本科毕业设计
题目：液压台式虎钳的设计
英文题目：The design of hydraulic bench vice 学院：机电工程学院
专业：机械制造及其自动化
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2016年3月18日
毕业设计独创性声明
该毕业设计是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
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日期：年月日
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作者签名：导师签名：日期：年月日
摘要：液压虎钳的运动是一种往复直线运动的方式，它对调速、运动平稳性、换向精度、换向频率都有较高的要求，因广泛采用液压传动。液压虎钳是一种用于精密加工机床的辅助加工设备，对液压系统有着较高的要求。液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸仅为直流电机的10%~20%左右；反应速度快、准、稳；又能在大范围内方便地实现无级变速；易实现功率放大；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制造成本较低。因此，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。
液压传动设备一般由四大元件组成，即动力元件——液压泵；执行元件——液压缸和液压马达；控制元件——各种液压阀；辅助元件——油箱、蓄能器等。液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向，压力和流量；实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。
关键词：液压虎钳，液压传动，机械，功能
Abstract：Abstract: the movement of the hydraulic vice is a straight reciprocating motion, it has higher speed, smooth movement, reversing precision and switching frequency requirements, due to the extensive use of hydraulic transmission. Hydraulic vise is used for auxiliary processing equipment of precision machines, there is a high requirement of the hydraulic system. The application of hydraulic technology as an emerging discipline, although a relatively short history, the speed of development is very alarming. Hydraulic equipment can transmit great force or torque and power unit weight is light, small structure size, under the same power, the size of the weight only about 10% to 20% of DC motor; fast reaction speed, accurate and stable, and can in a large range conveniently realize the stepless speed change; easy to realize power amplifier; easy to overload protection; can automatic lubrication, long service life and low manufacturing cost. Therefore, all the countries in the world have widely application in the defense industry, forging machinery, engineering machinery, machine tool industry, automobile industry, metallurgy industry, agricultural machinery, vessel traffic, railway vehicles and aircraft, tanks, missiles, rockets and radar.
Hydraulic transmission equipment generally consists of four components, namely, power components, hydraulic pump, actuator, hydraulic cylinders and hydraulic motors, control components, the various hydraulic valves; auxiliary components, oil tank, the accumulator. The hydraulic valve function is to control the hydraulic system oil flow direction, pressure and flow; all the work function is designed to realize the action components to control, implementation of the whole hydraulic system and equipment.
Keywords:Hydraulic vise, hydraulic transmission, mechanical function
摘要 ............................................................. I Abstract ........................................................... II 1绪论.. (1)
1.1液压系统基础知识 (1)
1.2课题的来源与研究的目的与意义 (2)
1.3液压系统简介 (3)
1.4液压系统的基本组成 (3)
1.5液压传动优缺点 (5)
2液压虎钳的总体结构分析 (7)
2.1 液压虎钳的基本结构 (8)
2.2 液压夹紧系统的组成和特点 (8)
2.3 液压虎钳的设计要求 (8)
2.3.1 设计液压夹具时需要考虑的问题 (9)
2.4 液压虎钳动作循环分析 (10)
2.5 液压虎钳负载分析计算 (11)
2.5.1导轨的分析与摩擦力的计算 (12)
2.5.2循环阶段受力分析与计算 (12)
2.6 计算液压系统主要参数并编制工况图 (13)
2.6.1预选系统设计压力 (15)
3液压系统的设计 (16)
3.1 制定液压回路方案 (17)
3.1.1油源形式及压力控制 (18)
3.1.2调速回路 (19)
4拟定液压系统图 (19)
4.1选择液压基本回路 (20)
4.2选择液压元件 (20)
5液压系统的性能验算 (21)
5.1液压系统的压力损失计算 (21)
5.2液压系统的热量温升计算 (21)
结论 (22)
参考文献 (23)
致谢 (24)
1.1液压传动的基础知识
液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工。业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。液压传动的基本原理是在密闭的容器内，利用有压力的油液作为工作介质来实现能量转换和传递动力的。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。在液压传动中，液压油缸就是一个最简单而又比较完整的液压传动系统，分析它的工作过程，可以清楚的了解液压传动的基本原理.机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。概括说来，现代机械工程有五大服务领域：研制和提供能量转换机械、研
制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和提供各种机械武器。
不论服务于哪一领域，液压系统的工作内容基本相同，主要有：建立和发展液压工程的理论基础。例如，研究流体和压力的工程力学和流体力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究热能的产生、传导和转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等等。
研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有液压产品和生产新一代液压产品，以适应当前和将来的需要。
液压产品的生产，包括：生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生产调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。液压制造企业的经营和管理。液压系统的机械部件一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品。生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大量生产。销售对象遍及全部产业和个人、家庭。而且销售量在社会经济状况的影响下，可能出现很大的波动。因此，液压元件制造企业的管理和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。
