精密虎鉗設(shè)計及相關(guān)技術(shù)研究【含9張CAD高清圖紙、文檔全套】【LB6】

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740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2016年3月15日”或“2016-03-15”；6. 指導(dǎo)教師意見和所在系意見用黑墨水筆工整書寫，不得隨便涂改或潦草書寫。畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述1. 設(shè)計（或研究）的依據(jù)、背景以及研究意義1.1 研究的依據(jù)和背景在機械制造中，工件在機床上進(jìn)行加工時，應(yīng)保證工件相對于刀具及切削運動，處于一個正確的空間位置；對于批量生產(chǎn)，還應(yīng)保證整批工件在同一加工工位置，所占據(jù)空間位置不變1。產(chǎn)品的批量較小或是單件生產(chǎn)時，這個同一正確位置則可以通通用夾具逐個保證。而批量較大時，往往為快速完成工件的裝夾，提高生產(chǎn)效率，則使用專門的夾具2。根據(jù)我們所學(xué)的機械設(shè)計基礎(chǔ)等研究了機用虎鉗的組成構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)虎鉗具有簡練緊湊，夾緊力度強，增利特性好，易于操作使用等特點3-4。一般很適合中型銑床、鉆床、以及平面磨床等機械設(shè)備使用。在機床加工工件過程中，也會遇到不同的工件類型，需要不同的工件夾具進(jìn)行夾裝，這就對夾具虎鉗有了更多的要求和需要更多的類型來適應(yīng)不同工件的夾裝要求5-6。本畢業(yè)設(shè)計要求設(shè)計一精密虎鉗，使其在生產(chǎn)加工中可以更好的保證工件的加工精度，以及對不同工件進(jìn)行加工時的夾裝要求和加工角度等，并且使用該虎鉗裝夾工件方便、快速，可以提高勞動生產(chǎn)率；使其在銑、刨、鉆等機械加工中運用的更加廣泛、方便、快捷7。對工件進(jìn)行機械加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于刀具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此，在進(jìn)行機械加工前，先要將工件裝夾好。夾具在機械加工中具備諸多優(yōu)點，虎鉗其具備以下的優(yōu)點8：（1）快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床夾具；（4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具；（5）進(jìn)一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率；（6）提高機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。1.2 研究的意義此次的設(shè)計是對大學(xué)期間所學(xué)各課程及相關(guān)的應(yīng)用繪圖軟件的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。其目的在于：（1）鞏固我們在大學(xué)里所學(xué)的知識，也是對以前所學(xué)知識的綜合性的檢驗；（2）加強我們查閱資料的能力，熟悉有關(guān)資料；（3）樹立正確的設(shè)計思想，掌握設(shè)計方法，培養(yǎng)我們的實際工作能力；（4）通過對雙自由度虎鉗的設(shè)計及相關(guān)研究，使我學(xué)習(xí)和雙自由度虎鉗的有關(guān)知識，了解虎鉗在機床和加工中心的用途、意義以及設(shè)計虎鉗需要掌握的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀；（5）結(jié)合畢業(yè)設(shè)計要求，針對雙自由度虎鉗的設(shè)計要求，掌握設(shè)計虎鉗的基本流程和設(shè)計要點、技術(shù)關(guān)鍵及發(fā)展方向，最終提高自身的設(shè)計能力和綜合素質(zhì)。（6）通過零件圖，裝配圖繪制，使我們對于AutoCAD繪圖軟件的使用能得到進(jìn)一步的提高。2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外針對夾具的研究較早，其中包括最基本、最常用的夾具虎鉗。從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國9。當(dāng)前國際上的夾具企業(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)和國內(nèi)訂貨，而通用性強的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計資料，但歐美市場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10。我國針對夾具研究起步較晚，國內(nèi)的夾具始于20世紀(jì)60年代，但在廣大科研院所、高校等人員的共同努力下，使我國的夾具取得了巨大成就。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)以及數(shù)控技術(shù)的成熟，夾具的重要性體現(xiàn)的越來越重要11-12。在數(shù)控設(shè)備上，虎鉗通常是用來夾持工件的通用夾具，目前我國虎鉗可以分為以下幾種：固定式虎鉗13固定式虎鉗由固定鉗體、活動鉗體、滑心、螺桿(絲桿)，鉗座、手柄、鉗口等組成。鉗座與固定鉗體鑄成一體，兩側(cè)有孔，以便安裝在工作臺上，滑心與活動鉗體鑄成一體，與固定鉗體方子L配合?；南旅娴牟蹆?nèi)裝有鋸齒形螺紋的絲桿，搖手柄插入絲桿的一端，轉(zhuǎn)搖手柄使絲桿旋轉(zhuǎn)，絲桿在螺母內(nèi)作軸向移動，帶動活動鉗體前進(jìn)或后退，使鉗口合攏或張開。