浅谈台虎钳钳口结构改进
浅谈台虎钳钳口结构改进
【内容摘要】台虎钳为钳工必备工具，也是钳工的名称来源原因，因为钳工的大部分工作都是在台钳上完成的，比如锯，锉，錾，以及零件的装配和拆卸。在机械加工中，台虎钳也是较为常见的装夹工具，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,同时也提高了产品质量。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和线切割加工。以满足更多使用功能的要求，使其更加的实用化。
关键词：装夹工具 钳口结构 改进设计 线切割加工
台虎钳为钳工必备工具，也是钳工的名称来源原因，因为钳工的大部分工作都是在台钳上完成的，比如锯，锉，錾，以及零件的装配和拆卸。安装在钳工台上，以钳口的宽度为标定规格。常见规格从75mm到300mm。 台虎钳的用途：装置在工作台上，用以夹稳加工工件，为钳工车间必备工具（如图所示）。
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。而台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,同时也提高了产品质量。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。
一、钳口的分析改进
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，其结构简单，装夹迅速，但是台虎钳也有其不足之处，如装夹外形较为复杂和不规则工件时，就力不从心了。主要原因是台虎钳钳口是平直的，不适于装夹球形，特别是圆柱形工件。机加工时工件易位移，有时工件还会飞出机床台面，给设备、人员造成伤害。为此，本文对台虎钳钳口部位进行了改造，使之能装夹各种工件。
具体方法是，按原钳口大小制一对对称的V形钳口。（如图所示）
V形钳口示意图
该V形钳口需经热处理淬火及表面处理。使用时需将原钳口卸下，装上V形新钳口，即可使用。若工件是单件或批量小，也可不卸原钳口，直接将新钳口装上。另外，还可以使用一块V形钳口，这样就形成了工件和钳口之间呈三条线定位接触加紧。
根据工件与V形块的接触母线长度，V形块可分为短V形块和长V形块，前者限制工件两个自由度，后者限制工件四个自由度。如图所示；
图a用于较短工件精基准定位；图b用于较长工件粗基准定位；如果定位基准与长度较大，则V形块不必做成整体钢件，而采用铸铁底座镶淬火钢垫，如图c所示；图d是供粗基准定位或阶梯形圆柱面定位用的刀形V形块。V形块两斜面的夹角有60°、90°和120°三种，其中以90°为最常用。
V形块定位的优点：
1）对中性好，即能使工件的定位基准轴线对中在V形块两斜面的对称平面上，在左右方向上不会发生偏移，且安装方便；
2）应用范围较广。不论定位基准是否经过加工，不论是完整的圆柱还是局部圆弧面，都可采用V形块定位。
二、V形钳口设计与加工
V形钳口按原钳口大小（以74*23mm为例）设计，加工出一对对称的V形钳口。
1、工艺分析：
V形钳口采用数控线切割来完成轮廓的加工，工件的厚度尺寸一般由其他加工方法（如铣削、磨削等）完成。切割时电极丝中心的运动轨迹应向轮廓线外侧偏移，偏移量f由电极丝直径d（d=0.18mm）和单边放电间隙δ（δ=0.01mm）决定，f=d/2+0.01=0.10mm；工件毛坯的大小应满足工件尺寸要求，且保证有足够的夹持部分；为方便操作，采用从工件毛坯边缘处直接切入的方法。
2、装夹方案及切割路径
根据工艺分析，拟定两端支撑装夹方式，以工件毛坯两端端作为定位夹持，采用从工件毛坯边缘处直接切入，顺时针进行切割。
3、程序输入及校验
由于程序较短，可采用手工输入方法将加工程序输入至控制器并做逐段校验。
4、工件毛坯装夹
该工件采用两端支撑方法将工件毛坯装夹在机床工作台上。 装夹基本要求如下：
（1）根据工件毛坯厚度调整机床上丝架位置至最小容许高度，且保证切割加工时工件毛坯、压板、螺栓等不与丝架任何部分碰撞；
（2）工件毛坯装夹前应校正电极丝与工作台面间的垂直度；
（3）工件毛坯装夹位置应保证整个切割区域在机床的有效行程范围之内；
（4）夹紧力度要均匀，避免工件毛坯变形或翘起；
（5）用目测方法使工件毛坯的其中一个侧面与机床工作台X向基本平行；
5、切割加工
移动电极丝位置至程序切割起始点，在控制器中调出对应的加工程序。将光标移至切割加工模块，开启储丝筒→打开冷却液→锁进给（进给菜单由蓝底变浅绿）→开高频，同时确定确定切割起始端和终止端，然后开始切割。
6、工件测量
用游标卡尺和千分尺对工件相关尺寸进行测量。
通过V形块的设计来对台虎钳钳口部位进行了改造，使之能装夹各种工件，发挥台虎钳的最大效能。
参考文献
洪惠良/机床夹具（第四版）---北京：中国劳动社会保障出版社，2011.4
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