液压产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证液压产品在长期使用中的可靠性和经济性。
液压产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套液压装备，以保证液压产品在长期使用中的可靠性和经济性。
1.2课题的来源与研究的目的与意义
液压虎钳作为平面液压虎钳磨削工件不可或缺的加工辅助结构，在当代机械工业占据着非常重要的地方，随着国民经济的飞速发展，液压虎钳也在不断地发展。
液压虎钳首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台液压虎钳。日本是液压虎钳发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进二种典型液压虎钳后，大力研究液压虎钳的研究。据报道，1976年从事液压虎钳的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。1979年120多个大学和国家研究部门用在液压虎钳的研究费用42%。1979年日本
液压虎钳的产值达443亿日元，产量为14535台。其中固定程序和可变程序约占一半，达222亿日元，是1978年的二倍。具有记忆功能的液压虎钳产值约为67亿日元，比1978年增长50%。智能液压虎钳约为17亿日元，为1978年的6倍。截止1979年，液压虎钳累计产量达56900台。在数量上已占世界首位，约占70%，并以每年50%～60%的速度增长。使用液压虎钳最多的是汽车工业，其次是电机、电器。预计到1990年将有55万液压虎钳投入到矿山开采行业工作。
第三代液压虎钳则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。
随着液压虎钳的研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。当代科技发展越来越迅猛，工业的发展与经济的强大与否有着直接关系，所以迫切需要不断地研发出新型的适合多种工件的通用的液压虎钳。
1.3液压系统简介
液压系统是一种以油液作为工作介质，利用油液的压力能并通过控制阀门等附件操纵液压执行机构工作的整套装置，包括动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。原动机的输出特性往往不能和执行机构的要求（力，速度，位移）理想匹配。因此，就需要某种传动装置，将原动机的输出量进行适当变换，使其满足工作机构的要求。液压系统就是用液压原理来实现这种变换功能的装置。
1.4液压系统的基本组成
液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀)、辅助元件和工作介质等五部分组成。
1、动力元件（油泵）它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。
2、执行元件（油缸、液压马达）它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。
3、控制元件包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。
4、辅助元件除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能
装置、冷却器、管件及油箱等，它们同样十分重要。
5、工作介质工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵液动机实现能量转换。
1.5液压传动优缺点
优点：
〈1〉体积小、重量轻，单位重量输出的功率大（一般可达32MPa,个别场合更高）。〈2〉可在大范围内实现无级调速。
〈3〉操纵简单，便于实现自动化。特别是和电气控制联合使用时，易于实现复杂的自动工作循环。
〈4〉惯性小、响应速度快，起动、制动和换向迅速。(液压马达起动只需0.1s)〈5〉易于实现过载保护，安全性好；采用矿物油作为工作介质，自润滑性好。〈6〉液压元件易于实现系列化标准化和通用化。
缺点：
〈1〉由于液压传动系统中存在的泄漏和油液的压缩性，影响了传动的准确性，不易实现定比传动。
〈2〉不适应在温度变化范围较大的场合工作。
〈3〉由于受液体流动阻力和泄漏的影响，液压传动的效率还不是很高，不易远距离传动。
〈4〉液压传动出现故障不易查找。
2 液压虎钳的总体结构分析
2.1 液压虎钳的基本结构
液压虎钳主要由油马达、直线滑轨副、滚珠丝杆螺母副，夹板等部分组成，目前各生产厂家的液压虎钳的结构都不尽相同，各有自己的特点。如有带行程调节装置的，也有无此装置的；有采用气缸的，也有采用液压缸的；缸体内有带缸套的也有无缸套的，其总体结构图如下：
整个液压虎钳安装在平面液压虎钳上面，其工作原理为：油马达进油后旋转，从而带动滚珠丝杆旋转，于是滚珠螺母开始在滚珠丝杆上面移动，从而带动上面的夹板之间的距离产生位移，从而达到夹紧工件的目的。
2.2 液压夹紧系统的组成和特点
液压夹紧系统主要由油马达，滚珠丝杆螺母副，直线滑轨副，以及夹板，夹具体等组成，其特点是通过油压来控制油马达动作，负载力矩大，运动平稳，安全可靠。
2.3 液压虎钳的设计要求
2.3.1 设计液压夹具时需要考虑的问题
在进行液压夹具装置之前，需要我们了解夹具设计的基本要求。首先，夹具设计的原则是经济和适用，它可以概括为：好用，经济，好修等特点，其中好用是主要特点。其具体要求如下：
（1）夹具的构造应与其用途和生产规模相适应。正确处理好质量、效率、方便性与经济性之间的关系。
（2）保证工件的加工精度。
（3）保证使用方便，方便拆卸。
（4）注意结构工艺性，并对加工，装配等方面进行综合考虑。
2.4 液压虎钳动作循环分析
一般的立式卧轴平面液压虎钳，轴的线性运动具有：
1、工作台的左右运动；
2、砂轮座的上下运动；
3、砂轮座得前后运动。
由于平面液压虎钳的工作台左右移动一般要求高速运动以及平稳，因此大部分平面液压虎钳此轴通常采用液压系统控制。此处设计为平面液压虎钳夹紧装置采用液压系统传动，砂轮及砂轮座采用电动机带动丝杠传动，本设计中只研究平面液压虎钳的液压系统，对后者不做研究。因此，设计中只分析设计液压泵带动液压缸的左右运动。平面液压虎钳夹紧装置循环运动设计为：快进-工进-快退。其中快进与快退均设计为13m/min，加速时间为0.13秒。
2.5 液压虎钳负载分析计算
2.5.1导轨的分析与摩擦力的计算
主要性能参数与性能要求如下：假设工件为45号钢：
ρ=7.85g/cm3
m=ρ×v=7.85×(630×200×320)=316.512kg
G=m·g=3101.82N 设工作台及夹具质量为500kg
导轨摩擦系数为μs=0.2
动摩擦系数μd=0.1
静摩擦力：Ffs=μs·（m1+m2)=0.2×(500+316.5)=1600N
动摩擦力：Ffd=μd·（m1+m2)=0.1×（500+316.5）=800N
惯性负载：Fi=（m1+m2）ΔV/Δ
t=（500+316.5）×13/0.13×60=1360.8N
Ft=500N
F′=T/（De/2）=P/n/（πDe·n）=170.6N·m
2.5.2循环阶段受力分析与计算
a快进阶段受力分析：
启动：F=Ffs1600N
推力：1778N
加速：F=Ffd+Fi 2160.8N
推力：2400N
恒速：F=Fd 800N
推力：889N
b 工进：F=F′+Ffd 970N
推力：1078N
c 快退阶段：
启动：F=Ffs 1600N
推力：1778N
加速：F=Ffd+Fi 2160.8N
推力：2400N
恒速：F=Fd 800N
推力：889N
根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载循环图F-L。
2.6 计算液压系统主要参数并编制工况图
2.6.1预选系统设计压力
平面液压虎钳也归属精加工机床，所设计的工作台在工进时负载最大，在其它工况负载都不太高，参考表2和表3初选油马达的工作压力p1=2MPa。
3液压系统的设计
3.1 制定液压回路方案
3.1.1油源形式及压力控制
液压油泵工况图如下：
从以上工况图表明，系统压力和流量均小，故可采用电动机驱动的单定量泵供油油源和溢流阀调压方案。
3.1.2调速回路
液压虎钳加工零件时，可以精加工和粗加工两种状态，故选用单向调速阀的
回油节流调速回路。由于已选用节流调速回路，故系统必然为开式循环。其工作原理图如下：
4拟定液压系统图
4.1选择液压基本回路
选择调速回路。该系统的流量、压力较小，可选用定量泵和溢流阀组成的供油源，液压系统功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，铣床加工有顺锉和逆锉之分，可采用进流口节流的调速形式，具有承受负切削的能力，如图（a）
(a)
选择快速运动回路和换向回路。系统采用节流调速回路后，不管采用什么油源形式都必须有单独的油路直接通向液压缸两腔，以实现快速运动。在本系统中，单杆液压缸要作差动连接，为保证换向平稳，采用电液换向阀式换接回路，如图
（b）
（b）
选择速度换接回路。避免液压冲击，宜选用行程阀来控制速度换接，如图（c）
（c）
4.2选择液压元件
1 确定液压泵的容量及电机功率
1）液压泵油路压力损失△P=0.5MPa，回油路泄露系数取1.1，则液压泵的
最高工作压力为：p
B =p
1
+△p=(2.54+0.5) MPa=3.04 MPa。
总流量：Q
B =KQ
max
=(1.1x5.01) L/min=5.511 L/min。
根据上述计算数据查泵的产品目录,选用YB-A9B定量式叶片泵,输出流量6.9L/min。
２）确定驱动电动机功率。
由工况图表明，最大功率出现在快退阶段，液压泵总效率η＝
0.75,则电动机功率为：P=
ηQ
p?
=
75
.0
606
)5.0 62
.1(
??
