工作综合项目小台虎钳.doc

工程材料及热加工工艺工程项目汇编 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 姓 名 机械与电气工程学院二零一七年 一月小台虎钳工作项目81、项目名称：小虎钳工程项目（1）小虎钳装配图图8-1小虎钳装配图（2）小虎钳装配图明细表14支架17手把113压盖16弹簧119垫圈212固定螺杆15螺杆118螺栓211销14开口销117固定钳身110手柄13垫圈116螺母19螺钉42活动钳身115螺钉18手把球头11钳口板2序号名称件数序号名称件数序号名称件数2.项目任务：（1）用计算分析法拟定件1、件2、件5件8、件13和件14材料牌号，并已知它们重要使用规定为：件1屈服强度不不大于350 MPa、抗拉强度不不大于580 MPa件2零件壁厚在3050mm，抗拉强度不不大于110 MPa件5屈服强度不不大于350 MPa、抗拉强度不不大于580 MPa件6截面不大于12 mm， 抗拉强度不不大于900 MPa件7屈服强度不不大于300 MPa、抗拉强度不不大于500 MPa件8屈服强度不不大于300 MPa、抗拉强度不不大于500 MPa件13抗拉强度不不大于80 MPa件14零件壁厚在1550mm，抗拉强度不不大于110 MPa(2)用类比法拟定件3、件4、件9、件17材料牌号(3)为件1、件2、件7、件14选取毛坯成形办法、性能变化工艺(4)若件1、件2、件7、件14毛坯形状如图8-1所示，试分析它们构造工艺性，如有不合理之处，请改正（用图示形式表达并配以文字阐明）。一、用计算分析法拟定件1、件2、件5件8、件13和件14材料牌号件1-钳口板（XX执笔）（1）分析失效重要类型钳口板是用来加持加工物件，因此需要钳口板具备耐磨、较高抗压强度，在夹持物件时不能产生过大塑性变形，因此磨损失效和塑性变形失效是其重要失效形式。（2）拟定所需材料性能指标屈服强度不不大于350 MPa、抗拉强度不不大于580 MPa（3）拟定材料大类别件1屈服强度不不大于350 MPa、抗拉强度不不大于580 MPa。依照材料性能指标可知高分子材料和陶瓷材料无法满足规定，复合材料普通用于特殊场合，金属材料（黑色金属，有色金属）能满足规定，因此选取金属材料。由于有色金属资源比较少，因而优先考虑使用黑色金属，黑色金属中有钢和铸铁。铸铁抗拉强度为1001000Mpa,硬度不不不大于400HB，钢抗拉强度为300Mpa，硬度不不不大于60HRC。因而铸铁和钢均能满足规定。（4）初步拟定材料小类别铸铁可分为五类，白口铸铁，灰铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁。由于球墨铸铁力学性能好，在一定条件下能代替钢来制造重要零件，因此可以选取球墨铸铁。钢可分为构造钢，工具钢，特种钢。由于钳口板是台虎钳一种构件，因此选取构造钢。构造钢分为非合金构造钢、低合金构造钢，合金构造钢。（5）初步拟定材料牌号依照参照资料：【工程材料及其成形技术基本，北京大学出版社】和附录1可知：球墨铸铁性能可达到使用规定但价格相对昂贵。非合金构造钢中碳素合金构造钢屈服强度和抗拉强度不能达到所需，普通不能作热解决。（P117 表4-3）优质碳素构造钢牌号为45、50、60、70、15Mn、60Mn、65Mn、70Mn能达到使用规定。（P119 表4-5）且相对价格为1.31.5比较便宜。低合金高强度钢牌号为Q390（AE）、Q420（AE）、Q460（AE）能达到使用规定。（P118 表4-4）但价格相对优质碳素构造钢过于昂贵。合金构造钢均能满足使用规定。（P120 表4-6，P122 表4-7，P123 表4-8），但价格相对优质碳素构造钢过于昂贵。综上可得：可选用优质碳素构造钢中45钢，该材料屈服强度不不大于350Mpa,抗拉强度不不大于580Mpa,能保证力学性能规定，且相对价格为1.31.5，符合经济性原则，同步该材料还可以通过热解决进一步加强其性能。