，給工件一個預緊力，之后就用手往下壓剎車手柄6，使活動鉗身迅速固定不動，再后就是放松液壓泵手柄6，使液壓系統(tǒng)壓力為零，此時釋放彈簧的張力，通過彈簧的張力來對工件進行夾緊。實現(xiàn)在快速夾緊。只要把剎車手柄6往上拉，就要可以拖動活動鉗口，成而實現(xiàn)快速松開。 1、調(diào)整螺母，2、彈簧，3、液壓泵手柄，4、柱塞泵，5、柱塞缸，6、活動鉗口，7、固定鉗身，8、剎車手柄 圖1.3液壓臺虎鉗設(shè)計方案B 此種設(shè)計方案的工作原理和A種設(shè)計方案的差不多，不同之處就在于B方案壓液壓泵手柄3時，活動鉗口向右移。在這里就不多說了。 2.2 設(shè)計方案的選擇 1、A種設(shè)計方案，雖說設(shè)計與加工比B種設(shè)計方案要簡單，也可以實現(xiàn)快進與快退，但是在加工（如銼削、鑿削、鋸削）時，主受力方為彈簧的那個方向，因為彈簧雖說可以保證夾緊，但是在受到?jīng)_擊力時會因力的突然增大，而使工件的松動。這對工件（如表面質(zhì)量）也會造成一定的影響；如果沖擊力是朝活動鉗身這邊，因力的突然增大會使得磨擦塊產(chǎn)生的摩擦力無法抱死活動鉗身這樣會使以前的夾緊沒效。會使以前的定位無效。 2 B種設(shè)計方案，雖說設(shè)計與加工比a種設(shè)計方案稍要復雜，同時可以實現(xiàn)快進與快退，但是解決了a種設(shè)計方案在加工時的主要缺點。因為在受到?jīng)_擊力的方向只要朝向固定鉗身這邊，所以不管受多大的力，都不會使工件產(chǎn)生松動。 比較這兩種設(shè)計方案，兩種方案都能實現(xiàn)快速夾與快速松開，A種設(shè)計方案只能用于加工時沒有沖擊的場合，但是鉗工用的臺虎鉗，不可能在加工時不會不遇到?jīng)_擊力的，反而是經(jīng)常會遇到這種情況，所以A種設(shè)計方案不可取。B種設(shè)計方案呢，則可以受到?jīng)_擊力，只要保證受力方向朝固定鉗口方向就沒有問題了，在鉗工加工是要保證受力方向是沒有問題的。 由此可見B要比A優(yōu)，所以我選擇設(shè)計方案B。 3 液壓臺虎鉗各部分的設(shè)計 3.1 液壓缸的選擇 將傳統(tǒng)的螺紋傳動改成液壓，因此液壓缸的設(shè)計，將是整個臺虎鉗里面最主要的動力元件，也是能否能降低成本的關(guān)鍵。所以選擇液壓缸根據(jù)如下幾點： 1． 推力為250N的力，再加上柱塞式液壓缸市場上沒要一定的標準，所以選用柱塞直徑為18mm的柱塞式液壓缸。（見圖）在臺虎鉗工作時，鉗中的開度與液壓缸的伸長長度與無關(guān)，而加緊時所以液壓缸的伸長長度與臺虎鉗的開度無關(guān)，因而要求結(jié)構(gòu)緊湊。所以選擇一個開度小的液壓缸。 2． 因為液壓元件是標準件，所以盡量選擇標準件。 3． 為了使液壓系統(tǒng)的泄露較小，所以要求系統(tǒng)壓力為低壓（保證系統(tǒng)壓力P<25MPa），所以選擇活塞橫截面積大一點的。 根據(jù)選擇的系統(tǒng)壓力和夾緊力 A=F/P A=250/25=1 A：柱塞有效工作面積 F：柱塞推力 P：液體工作壓力 平方毫米，這么小的橫截面積在市場上沒有，更何況要柱塞柱去 圖1.4柱塞式液壓缸 3.2 液壓泵的選擇 為了保證操作都輕松，所以要求液壓泵的橫截面積小于液壓缸的橫截面積。為了減低成本，再就是便于設(shè)計，所以選擇柱塞直徑為8mm的柱塞式液壓缸。見圖 圖1.5柱塞式液壓泵 所以止時液壓系統(tǒng)的壓力為 Ｐ＝Ｆ／Ａ A=Πxdxd/4 P=250/(3.14x18x18/4) =1MPa A：柱塞有效工作面積 d：柱塞直 但根據(jù)彈簧的張力等于　F=ＫＸ 　　　　　　　　　　　　Ｆ：彈簧的張力 　　　　　　　　　　　?。兀簭椈傻母淖冮L度 所以當液壓缸推動活動鉗口移動時，越推會力越大，所以要求P比計算出來的要大些，所以取1.5MPa。所以系統(tǒng)壓力為1.5MPa。這時做用在柱塞式液壓泵上的力應(yīng)為 F=PxA F=1.5xΠx10x10/4=117.75N, 還經(jīng)杠桿原理，所以操作者不需用到一百牛的力，操作起來就不會感到很吃力，所以選取的液壓元件合理。 