+
kW=0.283 kW;
根据此数据按JB/T9616—1999，查阅电动机产品样本选取Y90S
型三相异步电动机，其额定功率P=0.75Kw,额定转速n=1000r/min。
2 控制阀的选择
根据阀类及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流
量，可选出这些液压元件的型号及规格，如下表：
序号元件名称额定流量L/min 额定压力MPa 型号规格
1 滤油器16 6.18 XU—10x200
2 定量式叶片泵 6.9 7 YB-A9B
3 单向阀63 16 AF3-Ea10B
4 三位五通电液阀80 18 35DYF3Y-E10B
5 行程阀63 16
AXQF-E10B
6 调速阀0.07~50 16
7 单向阀63 16
9 单向阀63 16 AF3-Ea10B
10 背压阀63 6.3 YF3-10B
11 顺序阀20 3~7 X2F-L10F
12 溢流阀63 6.3 YF3-10B
13 单向阀63 16 AF3-Ea10B 3 定油管直径
各元件间连接管道的规格按原件接口尺寸决定，液压缸则按输入、排出的最
大流量计算。由于液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进、出流量已与原定
数值不同，所以要重新计算，如下表所示。
油液在压油管中的流速取3m/min，
d ≥2)/(πυq =2×)60103/()1024.12(36????πmm=9.3mm
油液在吸油管中的流速取1m/min, d ≥2)/(πυq =2×)60101/(10636????πmm=11.3mm
两个油管都按GB/T2351-2005选用外径Φ15mm 、内径Φ12mm 的无缝钢管。 流量、速度 快进
工进 快退
输入流量L/min q 1=(A 1q p )/(A 1-A 2`)
=(19.63x6)/(19.63-10.01)
=12.24
q1=0.5 q 1=q p =6 排出流量L/min q 2=(A 2q 1)/A 1
=(10.01x12.24)/19.63
=6.24
q 2=(A 2q 1)/A 1 =(0.5x10.01)/19.63 =0.25 q 2=(A 1q 1)/A 2 =(19.63x6)/10.01 =11.76 4定油箱容积
取ξ为7时，求得其容积为：
V=ξqp=7×6 L=42 L 按JB/T7938-1999规定，取标准值V=100L 。
5液压系统的性能验算
5.1液压系统的压力损失计算
1）、快进
滑台快进时，液压缸差动连接，进油路上通过单向阀3的流量是6L/min ，通过电液换向阀4，液压缸有杆腔的回油与进油路汇合，以12.24L/min 通过行程阀5并进入无杆腔。因此进油路上的总压降为：
∑△p v =[0.2×(6/63)2+0.5×(6/80)2+0.3×(12.24/63)2]
=(0.019+0.038+0.058)MPa=0.115MPa ；
压力阀不会被打开，油泵的流量全部进入液压缸。回油路上，液压缸有杆腔中的油液通过电液换向阀4和单向阀9的流量都是6.24L/min ，然后与液压泵的供油合并，经行程阀5流入无杆腔。由此可算出快进时有杆腔压力p 2与无杆腔压力p 1之差：
△p=p2-p1=[0.5×(6.24/80)2+0.2×(6.24/63)2+0.3×(12.24/63)2]
=(0.039+0.020+0.058)MPa =0.117MPa 此值小于原估计值0.5MPa ，所以是安全
的。
2）、工进
工进时，油液在进油路上通过电液换向阀4的流量为0.5L/min,在调速阀7
处得压力损失为0.5MPa，油液在回油路上通过换向阀4的流量是0.25L/min，在背压阀10处得压力损失为0.5MPa，通过顺序阀11的流量为（6+0.24）=6.24L/min，因此这时液压缸回油腔的压力p2为p
2
=[0.5×(0.24/80)2+0.5+0.3×(6.24/63)2] =(0.002+0.5+0.030)MPa =0.532MPa；此值小于原估计值0.8MPa。重新计算工进时液压缸进油腔压力p1
p1=(F`+p2A2)/A1；
=(4182+0.532×106×10.01×10-4)/19.63×106×10-4
=2.40 MPa；此数值与2.54MPa接近。
3）、快退
快退时，油液在进油路上通过换向阀4的流量为6L/min；油液在回油路上通过单向阀7、换向阀4和单向阀13的流量都是11.76L/min，因此进油路上总
压降为∑△p
v1
=[0.2×(6/63)2+0.5×(6/80)2]=(0.019+0.038)MPa=0.057 MPa
此值较小，所以液压泵驱动电动机的功率是足够的。回油路上总压降为
∑△p
v2
=[0.2×(11.76/63)2+0.5×(11.76/80)2+0.2×（11.76/63）2]
=(0.037+0.074+0.037)MPa=0.148MPa；
此值与0.135MPa接近，不必重算。所以快退时液压泵的最大工作压力p
p
应为
p p =p
1
+∑△p
v1
=(2.17+0.057)MPa=2.227MPa；
因此液压泵卸荷的顺序阀11的调压应大于2.227MPa。
5.2液压系统的热量温升验算
工进在整个工作循环过程中所占的时间几乎占据整个工作循环周期，所统发热和油液温升可用工进时的情况来计算。
工进时液压缸的有效功率为:
PO=Fv=
60
10
8.0
4182
3?
?
kW=0.056 Kw
液压泵的输入总功率
Pi=
3
3
6
10
75
.0
10
60
6
10
40
.2
?
?
?
?-
=0.32Kw
由此得液压系统的发热量
Hi=Pi-Po=(0.32-0.056)Kw=0.264kW 油液温升的近似值
T=(0.264×103)/32
250℃=6.7℃
温升没有超出允许范围，液压系统中不需要设置冷却器。
结论
本文所设计的是液压虎钳的设计，设计原理比较简单，功能比较简单，设计比较合理，能够满足部分不同规格的需要在液压虎钳上面加工的工件等功能，方便快捷。
在论文完成之际，我首先向我的导师致以衷心的感谢和崇高的敬意！在这期间，导师在学业上严格要求，精心指导，在生活上给了我无微不至的关怀，给了我人生的启迪，使我在顺利的完成学业阶段的学业的同时，也学到了很多做人的道理，明确了人生目标。导师严谨的治学态度，渊博的学识，实事求是的作风，平易近人、宽以待人和豁达的胸怀，深深感染着我，使我深受启发，必将终生受益。
经过近半年努力的设计与计算，论文终于可以完成了，我的心里无比的激动。虽然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因为它是我用心、用汗水成就的，也是我在大学四年来对所学知识的应用和体现。
四年的学习和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的能力，更重要的是从周围的老师和同学们身上潜移默化的学到了许多。在此，向他们表示深深的谢意与美好的祝愿。
参考文献
[1]张福学编著.液压虎钳控制系统的设计及应用.北京：电子工业出版社，2000。
[2]何发昌著，邵远编著.液压控制系统的原理及应用.北京：高等教育出版社，1996。
[3]张利平著. 液压技术速查手册. 北京：化学工业出版社，2006.12。
[4]李宝仁著. 液压技术—低成本综合自动化. 北京：机械工业出版社，1999.9。
[5]宋学义著. 液压虎钳控制系统的设计速查手册. 北京：机械工业出版社，1995.3。
[6]陈奎生著. 液压与气压传动. 武汉：武汉理工大学出版社，2008.5。
[7]SMC（中国）有限公司. 液压虎钳实用技术. 北京：机械工业出版社，2003.10
[8]徐文灿著. 液压夹具装置控制系统的设计. 北京：机械工业出版社，1995。