（6）分析产品毛坯成型办法及性能变化工艺由于钳口板形状简朴、无特殊规定且生产量大，因此可选型材作为毛坯。若要提高性能可用热解决变化。（7）结论45钢件2-活动钳身（XX执笔）（1）分析失效重要类型活动钳身是台虎钳中起到支撑或导向作用，因而规定活动钳身必要耐磨耐疲劳还要具备一定硬度，并且活动钳身在工作过程中不能产生断裂,因此磨损失效和断裂失效是其重要失效形式。（2）拟定所需材料性能指标零件壁厚在3050mm，抗拉强度不不大于110 MPa（3）拟定材料大类别依照材料性能指标可知高分子材料与陶瓷材料无法满足规定，复合材料普通用于特殊场合，金属材料（黑色金属、有色金属）能满足规定，因此选取金属材料。由于有色金属资源比较少，因而优先考虑用黑色金属。黑色金属中有铸铁和钢。铸铁具备优良减震性、耐磨性、锻造性能和切削加工性能，铸铁抗拉强度能满足活动钳身使用规定，且价格低廉，因此优先选取铸铁。并且成本低廉。因此考虑使用铸铁。（）初步拟定材料小类别铸铁分为白口铸铁，灰铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁。由于规定活动钳身耐磨，硬度较高因此可选取灰铸铁。（5）初步拟定材料牌号依照参照资料：【工程材料及其成形技术基本，北京大学出版社】和附录1可知：HT150、HT200、HT250、HT300、HT350、HT400抗拉强度都不不大于110Mpa,锻造壁厚能达到3050mm，均能满足使用规定。查得灰口铸铁相对价格为1.4，符合经济性原则。（6）分析产品毛坯成形办法及性能变化工艺由于活动钳身形状比较复杂、无特殊规定且生产量大，因此可选锻造办法。（7）结论HT150或HT200。件5-螺杆（XX 执笔）（1）分析失效重要类型螺杆在小虎钳起调节钳身距离作用，因而规定夹螺杆具备足够疲劳强度，具备耐磨性。因此磨损失效和疲劳断裂是其重要失效形式。 （2）拟定所需材料性能指标屈服强度不不大于350Mpa、抗拉强度不不大于580Mpa（3）拟定材料大类别依照材料性能指标可知高分子材料与陶瓷材料无法满足规定，复合材料普通用于特殊场合，金属材料（黑色金属、有色金属）能满足规定，因此选取金属材料。由于有色金属资源比较少，因而优先考虑用黑色金属。黑色金属中有铸铁和钢。铸铁抗拉强度与屈服强度无法同步满足规定，因此考虑抗拉强度与屈服强度均能满足规定钢。（）初步拟定材料小类别 钢分为构造钢、工具钢及特种钢。 由于螺杆是小虎钳一种构造，因此选构造钢。（） 初步拟定材料牌号 查课本（P118）Q390钢屈服强度不不大于350MPa，抗拉强度不不大于580MPa。能保证力学性能规定，满足规定。查附录1得Q390钢价格为1.21.7 ，符合经济性原则。（6）分析产品毛坯成形办法及性能变化工艺由于螺杆形状简朴、无特殊规定，因此可选棒材作为其毛坯。（7）结论选用Q390钢件6-弹簧 （XX执笔）（1）分析失效重要类型弹簧是小虎钳中起到保持螺杆位置，不使螺杆轴线运动作用，因而规定弹簧必要足够张力和形变量，因此磨损失效和疲劳断裂失效是其重要失效形式。 （2）拟定所需材料性能指标 截面不大于12 mm， 抗拉强度不不大于900Mpa。（3）拟定材料大类别依照材料性能指标可知高分子材料与陶瓷材料无法满足规定，复合材料普通用于特殊场合，金属材料（黑色金属、有色金属）能满足规定，因此选取金属材料。由于有色金属资源比较少，因而优先考虑用黑色金属。黑色金属中有铸铁和钢。铸铁抗拉强度与屈服强度无法同步满足规定，因此考虑抗拉强度与屈服强度均能满足规定钢。（4）初步拟定材料小类别 钢分为构造钢、工具钢及特种钢。 由于弹簧是小虎钳中一构造件，因此选构造钢。（5）初步拟定材料牌号 查得60钢，进热解决（淬火840/油，回火480）。抗拉强度不不大于900 Mpa能保证力学性能规定，满足规定。