【文章內(nèi)容簡介】 5鋼經(jīng)過鍛造，提高硬度與韌性，再經(jīng)熱處理淬硬，具有較好的耐磨性。與前身配合的螺紋孔則是由鏜床鏜出來的。表面處理采用烤漆，鍍層工藝，起防水、防蝕、防銹作用[4]。工藝水平分析整體工藝為一般加工成型工藝，涉及的都是鑄造 、鍛造、車削等基本的金屬加工工藝。特殊處理部分主要在鉗口和絲桿部分，鉗口因?yàn)椴捎玫墓ば蜉^為復(fù)雜，有鍛造、磨削鉗口和底平面、淬硬，應(yīng)用工藝水平較高。絲桿的加工方法多樣化，有車削、銑削等工序，高精度要求，目前加工絲桿的方法更多，但基于當(dāng)時工藝，已屬于較好工藝水準(zhǔn)。除此之外，整體鉗身部分有較大倒角，也經(jīng)過加工打磨，處理得很得當(dāng)。3 各組成部分的設(shè)計(jì)臺式虎鉗的結(jié)構(gòu)臺式虎鉗主要由以下幾個部分組成1 固定鉗座2 活動鉗身3 鉗口板4 固定鉗口板用螺釘5 螺母6 銷7 螺桿8 墊片 固定鉗座的設(shè)計(jì)鉗座屬于機(jī)架、箱體類零件。該類零件特點(diǎn)是形狀不規(guī)則，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。固定鉗身的總體組合方式為綜合式，由圓柱臺和若干凸臺組成。其作用主要是固定連接，與桌面和臺面連接緊固的；還有一部分是和其他零件配合連接；固定其他零件，為其他零件提供安裝區(qū)域。根據(jù)固定鉗座的零件圖畫出圖，選取材料為HT150。 固定鉗座的零件圖 活動鉗身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)活動鉗身的零件圖畫出三維實(shí)體圖，選取材料為HT150。 活動鉗身的零件圖 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 。 鉗口板零件圖 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，選取材料為Q235。查取設(shè)計(jì)手冊可得相關(guān)尺寸。圖13 固定鉗口板用螺釘 螺釘三維實(shí)體圖 螺母的選擇設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)需求和臺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)手冊可得相關(guān)尺寸， 螺母M10 銷的選擇設(shè)計(jì) 跟據(jù)設(shè)計(jì)需求和臺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)手冊可得相關(guān)尺寸。 銷 螺桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)螺桿的零件圖畫出圖，選取材料為45。 螺桿（絲杠）的零件圖 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，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，；——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2545Mpa. T=15 。截面處軸的直徑為18mm。 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[5]。 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，特配備兩個墊圈，一個用于和M10螺母的配合使用，另一個用在螺桿的把手方位與固定鉗身的配合使用。選用標(biāo)準(zhǔn)件，按GB 93—87，相關(guān)尺寸為：d=，s=b=，0m= 材料為65 Mn、表面氧化。 墊圈螺桿的把手方位與固定鉗身的配合使用的墊圈選用標(biāo)準(zhǔn)件，按GB 93—87，相關(guān)尺寸為：d=，s=b= ，0m= 材料選取為Q235。4 臺虎鉗的主要零件的加工工藝 固定鉗身加工 圖紙分析在了解零件形狀和結(jié)構(gòu)之后，應(yīng)檢查零件視圖是否正確、足夠，表達(dá)是否直觀、清楚，繪制是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸、公差以及技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)是否齊全、合理等。本次設(shè)計(jì)的工件為固定鉗身數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂，零件的圖紙包括：一張零件圖。