3.3 臺虎鉗身的設(shè)計 鉗工用液壓臺虎鉗的設(shè)計要求是整體高度不超過250mm，為了使結(jié)構(gòu)緊湊，所以對現(xiàn)用的臺虎鉗鉗身必須進行修改方能適用。鉗身的設(shè)計中遇到的強度等方面的考慮可以參照已有臺虎進行設(shè)計，故可以免除強度計算。 3.3.1 活動鉗身的設(shè)計 為了便于加工，將傳統(tǒng)的整體活動鉗身改為由幾部分組成，活動鉗身主要由活動鉗口、鉗身桿、液壓缸、液壓泵組成。其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖1.6活動鉗口示意圖 為了設(shè)計和制造簡單，降低成本。其液壓系統(tǒng)沒有油箱，這樣就要求工作者定期加油，活動鉗口這樣設(shè)計的作用主要是便于快速夾緊與松開，只要固定鉗身能快速抱緊與松開鉗身桿，其余的事就全交給活動鉗口了，為了滿足這些要求將活動鉗口用彈簧來推動來實現(xiàn)夾緊，其工作原理是： 一、工作者能過調(diào)整螺母7來調(diào)彈簧的張力，因為這個彈簧的張力為夾緊工件的夾緊力，調(diào)好夾緊此類工件的夾緊力。 二、工作者用手壓壓桿3，給液壓柱塞注入液壓油，推動活動鉗口，并且將手柄卡入液壓手柄固定塊內(nèi)。 三、工作者將工件放入鉗口，用手推動活動鉗身，給工作一個預緊的夾緊力。 四、將3從固定塊內(nèi)拿出來，釋放柱塞里的液壓油，此時液壓系統(tǒng)的壓力為零。同時彈簧釋放勢能，通過彈簧的張力來實現(xiàn)真正的夾緊。 3.3.2 固定鉗身的設(shè)計 在介紹活動鉗身時，講到了固定鉗身必須能在很短的時間內(nèi)，死死的抱死活動鉗身不讓它移動。另外它還參與夾緊工作，這與現(xiàn)用的臺虎鉗是相同的，所以可以參照現(xiàn)有臺虎鉗的固定鉗身來進行設(shè)計，與現(xiàn)有臺虎鉗的固定鉗身相比，只需增加一個能實現(xiàn)在很短的時間內(nèi)抱死活動鉗身的裝置就行了，其它方面改動不大。故可免掉一些強度計算。 固定鉗身主要由：底座、固定鉗口、帶型剎車機構(gòu)、凸輪機構(gòu)組成。其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖1.7固定鉗身示意圖 此種設(shè)計通過剎車手柄3往下壓時，帶動鋼帶剎車塊，通過摩擦力來抱死活動鉗身固定光桿。成而實現(xiàn)快速夾緊與快速松開。不過要使摩擦力來抱死活動鉗身，就要求鋼帶拉得較緊。 F=Nf F：摩擦力 N：正壓力 f：摩擦系數(shù) 因為只有摩擦系數(shù)比較 3.3.3 臺鉗與工作臺的聯(lián)接設(shè)計 為了設(shè)計簡單、便于制造、降低成本，所以臺虎鉗與工作臺的聯(lián)接部分不做任何改動，完全按照原樣照搬。 4臺鉗的使用說明書 本臺鉗是改進現(xiàn)有螺紋臺虎鉗，將螺紋傳動改成液壓傳動，且液壓系統(tǒng)的動力源為手動。可以實現(xiàn)快速夾緊和松開，且保證工作要求的新型臺虎鉗。 與原有臺虎鉗相比，鉗工用液壓臺虎鉗的操作比以前復雜，但是很容易掌握。其操作步驟如下： 一、根據(jù)所加工工件的大小和材料以及加工時的受力大小和力的類型，確定要夾緊此類工件的夾緊力，并調(diào)好夾緊力（通過調(diào)整螺母來調(diào)彈） 二、調(diào)整好夾緊力以后，就壓下液壓泵給柱塞缸注入液油， 三、將工件放入鉗口，用手推動活動鉗口，夾緊工件，給工件一個初始夾緊力，然后壓下剎車手柄。 四、放開液壓手柄，讓液壓系統(tǒng)壓力為零。即可達到快速夾緊。 夾緊之后是鉗工工作者進行加工了。 　　五、只要將剎車手柄往上提就可以拖動活動鉗口，成而快速松開。 注意事項： 因為止液壓臺虎鉗沒有油箱，雖說系統(tǒng)壓力比較低，但還是會存在泄漏，所以要求操作都對臺鉗定時加液壓油，其加油時間要根據(jù)加工時的夾緊壓力來確定；另外就是在工作時要注意力的方向，只能是力朝固定鉗身這邊，如果方向搞反了的話，就會有可能是臺虎鉗的夾緊失效。 總　結(jié) 此次的畢業(yè)設(shè)計把我在大學四年期間所學到的專業(yè)基礎(chǔ)知道與生產(chǎn)實踐相結(jié)全的一次大膽的嘗試，也是對自己大學幾年來所學學的專業(yè)知道基礎(chǔ)知識，而且在本次的設(shè)計中學到了許多新的知識，由于自己的經(jīng)驗不足，所以設(shè)計出來的臺虎鉗不一定比現(xiàn)有的臺虎鉗先進和實用，但對我來說是一個新的嘗試。