[9]曾孔庚.液压虎钳控制系统的发展趋势. 机器人技术与应用论坛。
[10]寿庆丰.一种多指多关节机器手爪. 机械设计1999年第3期，第3卷。
[11]高微,杨中平,赵荣飞等.平面液压虎钳液压控制系统的设计. 机械设
计与制造2006.1。
[12]孙兵,赵斌,施永辉.液压虎钳控制系统的设计与研制. 中国期刊全文
数据库。
[13]马光,申桂英.工业机器人的现状及发展趋势. 中国期刊全文数据库2002年。
[14]李如松.液压虎钳控制系统的应用现状与展望. 中国期刊全文数据库1994年第4期。
[15]李明.液压虎钳控制系统的设计.制造技术与机床2005年第7期。
[16]李杜莉，武洪恩，刘志海.液压夹具装置控制系统的运动学分析. 煤矿机械2007年2月。
[17]成大先主编.机械设计手册（第三版）.北京：化学工业出版社，1994。
[18]Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space. IEEE Transactions on Robotics and Automation.Vo1.9.No.1.1993。
致谢
至此在论文完成之际，向我的导师表示由衷的感谢！真心的感谢我的导师这几年来对我的谆谆教导，感谢我敬爱的老师，您不仅在学习学业上给我以精心的指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀支持和理解，给予我人生的启迪，使我在顺利地完成大学阶段的学业同时，也学到了很多有用的做人的道理，明确了人生目标。知道自己想要什么了，不再是从前那个爱贪玩的我了。导师严谨求实的治学态度，锐意创新的学术作风，认真加负责，公而忘私的敬业精神，豁达开朗的宽广胸怀，平易近人。经过近半年努力的设计与计算，查找了各类的液压虎钳的设计资料，论文终于可以完成了，我的心里无比的激动和开心。虽然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因为我自己已经尽力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大学四年来对所学知识的应用和体现。四年的学习和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的个人能力，更重要的是从周围的老师和同学们身上潜移默化的学到了许多有用的知识，在此对所有关心我帮助我的表达我由衷敬意，谢谢各位同学老师。
机用虎钳说明书 1引言 虎钳是利用螺杆或其他机构使两钳口作相对移动而夹持工件的工具。一般由固定钳口和活动钳口，以及使活动钳口移动的传动机构组成。机用虎钳钳口宽而低，夹紧力大，精度要求高。机用虎钳有多种类型，按精度可分为普通型和精密型。精密型用于平面磨床、镗床等精加工机床。机用虎钳按结构还可分为带底座的回转式、不带底座的固定式和可倾斜式等。机用虎钳的活动钳口也有采用气动、液压或偏心凸轮来驱动快速夹紧的。用夹具装夹工件有下列优点： （1）能稳定地保证工件的加工精度，用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。 （2）能提高劳动生产率，使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著的减少辅助工时，提高劳动生产率；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切削用量，提高劳动生产率；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可使用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。 （3）能扩大机床的使用范围。 2 课程设计思路 本课程采用以项目导向，以工作任务驱动，以学生动手能力培养为主线，理论教学与实践教学融为一体的教学模式，充分体现了高职教育的特点。同时本课程以计算机辅助环境艺术设计的设计流程为主线，重构了课程的教学体系，重组了课程的教学内容，把知识和技能的教学溶入到项目的制作之中，实现了“做中教、做中学、学中做”教学做合一，较好地解决了学以致用，学好善用的问题。 3手绘零件图 通过读装配图，要了解一下内容。 ①装配图的性能，用途和工作原理。 ②各零件间的装配关系和拆装顺序。 ③各零件的基本结构形状及作用。 手绘零件图分为：1拆图，2测量并计算比例，3根据比例手绘零件图。从老师发放的草图中测量其中零件在图形中的尺寸，在图形中有若干已经有尺寸的零件根据测量和图中给的尺寸计算所需的比例。国标规定的不利包括原值比例，放大比例，缩小比例三种比例三类。绘制图样时一般是，原值比例，1：1 放大比例，5:1或缩小比例。1:2或5:1 虽然绘制是是按比例绘制但是图样中的尺寸均应按机件的实际大小标注。 （1）概括了解，首先从标题栏中了解零件的名称，材料，画图比例等，并从看视图，大致了解该零件的结构特点和大小。 2分析表达方案，搞清楚视图间的关系，哪 个是主视图，哪些是基本视图。对于局部视图，斜视图，断面图及局部放大图等 非基本视图，要根据其标注找出它们的表达部位和投影方向。对于剖视图要搞清 楚其剖切位置，剖切面形式和剖开后的投影方向。3分析零件结构，想象整体形状， 在看懂视图关系的基础上，运用形体分析法和线面分析法分析零件的结构形状， 并注意分析零件各个部分的功能。4分析尺寸，先分析零件长，宽，高三个方向上 的尺寸基准，搞清楚那些是主要基准和功能尺寸，然后从基准出发，找出各个组 成部分的定位尺寸和定型尺寸。5分析技术要求，对零件图上标注的表面粗糙度， 尺寸公差，行为公差，热处理等要逐项识读，明确主要加工面，以便确定合理的 加工方法。6综合归纳，在以上分析的基础上，零件的形状，大小和技术要求进行 综和归纳，形成一个清晰地认识。有条件时还应参考有关资料和图样，如产品说
1 绪论 1.1 钳工用液压台虎钳设计的实际意义 钳工用液压台虎钳，是现在市场所没有的。一、根据现在生产核技术越来越高，生产精度越高，同时也是生产越来越精巧，夹紧力也要求越来越准确，不能过大过小。但传统的台虎钳所产生的夹紧力是根据师傅的经理来保证的，因此极有可能会产生以上的不足而使废品率提高，根据生产的需要，特此设计一套适合加工的钳工用液压台虎钳。二、传统的台虎钳工作效率比较低，传统台虎钳是螺纹传动，无法实现快速夹紧与松开，使得生产效率比较低。现有的液压台虎钳基本上用在车床上，能实现快速夹紧与松开，但是要配有一个机动的动力源，如果用在钳工上就成本太高，所以不适用。新设计的钳工用液压台虎钳，不但可以实现快速夹紧与松开的同时，液压系统的动力源为手动，这样相对于机床用的台虎钳来说成本比较低，只比传统台虎钳的成本高不了多少。 钳工用液压台虎钳有以上优点，新的台虎钳的问世是迟早的问题，是必然的趋势。 为了保证台虎钳的可用性，我用250N的力来进行设计各部分的尺寸。液压台虎钳的设计共分为以下几个部分： 一、绪论； 二、设计方案的设计与选择； 三、台虎钳各部分的设计 四、完成装配图
五、写好使用说明书 1.2钳工用液压台虎钳的工作原理 钳工用液压台虎钳的工作原来就是将传统的螺纹夹紧换成液压系统，利用液压系统的系统压力可调节的，通过计算可以调出钳口的夹紧力的大小，这样就不会出来夹紧力过小或过大对产品造成的损害。详解请看原理图： 1、调整螺母， 2、弹簧， 3、活动钳身固定杆， 4、液压油管联接螺母， 5、活动钳口， 6、柱塞缸， 7、柱塞泵， 8、底座， 9、固定钳口，10、刹车手柄，11、刹车，12、带型刹车磨擦块，13、挡圈螺母，15、液压油管，16、油泵手柄，17、钳口，等组成。 图1.1钳工用液压台虎钳示意图 其工作原理具体为： 台虎钳的夹紧力是靠弹簧来保证的，液压系统在止的功用只是让活动钳口克服弹簧的张力向左移动一点距离。其工作步骤如下：