其中零件圖中的圖形都是采用主視圖的畫法，這樣就已經(jīng)能夠表達(dá)清楚零件的各部分尺寸。臺虎鉗固定鉗身三維圖所示材料為HT200號鋼，單生產(chǎn)。幾何元素分析：該工件外形復(fù)雜，包含了平面、圓弧面、孔等幾何元素,其中，圓弧面在設(shè)計(jì)的過程中利用導(dǎo)動進(jìn)行切除。材料分析：材料為HT200，調(diào)制狀態(tài)，硬度為HRC2030，適合加工中心加工。零件結(jié)構(gòu)工藝性好還是差對其工藝過程的影響非常大，不同結(jié)構(gòu)的零件盡管都能滿足使用性能要求，但它們的加工方法和制造成本卻可能有很大的差別。良好的結(jié)構(gòu)工藝性就是指在滿足使用性能的前提下，能以較高的生產(chǎn)率和最低的成本而方便地加工出來。零件結(jié)構(gòu)工藝性審查是一項(xiàng)復(fù)雜而細(xì)致的工作，要憑借豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論知識。審查時，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)向設(shè)計(jì)部門提出修改意見加以改進(jìn)[6]。首先我們應(yīng)當(dāng)清楚工藝安排應(yīng)做到正確、完整、統(tǒng)一和清晰，所用術(shù)語、符號、計(jì)量單位和編號都要符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。由于該零件有端面、外表面、倒角需要加工，且各表面之間有較高的尺寸精度和長度的要求，考慮到數(shù)控機(jī)床具有在一次安裝下加工出多個表面的特點(diǎn)，因此該零件加工適宜采用工序集中的方式，這樣就使每道工序加工內(nèi)容很多，工藝路線變短。選用工序集中的方式加工不僅能夠保證加工精度、充分利用了現(xiàn)有設(shè)備，而且也減少了工件裝夾次數(shù)，利于保證表面間的位置精度，縮短了生產(chǎn)加工時間，大大提高了勞動生產(chǎn)率。零件的技術(shù)要求包括下列幾個方面：（1）加工表面的尺寸精度（2）主要加工表面的形狀精度（3）主要加工表面之間的相互位置精度（4）加工表面的粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其他要求（5）熱處理要求（6）其他要求（如動平衡、未注圓角或倒角、去毛刺、毛坯要求等）要注意分析這些要求在保證使用性能的前提下是否經(jīng)濟(jì)合理，在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下能否實(shí)現(xiàn)。特別要分析主要表面的技術(shù)要求，因主要表面的加工確定了零件工藝過程的大致輪廓。該零件固定鉗身在加工時要保證它的各項(xiàng)精度指標(biāo)，如：各項(xiàng)尺寸精度、表面粗糙度等。（1）首先加工后要求達(dá)到一定的精度要求。 （2）零件加工時保證不同的長度尺寸及表面粗糙度要求。（3）零件的外輪廓要光滑。 加工工藝路線的總體設(shè)計(jì)對于多臺不同的數(shù)控機(jī)床、多道工序才能完成加工的零件,工序的劃分自然以機(jī)床為單位來進(jìn)行。而對于需要很少的數(shù)控機(jī)床就能加工完零件全部內(nèi)容的情況,數(shù)控加工工序的劃分一般按照下列方法進(jìn)行： （1） 以一次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序。（2）一個完整數(shù)控程序連續(xù)加工的內(nèi)容作為一道工序。（3）以工件上的結(jié)構(gòu)內(nèi)容組合用一把刀具加工為一道工序。（4）以粗、精加工劃分工序。所以綜合考慮具體情況和經(jīng)濟(jì)性,機(jī)床設(shè)備、現(xiàn)有的工裝設(shè)備等因素,為了更好的完成加工, 我模擬了2個加工工序方案。方案一:以裝夾劃分需要兩道工序。工序一，第一次裝夾然后進(jìn)行粗精加工使工件達(dá)到加工精度。工序二，掉頭裝夾進(jìn)行粗精加工。方案二:以粗精加工劃分需要兩道工序。工序一，第一次裝夾然后進(jìn)行粗加工，掉頭再進(jìn)行粗加工。工序二，裝夾工件進(jìn)行精加工，再掉頭，再進(jìn)行精加工。經(jīng)過比較方案二要比方案一多裝夾2次，在同樣保證加工精度的情況下明顯方案一更為方便快捷提高了工作效率所以我選擇方案一做為我設(shè)計(jì)的零件的數(shù)控加工工序，以一次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序,以安裝的加工作為工序,我的零件共需要兩次裝夾,分別進(jìn)行粗加工、精加工。