——防爆式臺虎鉗

合作企業：象山通用機械廠選送學校：象山縣技工學校指導老師：江華國參賽學生：郭豪棟、陳文宇“企業出題、學生破題”創新比賽作品答辯

二0一二年十月十九日浙江省中職創新創業課程企業出題是不是可以給我們設計一個新的臺虎鉗防止爆裂呢？象山技工學校教師析題1.臺虎鉗螺母材質是鑄鐵，其脆性大，并且該批螺母壁厚較為單薄。2.學生進行鏨削項目實習頻繁。

3.當前由于原材料價格上漲，臺虎鉗的質量下降。象山技工學校學生破題水龍頭螺旋閥芯的工作原理主要是通過閥桿的旋轉，使T螺紋產生移位，來實現水孔水的大小和開關。

活塞連桿小頭壓裝有連桿襯套，連桿桿身用鐵鑄成，斷面呈“工”字行，既減輕重量，又保證強度。連桿襯套用錫青銅或銅基粉末冶金制造。

象山技工學校研究過程材料的重新選擇螺母的工藝設計螺母有關尺寸計算及確定螺母外徑與凸緣的強度計算螺母耐磨性檢驗螺母螺紋牙的強度計算象山技工學校重新設計環節一：材料選擇

1.抗拉強度為350MPa；2.伸長率和斷面收縮率為40%有較好的塑性；3.耐磨性及切削加工性可得到改善。錫青銅Qsn4—3象山技工學校重新設計環節二：螺母設計螺母的尺寸計算①螺母大徑D：D=d+2ac②螺母長度H：H=Φ×d2根據設計手冊,Φ=1.2～2.5,現取Φ=2。③螺母螺紋工作（接觸）圈數z：z=H/T④螺紋牙受載高度h:h=KT根據設計手冊,對于矩形和梯形螺紋,h=0.5T。象山技工學校重新設計環節二：螺母設計2.螺母螺紋牙的強度計算

①螺紋牙危險截面的剪切強度計算根據：r=F/лDbz②螺紋牙危險截面的彎曲強度計算根據：σb=3Fh/лDb2z象山技工學校重新設計環節二：螺母設計3.螺母外徑與凸緣的強度計算

①螺母外徑的強度計算根據：σ=（1.2～1.3）F/л(D32-DZ)/4(其中D3為螺母外徑)②螺母凸緣的強度計算凸緣與襯套接觸表面的擠壓強度計算根據公式：σp=F/л(D42-D32)/4(其中D4為凸緣外徑)凸緣根部的彎曲強度計算根據：σb=1.5F(D4-D3)/лD3a2(其中a為凸緣厚度)象山技工學校重新設計環節二：螺母設計4.耐磨性檢驗鏨削工作狀態下實測到的軸向載荷F=10251.4kN，則根據：P=F/лd2hz計算得出螺母工作面上的壓強P≈6.31MPa,查設計手冊P<[P],螺旋副的材料耐磨性檢驗合格。象山技工學校制造檢驗環節一：螺母樣品制造1.設計合理的加工順序

2.確定各組件的合理尺寸及加工精度

3.組合焊接加工要防止變形

4.組合體底板的加工工藝控制

5.圓柱體加工工藝的控制

6.組合螺母的裝配

象山技工學校制造檢驗環節二：螺母樣品的檢驗硬度檢驗2載荷檢驗

3使用性能檢驗4夾緊力檢驗5開口度檢驗6象山技工學校外觀檢驗1制造檢驗夾緊力及開口度試驗規格(mm)75100125150200夾緊力(N)1471019613245172942039227開口度(mm)100125150175225象山技工學校研究成果

科學性選用材料錫青銅、材料抗拉強度大、可延長臺虎鉗的使用壽命。

本發明屬于國內首創，申請了實用新型專利。專利受理號為：201220121676.2

創新點實用性安全可靠、結構簡單、使用方便、成本低廉、質量較高、工作效率快。先進性設計獨特，先加工銅螺母、銅螺母外套圓柱、支撐板、底板，然后進行組合焊接。象山技工學校成本低廉項目材料加工費用其他費用包裝費合計價格（元）236.11.61.332象山技工學校企業收益—供需旺盛供應

目前該企業15個人的生產能力，估計日產量約達500余只，年產量近20余萬只。

需求

按我國工廠、技工學校數量計算，年生產能力可滿足省內的幾個大城市，所以市場前景十分廣闊。

象山技工學校企業收益經過以上成本核算及供需情況的分析，扣除稅金、損耗，機械折舊等費用后，預期防爆式臺虎鉗投產后的利潤可達200萬余元，經濟效益比較可觀。象山技工學校企業回饋企業準備將利潤的1%作為科技創新基金，如果學生有新的發明以后都可以到廠里進行加工制作，提供材料設備。象山技工學校收獲體會1、提高了我們的觀察能力、創新思維能力和實踐動手能力。2