XX联合大学迁安学院机械创新设计 说明书 项目名称：台式虎钳创新设计 项目主持人： 项目参与人： 部门（班级）： 联系电话： 迁安学院机电系制
摘要 面对现在钳工在使用虎钳时夹紧球体、圆柱体、多棱柱时所遇到的困难，（难以固定或容易蹦出）。为此，设计一种虎钳在遇到上述问题时，能够很好的固定球体、圆柱体、多棱柱并且防止工件蹦出伤到人。 该虎钳采用多功能模块化设计，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，还有四个开合弧形模块，使平面、球形、多棱柱、圆柱体工件夹紧后不易产生滑动、转动、翻转。钳口经过热处理淬硬，具有较好的耐磨性；四个开合模块有强度较大且耐磨的金属材料组成。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钳身固紧。转座上有三个螺栓孔，用以与钳台固定。 关键词：钳工台式虎钳钳口弧形模块自动开合
目录 1引言 2项目研究背景 2.1探索台式虎钳现状分析-5- 2.2台式虎钳发展方向-5- 3台式虎钳结构设计 3.1基本设计方案-5- 3.2结构设计-5- 3.21一般常用虎钳结构 3.22现用虎钳实物图-6- 3.23现用虎钳钳口实物图及花纹图-7- 3.24C AD装配图-8- 3.25改装完成后的钳口图-8- 3.3多功能虎钳改装完成后的钳口护板图-9- 3.3 1C A D图-10- 3.4现用虎钳缺点和改装完成后的优点-11- 3.5虎钳设计完成后结构说明-12- 4.台式虎钳使用方法-12- 5.使用时的注意事项-13- 6.展望-13- 7.致谢 -14 -
XXXXXXXXXXXXX学院 毕业课题 机用虎钳三维造型与工艺制作 系别 专业 班级 学生姓名 指导教师
年月日
摘要 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。 本课题主要研究的是台虎钳底的主要零部件的设计、造型及实体装配，同时对主要部件编写加工工艺。研究的方法是运用UG 的三维造型将模具造型出来；至于加工方面，先设计好加工工艺包括毛坯的选择、刀具、切削用量、机床等等。 通过对台虎钳的三维造型，可以提高自我的UG 三维造型的能力，加深了对模具设计的理解，从本质上提高了自我软件应用能力。运用软件的编程功能，对典型零件的编程，可以提高自己对数控加工工艺的理解，包括机床的选择、刀具的选择、切削用量的选择等等。因此，本课题的研究不仅运用到UG 的三维造型，而且让我对零件设计和加工工艺认识提高了一个等级。 关键词：台虎钳设计，UG造型，加工工艺
目录 1零件的分析与介绍 (1) 1.1 台虎钳的分析 (1) 1.2 台虎钳的部件的介绍 (2) 2零件的造型. (2) 2.1 底座的造型 (2) 2.2 丝杠的造型 (7) 2.3 户口板的造型 (8) 2.4 圆螺钉的造型 (10) 2.5 活动钳口的造型 (12) 2.6 大螺母的造型 (15) 3台虎钳装配图 (18) 3.1台虎钳的装配 (18) 4典型部件(活动钳口)的工艺分析 (20) 4.1 毛坯的选择 (21) 4.2 定位基准的选择 (21) 4.3 加工顺序的选择 (21) 4.4 刀具、机床、夹具、切削量的选择 (22) 总结 (26) 致谢 (27) 参考文献 (28)
河北联合大学迁安学院机械创新设计 说明书 项目名称：台式虎钳创新设计 项目主持人：
项目参与人： 部门（班级）： 联系电话： 迁安学院机电系制 摘要 面对现在钳工在使用虎钳时夹紧球体、圆柱体、多棱柱时所遇到的困难，（难以固定或容易蹦出）。为此，设计一种虎钳在遇到上述问题时，能够很好的固定球体、圆柱体、多棱柱并且防止工件蹦出伤到人。 该虎钳采用多功能模块化设计，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，还有四个开合弧形模块，使平面、球形、多棱柱、圆柱体工件夹紧后不易产 磨性；四个开合模块有强度较大且耐磨的金属材料组成。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钳身固紧。转座上有三个螺栓孔，用以与钳台固定。 关键词：钳工台式虎钳钳口弧形模块自动开合
目录 1引言 2项目研究背景 2.1探索台式虎钳现状分析 -5- 2.2台式虎钳发展方向 -5- 3台式虎钳结构设计 3. 1基本设计方案 -5- 3. 2结构设计 -5-
3.21一般常用虎钳结构 3.22现用虎钳实物图 -6- 3.23现用虎钳钳口实物图及花纹图 -7- 3.24C AD装配图 -8- 3.25改装完成后的钳口图 -8- 3.3多功能虎钳改装完成后的钳口护板图 -9- 3.3 1C A D图 -10- 3.4现用虎钳缺点和改装完成后的优点 -11- 3.5虎钳设计完成后结构说明-12-
摘要 随着社会的快速发展，企业间的竞争力越来越大，各个企业都在通过先进的技术提高自己的竞争力，对于机械行业而言拥有新的机床技术和新型的夹具就显的尤为重要。而我设计的这种多功能机用虎钳正符合这一点。从多功能机用虎钳的优点我们看出：新型铣床夹具既适合于频繁更换毛坯尺寸的场合，也适合于毛坯形状不同的场合和批量生产的场合，其通用性较高，在确保使用的前提下，大大的提高了加工效率，增大了生产率。因此在机械制造业竞争日益激烈的时代下，必将有着广阔的应用前景。 本论文基于铣床常用的夹具平口钳设计了一种多功能机用虎钳。该多功能机用虎钳设计了V形钳口板，扩大了虎钳的夹持范围。V形钳口板上设计了锥度比例为1:4的燕尾槽，可实现快速更换钳口的功能。还设计了定位块安装在固定钳身上，在批量生产同一种零件时，无需重复对刀，即可利用定位块找正工件，大大提高了装夹零件的效率。此外将传动螺杆设计为双线螺杆，在有效夹持范围内装夹工件的速度提高一倍。还对关键零件进行了结构设计和强度校核，以保证多功能机用虎钳工作的可靠性。 关键词：夹具 V形钳口燕尾槽定位块
目录 摘要 (1) 目录 (2) 1.1课题背景、意义及目的 (3) 1.2国内外发展状况 (3) 1.3机床夹具发展趋势 (4) 1.4本文主要内容 (4) 第2章多功能机用虎钳的工艺分析与设计 (5) 2.1 多功能机用虎钳的设计方案 (5) 2.2 多功能机用虎钳的工作原理 (5) 2.2.1 夹具结构及工作原理 (5) 2.2.2 V形钳口板的结构及原理 (7) 2.2.3 定位块结构及原理 (10) 第3章多功能机用虎钳关键零件的设计和强度校核 (11) 3.1 多功能机用虎钳关键零件的材料选择 (11) 3.3 螺栓的设计和强度校核 (15) 3.4 紧固螺钉的设计和强度校核 (16) 3.5 固定钳身的结构设计 (18) 毕业设计总结 (18) 致谢 (20) 参考文献 (21)