這樣兩道工序就能完成零件的加工,定位基準(zhǔn)可以得到很好的保證,不會出現(xiàn)定位誤差。每次裝夾都要對刀,這樣就只對刀兩次,保證了刀位誤差。銑削加工工藝路線的擬定是制定銑削工藝規(guī)程的重要內(nèi)容之一，其主要內(nèi)容包括選擇各種加工表面的加工方法、劃定加工階段、劃分工序的先后順序等。對于數(shù)控銑床，應(yīng)重點(diǎn)考慮幾個方面：能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求；是走刀路線最短，既可簡化程序段，又可減少刀具空行程時間，提高加工效率應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量。 根據(jù)工件的幾何元素要求，本工件的加工方法為外輪廓的銑削，曲面的銑削。按照銑削加工的工藝原則，工件的加工工藝方法為：（1）在臺虎鉗上裝夾毛坯，加工部分高出臺虎鉗70mm；（2）使用直徑為12mm，圓弧為3mm的牛鼻刀對零件（不包括流道和型腔）進(jìn)行粗加工；（3）使用直徑為8mm的牛鼻刀對零件進(jìn)行二次開粗；（4）使用直徑為8mm的球頭刀對零件整體（不包括流道和型腔）進(jìn)行精加工；（5）使用直徑為12mm的平刀進(jìn)行平面加工。（6）對零件進(jìn)行拋光處理，使零件達(dá)到所要求的表面粗糙度； 毛坯設(shè)置數(shù)控銑床它的夾頭用虎鉗夾裝夾毛坯，毛坯尺寸10010067mm。用牛鼻銑刀Ф1015粗銑刀，粗銑時最大進(jìn)給量為2mm，主軸的轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘。，下工件設(shè)置，毛坯設(shè)置 尺寸設(shè)置：100100材料：45鋼選擇定位基準(zhǔn)（1）粗基準(zhǔn)的選擇原則選擇粗基準(zhǔn)時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，并注意盡快獲得精基面。本固定鉗身的加工應(yīng)遵循的原則有：① 合理分配加工余量原則② 保證零件相互位置要求原則③ 夾緊原則④ 不重復(fù)使用原則本次設(shè)計(jì)的固定鉗身粗基準(zhǔn)的選擇遵循的是合理分配加工余量原則，所選的基準(zhǔn)為零件的外圓柱表面[7]。（2）精基準(zhǔn)的選擇原則選擇精基準(zhǔn)時，主要考慮保證加工精度。本固定鉗身數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂的加工應(yīng)遵循的原則有：① 基準(zhǔn)重合原則 固定鉗身數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂為軸類零件即選用外表面基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合誤差。② 自為基準(zhǔn)原則 選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，本零件對加工表面沒有太高的尺寸精度要求，所以不必考慮此原則。③ 互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)對工件上兩個相互位置精度要求很高的表面進(jìn)行加工時，需要用兩個表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工，以保證位置精度要求。④ 所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計(jì)簡單、操作方便。無論是精基準(zhǔn)還是粗基準(zhǔn)的選擇，上述原則都不可能同時滿足，有時還相互矛盾的，因此，選擇根據(jù)實(shí)際情況分析，權(quán)衡利弊，保證其主要要求。本次設(shè)計(jì)的固定鉗身數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂精基準(zhǔn)的選擇遵循的是基準(zhǔn)重合原則，固定鉗身數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂軸類零件即選用外表面基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合誤差。由于毛坯已經(jīng)確定采用鑄件，比較適用于尺寸較小、精度較高的毛坯。鑄件的毛坯精度較高,硬度較大，外圓柱表面的毛坯余量均勻。所以，可以直接采用鋼料的外圓柱表面作為粗加工定位基準(zhǔn)。以毛坯的外圓柱表面作為粗定位基準(zhǔn)，加工出零件的精加工定為基準(zhǔn)。這樣可以確保重要表面的精加工余量，采用外圓柱表面