我在這二個多月的設(shè)計中，有以下幾點心得體會。 一、初步使我懂得了，搞設(shè)計是怎么一回事，應(yīng)從哪里入手，要找一些什么樣的資料和參考書籍，還有就是多在社會中找找現(xiàn)用的，與止差不多的產(chǎn)品來研究它的工作方式，這樣設(shè)計有什么好處和不足之處，應(yīng)如何改正。進行大量的數(shù)據(jù)采集以后，進行分析，從生產(chǎn)加工的廠家的使用要求和現(xiàn)在社會的實用情況出發(fā)，選擇最優(yōu)的，最經(jīng)濟的設(shè)計方案。 二、通過此次設(shè)計，使我具備了一定的獨立設(shè)計的能力，能夠使自己所學的專業(yè)知識，應(yīng)用在實踐中。此次設(shè)計，綜合了指導老師和同學們的意見，實現(xiàn)了快進與快退，能夠在一秒了夾緊。這對鉗工用臺虎鉗來說是一個大膽的改進和創(chuàng)新?？赡芪疫@次設(shè)計出來的不適用，但對我來說也是一個較大的進步，使我懂得了如何去思考和發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有產(chǎn)品的不足。 三、通過設(shè)計鍛煉了自己縱使思考問題的能力，并且培養(yǎng)了自己對設(shè)計的創(chuàng)新能力，同時也發(fā)現(xiàn)自己的不足之處，如對某些設(shè)計結(jié)構(gòu)，和工作時有可能遇到的情況考慮不全面，等。 四、在設(shè)計過程中對于各門專業(yè)基礎(chǔ)課的縱使應(yīng)用不是很熟練，對于在設(shè)計中所遇到的問題不能全面獨立自主的解決，這在實際生產(chǎn)加工是不能勝任的，等缺點。所以在以后的生活中必需加強專業(yè)知識和社會實踐，使自己進一步搞高。 參考文獻 [1]朱成根。簡明機械零件設(shè)計手冊。機械工業(yè)出版社，1999：P38-47 [2]成大先。機械設(shè)計手冊?；瘜W工業(yè)出版社，2001：P79-102 [3]曹玉平，閻祥安。液壓傳動與控制[M]。天津大學出版社，2003：P45-68 [4]黃迷梅。液壓氣動密封與泄漏防治[M]。 北京：機械工業(yè)出版社，2003：P14-19 [5]周士昌。液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計運行禁忌470倒[M]北京：機械工業(yè)出版社，2002：P77-98 [6]陳次昌，宋文武。流動機械基礎(chǔ)[M]。北京：機械工業(yè)出版社，2002：P11-21 [7]胡宗武、徐履冰、石來德。非標準機械設(shè)備設(shè)計手冊[M]。 北京 機械工業(yè)出版社，2003：P25-52 [8]濮良貴、紀名剛。機械設(shè)計（第七版）[M]。北京高等教育出版社，2001：P92-117 [9]王昆，何小柏，汪信遠。機械設(shè)計機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 [M] 北京高等教育出版社，1995P220-274 [10] 工程力學[M]。北京高等教育出版社，2003P152-189 致 謝 本論文在選題、設(shè)計和撰寫的過程中，得到了指導老師黃力多老師的親切關(guān)懷和精心指導。在本次畢業(yè)設(shè)計過程中，存在著許多問題，都在老師和同學的幫助下解決了，使我學到了許多實際技能知識，使我所學的理論知識得到了全面的鞏固和提升。 在畢業(yè)務(wù)設(shè)計過程中，有許多的同窗好友給我支持和幫助，給我不同的參考意見和設(shè)計思想，使我的畢業(yè)設(shè)計考慮更加周全，考慮了一些自己不曾想到了問題，增強了我的思維。咸謝給與我?guī)椭耐瑢W。雖然設(shè)計過程只有短短兩個月，但指導老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度以及對學生認真負責的教學態(tài)度讓我受益匪淺。導師對我的教誨和啟發(fā)使我終生難忘，在此謹向黃教師表示最誠摯最衷心的感謝！ 最后，感謝在百忙之中參與評閱論文和參加答辯的評委們！ 19