第一章绪论 1.1 课题背景及目的 现代加工业是综合应用计算机、自动控制、自动检测以及精密机械等高新技术的产物，是典型的机电一体化产品，但是夹具的作用也显得越来越重要。迄今为止，夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具(刀具、夹具、量具、模具)之一。夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。 1.1.1 设计夹具目的 科学技术的不断进步与工业生产的迅速发展，夹具在工业生产中的使用极为广泛，如汽车、电器、仪器仪表、机械制造、航空航天、轻工业产品等行业，有60%~90%的零部件需用夹具加工。如螺钉、螺母、垫圈等标准件，没有夹具就无法大批量生产。新材料的推广应用，如工程塑料、粉末冶金、合金压铸、玻璃成型等工艺也需要夹具来完成批量生产。 夹具是实现压力加工的主要工具，也是现代工业生产中应用极为广泛的主要工艺装备。没有高水平的模具就没有高水平的产品，是制造业的一个共识。作为制造业的重要基础性工艺设备，夹具技术被认为是衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。采用夹具成型工艺生产零部件，具有高效、节能、成本低、保证质量等一系列优点，能适应产品竞争和不断的更新换代。因此，成形是当代工业生产的主要手段和工艺发展方向。 对工件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。为此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。生产夹具的目的1）快速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2）能装夹一组具有相似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。 1.1.2 机床夹具的国、内外发展背景 夹具工业在现代社会中具有"不衰亡工业"之称，世界夹具市场总体上供不应求，市场需求量维持在每年600亿至650亿美元。目前，电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中，60%～80%的零部件，都需要通过夹具工艺来加工成型。用夹具成型的制件具有高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，这是其他加工工艺所无法达到的。 欧美许多模具企业的生产技术水平，在国际上是一流的，CAD/CAE/CAM、高
课程设计说明书 专业：热能与动力工程 课程名称：《工程软件测绘》 小组成员：***（20090420121） ***（20090420122） ***（20090420124） &*&&（20090420125） 指导教师：……………… 题目名称：机用虎钳测绘 设计时间： 2012年6月 2012 年 06 月 21日
目录 一、任务及分工 (1) 二、进度表 (3) 三、课程设计过程 (3) （一）拆装与测绘 (4) （二）UG、CAD建模 (5) （三）装配与爆炸 (6) （四）绘制零件图 (7) （五）绘制装配图 (8) （六）参数化设计 (9) 四、本次课程设计的感受 (11) 附表： (11) 附图： (11) 主要参考文献： (13)
一、 任务 1．本次课程设计内容：机用虎钳的拆装、测绘、建模及工程图绘制。 2．机用虎钳简介 图1 各式各样的机用虎钳 机用虎钳是机械加工和钳工装配或维修所必备的辅助工具。主要由活动钳身、固定钳身、丝杆和底座4部分组成。丝杆起松紧作用。转式机用虎钳的钳体可在水平方向作360°旋转,并能在钳工操作所需位置固定。有些转式机用虎钳还可在垂直或水平方向作任意旋转。一般情况下，机用虎钳都带有便于锤打用的砧板。其规格用钳口宽度来表示，常用规格有100mm ，125mm ，150mm 等。 使用注意事项： （1）夹紧工件时要松紧适当，不得借助其他工具加力。
（2）强力作业时，应尽量使力朝向固定钳身。 （3）不许在滑动钳身和光滑平面上敲击作业。 （4）对丝杠、螺母等活动表面应经常清洗、润滑，以防生锈。 下面介绍另外一种机用虎钳： 液压机用虎钳是对现有螺纹传动机用虎钳的改进，主要用于成批生产。它能实现快速夹紧与快速松开，且能保证夹紧力大小。这样就可以避免过去要夹紧一个较薄的零件时，因夹紧力没有办法确定调式的时间，同时因能实现快速夹紧与快速松开，从而大大的提高生产效率。 3．实际分配任务： （1）机用虎钳的拆卸与安装（组内共4人，小组内分工协作）。 （2）测绘常用件及一般零件中的底座、固定钳身、滑动钳身、手柄杆、手柄头、钳口板轨道片的一些相关尺寸。 （3）绘制各个零件的草图（参照最原始的测量数据） （4）根据自己测量的数据，然后数据圆整后，完成机用虎钳所有零件的建模（必要时进行数据优化）。 （5）部件底座、固定钳身、滑动钳身、手柄杆、手柄头、钳口板、轨道片、旋转架的零件绘制。 （6）部件装配图的绘制。 （7）编写说明书。
本科毕业设计 题目：液压台式虎钳的设计 英文题目：The design of hydraulic bench vice 学院：机电工程学院 专业：机械制造及其自动化 姓名： 学号： 指导教师： 2016年3月18日
毕业设计独创性声明 该毕业设计是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。 作者签名： 日期：年月日 毕业设计使用授权声明 本人完全了解青岛滨海学院有关保留、使用毕业设计的规定，即：学校有权保留送交毕业设计的复印件，允许被查阅和借阅；学校可以公布全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该毕业设计。保密的毕业设计在解密后遵守此规定。 作者签名：导师签名：日期：年月日
摘要：液压虎钳的运动是一种往复直线运动的方式，它对调速、运动平稳性、换向精度、换向频率都有较高的要求，因广泛采用液压传动。液压虎钳是一种用于精密加工机床的辅助加工设备，对液压系统有着较高的要求。液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸仅为直流电机的10%~20%左右；反应速度快、准、稳；又能在大范围内方便地实现无级变速；易实现功率放大；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制造成本较低。因此，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。 液压传动设备一般由四大元件组成，即动力元件——液压泵；执行元件——液压缸和液压马达；控制元件——各种液压阀；辅助元件——油箱、蓄能器等。液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向，压力和流量；实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。 关键词：液压虎钳，液压传动，机械，功能
夹具对于保证加工精度，提高生产效率、降低生产成本，缓解工人劳动强度，扩大机床的工艺范围等都具有重要意义。夹具是工艺装备的重要组成部分，在机械制造行业中具有举足轻重的地位。近年来，夹具在国内外也正在逐渐形成为一个依附于机床业或独立的小行业。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。 本文主要使用计算机辅助设计软件（SolidWorks2015）完成机用虎钳的整体机构建模与装配，并加载伺服电机进行运动仿真分析，得出结论。研究发现，虎钳具有结构紧凑，夹紧力度强，易于操作使用等特点，很适合中小型铣床、钻床以及平面磨床等机械设备使用。通过该课题研究，加强对夹具原理设计以及计算机辅助设计等方面的系统化认识，加深对先进设计、智能制造的理解。 【关键词】机用虎钳计算机辅助设计运动仿真
第一章绪论 (1) 1.1 国内外夹具设计的发展背景 (1) 1.2 课题背景及意义 (1) 第二章机用虎钳概述 (2) 2.1 机床夹具概述 (2) 2.1.1 夹具的分类 (3) 2.2.2 夹具的原理 (3) 2.2 机用虎钳的作用与结构 (4) 2.3 机用虎钳的工作原理 (5) 2.4 机用虎钳使用的注意事项 (6) 第三章机用虎钳三维设计 (7) 3.1 SolidWorks概述 (7) 3.2 SolidWorks的选用理由 (8) 3.3机用虎钳主要零件设计 (9) 3.4 机用虎钳主要零部件装配 (22) 第四章台虎钳工程图 (24) 第五章机用虎钳运动仿真 (25) 致谢.................................................... 参考文献..................................................