依照附录1查得60钢价格为1.31.5 ，符合经济性原则。（6）分析产品毛坯成形办法及性能变化工艺由于夹紧套形状简朴、无特殊规定，因此可选棒材作为其毛坯。（7）结论选用60钢件7-手把（XX执笔）:（1）分析失效重要类型手把在小台虎钳起到一种支撑作用，因而规定手把必要耐磨，有较高抗压强度,因此磨损失效和塑性变形失效是其重要失效形式。 （2）拟定所需材料性能指标 屈服强度不不大于300MPa，抗拉强度不不大于500MPa。（3）拟定材料大类别依照材料性能指标可知高分子材料与陶瓷材料无法满足规定，复合材料普通用于特殊场合，金属材料（黑色金属、有色金属）能满足规定，因此选取金属材料。由于有色金属资源比较少，因而优先考虑用黑色金属。黑色金属中有铸铁和钢。铸铁抗拉强度与屈服强度无法同步满足规定，因此考虑抗拉强度与屈服强度均能满足规定钢。（）初步拟定材料小类别 钢分为构造钢、工具钢及特种钢。 由于手把是小台虎钳中一种构造件，因此选构造钢。（） 初步拟定材料牌号 依照参照资料：【工程材料及其成形技术基本，北京大学出版社】和和附录1查得Q420屈服强度不不大于420MPa，抗拉强度不不大于520MPa。能保证力学性能规定，满足规定。且相对价格为1.2-1.7，符合经济性原则。（6）分析产品毛坯成形办法及性能变化工艺由于手把形状简朴、无特殊规定且生产量大，因此可选棒材作为其毛坯。（7）结论选用Q420件8-手把圆头（XX执笔）:（1）分析失效重要类型手把在小台虎钳起到一种防止手把脱落作用，因而规定手把必要耐磨，有较高抗压强度,因此磨损失效和塑性变形失效是其重要失效形式。 （2）拟定所需材料性能指标 屈服强度不不大于300MPa，抗拉强度不不大于500MPa。（3）拟定材料大类别依照材料性能指标可知高分子材料与陶瓷材料无法满足规定，复合材料普通用于特殊场合，金属材料（黑色金属、有色金属）能满足规定，因此选取金属材料。由于有色金属资源比较少，因而优先考虑用黑色金属。黑色金属中有铸铁和钢。铸铁抗拉强度与屈服强度无法同步满足规定，因此考虑抗拉强度与屈服强度均能满足规定钢。（）初步拟定材料小类别钢分为构造钢、工具钢及特种钢。由于手把圆头是小台虎钳中一种构造件，因此选构造钢。（） 初步拟定材料牌号依照参照资料：【工程材料及其成形技术基本，北京大学出版社】和和附录2查得Q420屈服强度不不大于420MPa，抗拉强度不不大于520MPa。能保证力学性能规定，满足规定。且相对价格为1.2-1.7，符合经济性原则。（6）分析产品毛坯成形办法及性能变化工艺由于手把圆头形状简朴、无特殊规定且生产量大，因此可选型材作为其毛坯。（7）结论选用Q420件13-压盖:（XX执笔）（1）分析失效重要类型压盖是中起到支撑或导向作用，因而规定压盖必要耐磨，并且压盖在工作过程中不能产生塑性变形,因此磨损失效和塑性变形失效是其重要失效形式。（2）拟定所需材料性能指标抗拉强度不不大于80MPa。（3）拟定材料大类别依照材料性能指标可知高分子材料与陶瓷材料无法满足规定，复合材料普通用于特殊场合，金属材料能满足规定，因此选取金属材料。由于有色金属资源比较少，因而优先考虑用黑色金属。黑色金属中有铸铁和钢。铸铁抗拉强度与屈服强度满足规定，铸铁与钢相比，铸铁力学性能普通较低，特别是塑性、韧性较差，但铸铁具备优良减震性、耐磨性、锻造性能和切削加工性能，并且成本低廉。因此考虑使用铸铁。（）初步拟定材料小类别按铸铁石墨形态分类为：灰铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁。考虑到已经符合规定，查附录1价格，选灰铸铁。（） 初步拟定材料牌号依照参照资料：【工程材料及其成形技术基本，北京大学出版社】查得HT100最低抗拉强度为100MPa，抗拉强度不不大于80MPa。能保证力学性能规定，满足规定。