如圖1.1所示。圖1.1 固定式虎鉗活動式虎鉗活動式虎鉗的固定鉗體不直接安裝在工作臺上，而是裝在帶有可移動裝置的轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤上有幾只螺孔和工作臺連接。鉗體和轉(zhuǎn)盤座通過兩只螺栓連接可將鉗體轉(zhuǎn)動成任何角度，以便把夾持的工件轉(zhuǎn)到更合適的操作位置，旋緊螺栓即予固定。如圖1.2所示。圖1.2 活動式虎鉗桌夾式虎鉗桌虎鉗與臺虎鉗不同之點是，桌虎鉗在下面多一個螺旋夾緊裝置，不一定要固定在一定地方，可隨意移動，體積不大，重量輕，拆裝、攜帶方便，適用于儀器儀表工業(yè)加工裝配，維修夾持小型工件之用。如圖1.3所示。圖1.3 桌夾式虎鉗多用式臺虎鉗多用式臺虎鉗的鉗口與一般的臺虎鉗相同，但平鉗口下部制出一對帶有圓弧裝置的凹鉗口，專供夾持小直徑的鋼管或圓柱形工件以便加工時不使?jié)L動。多用式臺虎鉗在它的固定鉗體上端還鑄出鐵砧面。便于對小工件進(jìn)行錘擊加工之用。如圖1.4所示。圖1.4 多用式臺虎鉗2.2 虎鉗行業(yè)現(xiàn)狀以及發(fā)展的趨勢研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件總品種已占工件種類總數(shù)的85左右。現(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)市場的需求與競爭14。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)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3-4年就要更新5080左右專用夾具15，而夾具的實際磨損量僅為1020左右。經(jīng)查閱資料可知，目前傳統(tǒng)的虎鉗存在眾多的不足，主要表現(xiàn)在以下幾個方面16-17：（1） 可移動性差。虎鉗往往固定在臺面上，不能按照所需要的方向進(jìn)行移動或者進(jìn)給，造成生產(chǎn)效率低；（2） 可調(diào)整性差。由于傳統(tǒng)的虎鉗處于固定狀態(tài)，不能根據(jù)操作者的需求進(jìn)行調(diào)整，造成操作者勞動強大大且效率低；（3） 通用性差。傳統(tǒng)虎鉗大多數(shù)只能針對某一特定情況下進(jìn)行使用，不能與數(shù)控設(shè)備配合使用。目前，結(jié)合上述虎鉗的缺陷，未來的的發(fā)展趨勢主要有以下幾方面18：（1） 通用性增強?；Q經(jīng)過改進(jìn)和完善，可以將虎鉗的底座與數(shù)控機床甚至更加先進(jìn)的設(shè)備結(jié)合使用，增大虎鉗的可使用范圍；（2） 增大虎鉗的自由度19。目前除了多用式臺虎鉗外，其余虎鉗的自由度收到了極大的限制，未來應(yīng)該朝向增大虎鉗的自由度方向發(fā)展，從而提高虎鉗的性能；（3） 完善虎鉗材料。目前虎鉗多數(shù)采用傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)，在使用過程中極易劃傷工件，未來應(yīng)該朝著柔性化方向發(fā)展，避免在使用虎鉗過程中劃傷工件。參考文獻(xiàn)1 郭東海.鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計的探討J.黑龍江科技信息，2011，23：287-288.2 李克安，周晟，崔榮繁，等. 重型燃?xì)廨啓C吊具有限元結(jié)構(gòu)分析J.湖南理工學(xué)院學(xué)報，2008，21（1）：45-48. 3 孫麗媛 .機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)M.北京：冶金工業(yè)出版社，2007.4 JIANG X J，ZHANG Y Y，YUAN S X Analysis of the contact stresses in curvic couplings of gas turbine in a blade-off eventJStrength Material，2012，44(5)：5395505 李勇峰，陳書劍基于草圖裝配及運動仿真的腳踏軋棉機概念設(shè)計法J機械工程師，2010（10）：51-526 蘇夢香基于 Autodesk Inventor 偏心連桿振動裝置的虛擬裝配J煤炭科學(xué)技術(shù)，2007，35（6）：67-69.7 程緒琦.AutoCAD2008中文標(biāo)準(zhǔn)教程M.北京：電子工業(yè)出版社，2008.4.8 Xu Wang,Dazhi Wang.Calculation of Eddy Current Loss and Thermal Analysis for Adjustable Permanent Magnetic CouplerJ.International Conference on Electro- nic&Mechanical Engineer and Information Technology,2011.9 趙忠剛，劉衛(wèi)剛，張婷婷.解體式V型可轉(zhuǎn)鉗口臺虎鉗的研發(fā)與應(yīng)用J. 機械研究與應(yīng)用. 2012(03):23-25.10 葉河源.臺虎鉗使用方法的拓展J. 機械工程師. 2007(12)：70-73.11 徐旭登,王澤華,張棉好. 帶旋轉(zhuǎn)鉗口的多自由度機用臺虎鉗設(shè)計J. 機械工程師. 2016(02)：56-59.12 Cabiva,Genetic .Optimization of radial eddy current couplingsC.The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineer- ing.Vol.24, No.3,2005pp:767-783. 13 鄧文英.金屬工藝學(xué) 下冊M.