台虎钳设计本科
本科毕业论文（设计）题目台虎钳设计说明书
毕业论文（设计）原创性声明 本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：日期： 毕业论文（设计）授权使用说明 本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名：指导教师签名： 日期：日期：
台虎钳设计说明书 摘要：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； Bench vice design specification
台式虎钳创新设计说明 书 The manuscript was revised on the evening of 2021
河北联合大学迁安学院机械创新设计 说明书 项目名称：台式虎钳创新设计 项目主持人： 项目参与人： 部门（班级）： 联系电话： 迁安学院机电系制 摘要 面对现在钳工在使用虎钳时夹紧球体、圆柱体、多棱柱时所遇到的困难，（难以固定或容易蹦出）。为此，设计一种虎钳在遇到上述问题时，能够很好的固定球体、圆柱体、多棱柱并且防止工件蹦出伤到人。 该虎钳采用多功能模块化设计，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，还有四个开合弧形模块，使平面、球形、多棱柱、圆柱体工件夹紧后不易产生滑动、转动、翻转。钳口经过淬硬，具有较好的耐磨性；四个开合模块有强度较大且耐磨的金属材料组
成。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钳身固紧。转座上有三个螺栓孔，用以与钳台固定。 关键词：钳工台式虎钳钳口弧形模块自动开合 目录 台式虎钳发展方向 -5- 一般常用虎钳结构 现用虎钳实物图 -6- 现用虎钳钳口实物图及花纹图 -7- AD装配图 -8- 改装完成后的钳口图 -8- 1C A D图 -10- 现用虎钳缺点和改装完成后的优点 -11- 虎钳设计完成后结构说明-12- 4.台式虎钳使用方法 -12- 5.使用时的注意事项-13- 6.展望-13- 7.致谢 -14 -
《机械制图》课程设计 说明书 题目：机用虎钳 指导老师： 学生姓名： 学号： 所属院系：机械工程学院 专业： 班级：12-1 完成日期：2014年1月16日 新疆大学机械工程学院 2014年1月
目录 1概述 (3) 2装配体分析 (4) 2.1整体描述 (4) 2.2拆装顺序 (5) 2.3表达方案 (5) 2.4配合种类 (5) 3本人工作内容 (6) 4设计日志 (7) 4.1丝杠 (9) 5设计小结 (12) 6参考文献 (13)
1概述 机用虎钳，英文名称machine vise，是利用螺杆或者其他机构是两钳口作相对移动而夹持工件的工具。机用虎钳钳口宽而低，夹紧力大，精度要求高。机用虎钳有多种类型，按精度可分为普通型和精密型，精密型用于平面磨床镗床等精加工机床。机用虎钳按结构还可分为带底座的回旋式，不带底座的固定式和可倾斜式等。机用虎钳发活动钳口也有采用气动，液压或者偏心凸轮来驱动快速加紧的。机用虎钳具有以下优点： 1)能稳定的保证工件的加工精度，用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机 床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。 2)能提高劳动生产率，使用夹具装夹工件方便，快捷，工件不需要划线找正， 可显著发减少辅助工时，提高劳动生产率；工件在夹具中装夹后提高了工作的刚性，因此可加大切削量，提高劳动生产率。 3)能扩大机床的使用范围。 装配使用范围中型铣床钻床以及平面磨床等机械设备
2装配体分析 图2.1 1）机用虎钳工作原理 机用虎钳是安装在机床工作台上，用于夹紧工件，以便进行切削加工的一种通用工具。规定钳身可安装在机床的工作台上，起机座作用，用扳手转动零件8螺杆，能带动零件9螺母作左右移动，因为螺旋线有两个运动：转动和轴向移动，螺杆被轴向固定所以只能转动，轴向移动传递给了螺母，螺母带着件3螺钉（自制螺钉）、件4固定钳身、件2钳口板作左右移动起夹紧或松开工件的作用，这就是该装配体的工作原理。 2)机用虎钳构造 机用虎钳的构造是由可拆卸的螺纹连接和销连接组成；活动钳身的直线直线运动是由丝杠的螺旋运动转变而来的；工作表面是螺旋副、导轨副及间隙配合的轴和孔的摩擦面。机用虎钳用扳手转动丝杠，通过丝杠螺母带动活动钳身移动，从而形成对工件的加紧与松开。被夹工件的尺寸限制在70毫米以内。 其中，垫片，销，螺钉为标准件，运动件为丝杠，扳手，活动钳体。
任务书 设计题目钳工用液压台虎钳设计 作者姓名所属院、专业、年级 指导教师姓名、职称预计字数10000 开题日期 选题的目的和意义： 1. 钳工用液压油台虎钳，是针对现在社会生产越来越多的精巧和比较溥的零件而设计的。虽说现在的加工技术越来越好，精度越来越高，但是很多零件的精度还是通过钳工加工来保证。但是精巧的零件一般都比较小，在钳工时要求夹紧力合适，由其是硬塑料零件的加工，夹紧力过大则变形或损坏而成为废品，这样就得不偿失。而现用的台虎钳都是用螺纹的，夹紧力的大小由加工师傅的经验来保证，所以这样就会是生产效率低成而使成本上涨。这与现在的市场经济规例不合，所以就要求对此设计一种新的台虎钳来保证，而钳工用液压台虎钳就满足上面的要求。 2．传统的台虎钳工作效率比较低，传统台虎钳是螺纹传动，无法实现快速夹紧与松开，使得生产效率比较低。现有的液压台虎钳基本上用在车床上，能实现快速夹紧与松开，但是要配有一个机动的动力源，如果用在钳工上就成本太高，所以不适用。新设计的钳工用液压台虎钳，不但可以实现快速夹紧与松开的同时，液压系统的动力源为手动，这样相对于机床用的台虎钳来说成本比较低，只比传统台虎钳的成本高不了多少。 钳工用液压台虎钳有以上优点，新的台虎钳的问世是迟早的问题，是必然的趋势。 3．液压系统用人来做动力源应用比较方泛，但是没有看见多少能实现快进、工进、快退的，将钳工用液压台虎钳设计成能实现快速夹紧与松开是一种胆大的挑战，是一种创新。如果设计成功并且能够适用的话，将为液压的发展也可以做出一点点贡献。 4．现在国内外都大力发展液压传动，因为便于实现半自动和自动化，我国虽然相对于其它国家而言，起步较晚，但是发展迅速，并应用在各种机械设备上得到了广泛应用。 主要研究内容： 1．设计钳工用油压台钳，将传统的丝杆螺母结构改为手动液压传动： 2．按指定的参数进行多种方案的设计，进行详尽的对比分析，选择最佳方案； 3．设计的重点是手动油缸的设计，尤其是如何保压的设计； 4．完成设计计算说明书； 5．完成总装配图； 6．完成主要零件的工作图； 7．完成相关技术文件（如零件明细表、标准件明细表、使用说明书）； 为答辩作充分准备 应达到的技术指标或要求： 设计说明书一份； 设计图纸一份（装配图两张，零件图一张）。
PROE设计综合训练<平口虎钳设计说明书>
主要内容 一选题说明 二设计思路及步骤三装配过程及装配图四致谢及学习心得五参考资料
一选题说明 学习PROE，一方面有利于我们将来进行工程实践；另一方面，也能够扩展我们的视野。要很好地掌握它的真谛，就必须进行适当的练习，这种课程设计就是个很好的机会。因为我们有充分的选择权，同时会有更真实的收获。我之所以选择把平口虎钳做为作品，是因为首先它的结构以平面为主，和课程所讲授的密切结合，通过完成它能更好的巩固所学的知识；同时，个人认为平口虎钳应用广泛，清楚的了解它的结构，有助于将来的工程实践；此外，它的结构中也有部分特征，课程学习中并未讲述，设计它可以锻炼一下自己；更重要的是，目前自己的规划是要读研的，想进入更好的平台深造，因此需要足够的时间去准备。平心而论，自己所选择的的难度不大，但是希望老师您能理解。 二设计思路及步骤 零件一：钳座
设计思路： 设计步骤：
1.1建立新文件 在菜单工具栏中单击“新建”按钮，在弹出的“新建”对话框中选择“零件”单选按钮。输入文件名““QIANZUO””，去掉“使用缺省模板”的对勾，单击，在弹出的新建文件夹选项对话框中选择 公制模板mmns_part_solid，进入三维绘图模式。 1.2创建前半部分实体 选择拉伸特征，选择好基准平面，进入草绘视图，绘制好如下图形：
单击确定。设置好拉伸深度及拉伸方式如图： 单击确定，完成前半部分实体创建。 1.3创建后半部分实体 依然采用拉伸特征，将前半个实体的非闭合的的两端面作为基准面，进入草绘视图。注意先要在主菜单工具栏中单击“草绘-参照”选择好参照面，并绘制如图示视图：
零件测量与制图实训 说明书 题目：台虎钳测绘与制图 院（系）：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学号： 指导教师： 日期：2012年1月11日
摘要 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：夹具孔系加工自动加工