（6）分析产品毛坯成形办法及性能变化工艺由于压盖形状简朴、无特殊规定且生产量大，因此可选锻造。（7）经查，若选用HT100,在加工条件、采购条件、生产完毕时间、经济性等方面也都没问题。（8）结论选用HT100.件14-支架:（XX执笔）（1）分析失效重要类型支架是小虎钳中起到支撑或导向作用，因而规定支架必要耐磨，并且支架在工作过程中不能产生塑性变形,因此磨损失效和塑性变形失效是其重要失效形式。 （2）拟定所需材料性能指标零件壁厚在1550mm，抗拉强度不不大于110 Mpa。（3）拟定材料大类别依照材料性能指标可知高分子材料与陶瓷材料无法满足规定，复合材料普通用于特殊场合，金属材料能满足规定，因此选取金属材料。由于有色金属资源比较少，因而优先考虑用黑色金属。黑色金属中有铸铁和钢。铸铁抗拉强度与屈服强度满足规定，铸铁与钢相比，铸铁力学性能普通较低，特别是塑性、韧性较差，但铸铁具备优良减震性、耐磨性、锻造性能和切削加工性能，并且成本低廉。因此考虑使用铸铁。（4）初步拟定材料小类别按铸铁石墨形态分类为：灰铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁。考虑到已经符合规定，查附录1价格，选灰铸铁。（5）初步拟定材料牌号依照参照资料：【工程材料及其成形技术基本，北京大学出版社】查得HT150零件壁厚在1550mm，普通抗拉强度约为120150MPa。满足抗拉强度不不大于110MPa。（6）分析产品毛坯成形办法及性能变化工艺由于支架形状简朴、无特殊规定且生产量大，因此可选锻造作为其毛坯。（7）经查，若选用HT150,在加工条件、采购条件、生产完毕时间、经济性等方面也都没问题。（8）结论选用HT150。二、用类比法拟定件3、件4、件9、件17材料牌号上网查得有关资料得知一台虎钳各零件材料， （参照链接）表1件3：垫圈表1挡圈使用Q235，查得【工程材料及其成形技术基本，北京大学出版社】P117表4-3得知Q235屈服强度235，抗拉强度375460，应用举例：承受载荷不大金属构造，铆钉、垫圈、地脚、螺栓、冲压件及焊接件。能满足小台虎钳使用规定，因此选用Q235件9：螺钉表1中螺钉使用Q235查【工程材料及其成形技术基本，北京大学出版社】P117表4-3得Q235屈服强度235，抗拉强375460，应用举例金属构造件、钢板、螺钉、螺母。正适合做螺钉，因此选用Q235。件17：固定钳身表1固定钳身使用HT200，查【工程材料及其成形技术基本，北京大学出版社】P142表4-14得HT200抗拉强750，应用于普通机床机身及底座等。正适合做固定钳身，因此选用HT200。件4：开口销上网查得台虎钳装配图明细栏： （参照链接） 从明细栏可知开口销是原则件，查询资料：（参照链接）查得普通使用215，235碳素构造钢，查【工程材料及其成形技术基本，北京大学出版社】117表4-3，Q215屈服强度215，抗拉强335410；Q235屈服强度235，抗拉强375460，能满足使用需求因此使用Q235。三、为件1、件2、件7、件14选取毛坯成形办法、性能变化工艺件1： 钳口板：由于夹紧套形状简朴、无特殊规定且生产量大，因此可选型材作为其毛坯。性能变化工艺采用调质+高频表面淬火。件2：活动钳身：由于形状较复杂、无特殊规定且生产量大，因此可选锻造。件7:手把:成形办法型材加工；性能变化工艺：正火。件14：支架:毛坯成形办法：锻造。四、若件1、件2、件7、件14毛坯形状如图8-1所示，试分析它们构造工艺性，如有不合理之处，请改正（用图示形式表达并配以文字阐明）。件1钳口板采用可更换钳口板构造，可以增长台虎钳使用寿命。件2活动钳身活动钳身锻造一体成形成分稳定，不易产生化学变化，因而钳身设计比较合理。件7手把手把运用转动力矩，来控制活动钳身进出来，这样使用起来十分以便，安全性能也比较高，因而比较合理。件14支架支架固定效果不是较好，稳定性不高，应当采用螺栓三角固定小虎钳附录1：