北京：高等教育出版社，2001.14 S.Ekram,D.Mahajan,M.Fazil,V.Patwardhan,and N.Ravi.Design Optimization of Brushless Permanent Magnet Hub Motor Drive Using FEAJ.Proceeding of Inernational Conference on Electrical Machines and Systrms 2007,Oct.8-11. 15 李軍利.臺虎鉗的巧改與巧用J.金屬加工(冷加工).2012(06)：68-71.16 BOUZID A H，HICHEM G A new approach to model bolted flange joints with full face gaskets JJournal of Pressure Vessel Technology，Transactions of the ASME，2011，133，02120302120917 王昆，何小柏，王信遠(yuǎn)，機械設(shè)計-課程設(shè)計，高等教育出版社，1995.18NASSAR S A，YANG X J，GANDHAM S V T，et alNonlinear deformation behavior of clamped bolted joints under a separating service load J Journal of Pressure Vessel Technology，Transactions of the ASME，2011，133( 2) ， 02100110210019.19 高斌.巧用臺虎鉗鉗口J.金屬加工(冷加工).2009(15)：43-46. 畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：2.1 研究或解決的問題機械加工中，虎鉗是較為常見的裝夾工具，它分機用和手用兩種，都是利用兩鉗口作定位基準(zhǔn)，靠絲杠，螺母傳送機械力的原理進(jìn)行工作的?；Q結(jié)構(gòu)簡單裝夾迅速，加工時省時省力，提高了加工效率和加工精度。提高了產(chǎn)品質(zhì)量。但是虎鉗也有其不足之處。如不能較好的裝夾外形較為復(fù)雜的工件。主要原因是虎鉗鉗口是平直的，不適于裝夾圓柱形工件，機加工時工件易位移，有時工件還會飛出機床臺面。為此，特對虎鉗進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計。以滿足更多使用功能的要求，使其更加的實用化。本畢業(yè)設(shè)計結(jié)合任務(wù)書的要求，擬解決的問題主要有以下幾個方面：（1）通過對查閱資料，掌握其虎鉗的重要性。（2）掌握虎鉗設(shè)計及相關(guān)技術(shù)研究流程。（3）了解精密虎鉗的結(jié)構(gòu)特點、功能特點及設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀；了解精密加工對虎鉗的要求，總結(jié)精密虎鉗的設(shè)計要點、技術(shù)關(guān)鍵及發(fā)展方向。（4）設(shè)計一種兩個自由度的虎鉗，完成結(jié)構(gòu)設(shè)計，給出技術(shù)參數(shù)的計算說明。（5）學(xué)習(xí)AutoCAD，并繪制虎鉗的工程圖。（6）撰寫說明書，完成相應(yīng)的工程圖設(shè)計。2.2 擬采用的研究手段初步擬采用理論分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計相結(jié)合的研究方法。針對虎鉗的設(shè)計主要采取以下方法： （1） 結(jié)合所學(xué)知識，首先對虎鉗分析，深入明白虎鉗用途和作用。（2） 設(shè)計一種兩個自由度的虎鉗。本文擬采取橫向和縱向兩個自由度實現(xiàn)虎鉗的任意位置移動，其中縱向?qū)к壟c機架相連，橫向?qū)к壟c橫向?qū)к壟浜?，兩個導(dǎo)軌的移動均采用絲杠螺紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行運動，橫向?qū)к?、縱向?qū)к壱约盎Q的安裝結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.1所示。 圖2.1 虎鉗結(jié)構(gòu)示意圖（3） 完成虎鉗的結(jié)構(gòu)和二維圖設(shè)計。（4） 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書，準(zhǔn)備答辯。三、 工作進(jìn)度安排第1-2周：選擇設(shè)計方向，收集資料，確定設(shè)計內(nèi)容，撰寫開題報告。第3-4周：調(diào)研。第5-6周：學(xué)習(xí)虎鉗的設(shè)計方法。第7-8周：繪制不同使用情況下的虎鉗的結(jié)構(gòu)示意圖。第9-10周：根據(jù)設(shè)計要求對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計算。第11-12周：運用AutoCAD繪制虎鉗工程圖。第13周：完成論文初稿，根據(jù)提出的修改意見完善圖紙及論文。第14周：畢業(yè)設(shè)計定稿、打印，畢業(yè)答辯。 畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告指導(dǎo)教師意見： 報告表明，該同學(xué)近期認(rèn)真查閱了大量的文獻(xiàn)資料，并進(jìn)行了認(rèn)真的學(xué)習(xí)，了解了國內(nèi)夾具，虎鉗的技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀，對國外產(chǎn)品也有所了解。提出的設(shè)計草案，盡管尚不夠詳細(xì)，但具有可行性。報告文筆流暢，符合技術(shù)文獻(xiàn)規(guī)范。同意開題。 指導(dǎo)教師： 2016年 3 月 22日所在系審查意見： 同意開題 系主任： 2016 年 3 月22 日