Abstract M achinery is the important tool of human productive labor. For decades, in the numerical control machine tool to high speed, efficient, precision, composite, intelligent, environmental protection direction drive, the corresponding fixture technology is headed in high precision, high efficiency, module, combination, general motors, and economic development. Fixture is indispensable mechanical processing one of the components. Commonly used several fixture mainly has: adjustable clamp; Modular fixture; Numerical control machine tool fixture, etc. And the economy is the most commonly used jaw the most popular a kind of fixture, its simple structure clamp rapid, accurate positioning and processing the save Labour when, improve the machining efficiency and machining accuracy. Improve the product quality. Mechanical processing, Taiwan is relatively common jaw clamped tool, it extension and hand in with two, all is the use two clamp mouth the locating datum, depends on the ball screw, nut mechanical transmission principle of work force. A simple structure jaw clamped rapidly, processing the save Labour when, improve the machining efficiency and machining accuracy. Improve the product quality. But a jaw also has its disadvantages. If not better clamp appearance is more complicated workpiece. The main reason is a jaw mouth is a flat clamps, is not suitable for the clamping cylindrical workpieces, machining the easy when the displacement, sometimes workpiece will also fly out of the machine tool mesa. Therefore, to Taiwan, the jaw structure improvement of mouth clamp design. In order to meet the requirements of the more use function, make it more practical. Keywords: fixture hole is automatic machining processing
德州职业技术学院毕业设 （论文） 开题报告 （2013届） 题目基于Pro/e软件的机用虎钳设计 指导教师侯云霞 系部机械工程系 专业班级机械设计与制造一班 学号201001050103 姓名陈斌 二〇一二年月日
课题研究的目的、意义： 本课题要求设计一磨床机用虎钳，使其在生产加工中可以更好的保证工件的加工精度，并且使用该虎钳装夹工件方便、快速，可以提高劳动生产率；该课题将计算机辅助三维设计技术运用于机械设计中，让学生利用计算机表达设计零件的三维模型并对其进行工程分析，虚拟装配等，使学生更易于理解、更加直观化，能扩展学生设计思路，激发学生学习兴趣。 本课题国内外研究的历史和现状（文献综述）： 国内：国内的夹具始于20世纪60年代，当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂，和面向航空工业的保定向阳机械厂，以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂。在当时曾达到全国年产组合夹具元件800万件的水平。20世纪80年代以后，两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统，不仅满足了我国国内的需求，还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口不少NC机床、加工中心，而由国外配套孔系夹具，价格非常昂贵，现大都由国内配套，节约了大量外汇。 国外：从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。当前国际上的夹具企业均为中小企业，专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国内订货，而通用性强的组合夹具已逐步成熟为国际贸易中的一个品种。有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料，但欧美市场上一套用于加工中心的央具，而组合夹具的大型基础件尤其昂贵。 现状：研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂，里约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3-4年就要更新50~80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20％左右。 课题研究的目标： 本次课题的目标是利用计算机辅助软件PROE来设计一机用虎钳，使其具有简练紧凑，夹紧力度强，增利特性好，易于操作使用的特点，从而可以更好的在机械加工过程中保证工件的加工精度，提高劳动生产率，降低劳动成本。 课题研究的基本内容： 本次课题的内容是设计一磨床用机用虎钳，使用计算机辅助设计软件（Pro/E）完成整体机构建模与装配，加载伺服电机进行运动仿真分析，得出结论。
毕业设计（论文） 题目：机用虎钳零件的机械加工 工艺及编程 系别：机电工程系 专业：机电一体化 班级：机电班 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 毕业设计（论文）任务书
摘要 本设计主要研究机用虎钳主要零件的加工方法及步骤。文中做了虎钳装配图的拆画，及对各个零件图C A D测画，并概述了虎钳中螺杆
的详细加工过程，其中包括图形的分析、尺寸的分析、公差的分析、毛坯的选择、装夹方案的制订、基准的选择、加工顺序的确立，并详细划分了工序，对工序又分制了共步，选择了合适的切削用量，并做了刀具的选择，对数据进行查找工具书进行数值计算，详细制定了各项工艺卡片，最后对该毛坯进行编制程序。本文又对活动钳身（螺母）按照上述方案进行了加工，以此起到巩固练习的目的。 关键词：虎钳螺杆加工工艺编程 Abstract the this design main research machine uses the vise major parts the processing method and the step. In the article made the vise assembly drawing to open the picture, and measured
the picture to each detail drawing CAD, and has outlined in the vise screw rod's detailed processing process, including the graph the analysis, the size analysis, the common difference analysis, the semifinished materials choice, the attire to clamp the plan the making, the datum choice, the processing sequence establishment, and has divided the working procedure in detail, divided to the working procedure has made altogether step, has chosen the appropriate cutting specifications, and has made cutting tool's choice, carried on the search reference book to the data to carry on the numerical calculus, has formulated each process chart in detail, finally carried on the coding to this semifinished materials. This article to moved the vice body (nut) to carry on the processing according to the above plan, had the consolidated practice by the goal. key word: The vice screw processing craft programs