广东工业大学精密传动柱塞实用工艺设计报告材料Word文档下载推荐.docx
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1～5
5～100
100～300
300～1000
1000以上
1～10
10～200
200～500
500～5000
5000以上
1～100
100～500
5000～50000
50000以上
按计算公式N=Q·
n（1+α%+β%）
其中零件在每台产品中的数量n=1（件/台），年产量Q=20000（件/年），
废品率α%=2%，备品率β%=3%
所以N=Q·
n（1+α%+β%）=20000×
1×
（1+2%+3%）=21000（件）
由于属于小型零件，确定柱塞生产为大批量生产。
3零件的主要功用和技术要求
精密传动柱塞是应用于油泵传动的重要零部件，柱塞和柱塞套的精密程度和质量决定了该油泵的质量，因此，做好精密传动柱塞的质量是柱塞泵的质量的关键环节。
柱塞和柱塞套是一对精密偶件，经配对研磨后不能互换，要求有高的精度和光洁度和好的耐磨性，其径向间隙2～3um。
柱塞头部圆柱面上切有斜槽，并通过径向孔、轴向孔与顶部相通，其目的是改变循环供油量；
柱塞套上制有进、回油孔，均与泵上体低压油腔相通，柱塞套装入泵上体后，应用定位螺钉定位。
柱塞头部斜槽的位置不同，改变供油量的方法也不同。
目前，柱塞泵主要有两种类型：
轴向柱塞泵和径向柱塞泵。
柱塞泵按柱塞的排列方向不同，分为径向柱塞泵和轴向碎柱塞泵两大类。
柱塞和圆柱套筒主要加工部位有：
柱塞的柱头，套筒壁、外圆等，对这些加工部位的主要技术要求有：
（一）标注配合尺寸公差、重要尺寸公差
（1）根据部件工作条件和性质，应该采用间隙配合；
（2）当所加工工件无专门要求的时候，应该采用基孔制；
（3）根据优先配合选用表，一般转速工件，一般采用间隙，考虑精度和加工经济性，轴应选f7，孔则选择H8（一般情况下轴的公差等级比孔的公差等级高一个等级）；
（4）由公差表和计算公式：
标准公差=上极限偏差-下极限偏差
查资料书《公差测量与技术测量》书本可知道
Φ20f7基本尺寸20mm,公差等级IT7,标准公差IT=21μm,es=-20μm,ei=es-IT=-41μm；
Φ10H8基本尺寸10mm,公差等级IT8,标准公差IT=22μm,EI=0μm,ES=EI+IT=22μm；
Φ10f7基本尺寸10mm,公差等级IT7,标准公差IT=15μm,es=-13μm,ei=es-IT=-28μm；
5、重要尺寸的尺寸公差，按学校车床能加工达到的经济精度设计，选公差等级IT8。
（二）、孔轴形位公差设计标注
（1）对于外圆柱面
控制外圆柱形状精度，则要用于定位与固定装置，因此外圆柱面需要有一定的形状精度。
同轴度公差为0.010mm，圆柱度公差为0.006mm，径向圆跳动为0.010mm。
并且加工以轴线为基准。
（2）对于圆柱面，确保外圆柱共轴、圆柱形状精度。
因其要保证与轴的间隙配合，并且要求轴运动的准确性，因而需要有一定的精度；
同轴度公差为0.010mm，圆柱度公差为0.006mm，径向圆跳动为0.010mm
（3）圆柱面由于要和柱塞配合，要尽量减小摩擦系数，而外圆柱面没太多要求，且综合考虑学校设备等原因，则外圆柱面选择Ra3.2，圆柱面选择Ra1.6。
（4）关于零件“柱塞”：
柱塞轴以公共轴线作为基准，以保证与其他零件的工作位置精度。
为检测控制方便，同时在一定程度上能控制轴颈表面形状误差，采用径向圆跳动公差控制。
（5）柱塞与圆柱套筒接触面要保证轴运动的准确性，零件“柱塞”两端颈轴直径Ø
10f7，以两轴颈轴为基准，以保证与其它零件的工作位置精度，Ø
10f7，同轴度公差为0.006mm，圆柱度公差为0.006mm，径向圆跳动为0.006mm，加工也以轴线为基准。
柱塞头两轴颈表面及套筒表面粗糙度为Ra1.6，其他非重要表面为Ra3.2。
4选择毛坯
本零件的主要功用是传递小动力，其工作时需承受不大的冲击载荷，不过要求有较高的强度和刚度，保持配合的精确性。
由于需要进行滑动摩擦，所以表面必须有足够的硬度。
因此柱塞可选用45钢，热处理可采用调质，再表面淬火。
圆柱套调质后孔和外圆表面淬火。
5工艺分析
5.1柱塞分析
考虑1：
由于柱塞外圆直径为10，对于三角卡盘夹具定位，可能会产生跳动现象，对于同轴度，和圆跳动度要求比较高来说，三角卡盘定位会产生误差，所以，最后精车时应该采用两端顶尖加工外圆，所以粗加工时应该加工出两端顶尖孔，以外圆为粗基准，用三角卡盘定位，车端面，加工两端中心孔和车出大致轮廓，留出足够余量为后面半精车和精车做准备。
考虑2：
粗基准采用毛坯外圆时，中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹毛坯外圆，车端面、钻中心孔。
但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；
然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹（有时在上工步已车外圆处搭中心架），车另一端面，钻中心孔。
如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。
考虑3：
由于采用两端顶尖时，有一端需要夹紧工件来拨动工件转动，若留有余量用于夹紧，后续加工工序繁多复杂，所以应采用加工完未夹紧的一端时拆下来调转加工另外一头。
5.2柱塞套筒
外圆精度要求没那么高，所以可以用三角卡盘夹紧定位，进行外圆车加工，然后再以外圆为基准，进行孔加工，由于孔有精度要求，要进行钻扩铰加工。
由于孔加工完毕后进行热处理时，要进行孔表面淬火，来加强表面的耐磨度和硬度，但淬火可能有残余应力，淬火后应该检查，如果变形发生，可以再进行低温回火，消除应力，然后为了保证孔精度和粗糙度，要进行孔磨削，使表面光滑耐磨。
6工艺规程设计
6.1加工流程设计
（1）柱塞：
先以外圆为粗基准，粗车外圆，精车端面；
由于中心孔要求高，应该先划线，到钻床钻中心孔；
再以外圆中轴线为精基准，采用双顶尖夹紧定位，精车外圆；
热处理后，会产生较大变形的误差存在，所以应该再以外圆为基准，修研两端中心孔，因为用中心孔作为定位基准磨外圆表面，所以对中心孔有一定的精度要求。
最后精加工磨削中，应该以双顶尖夹紧定位，保证精度和粗糙度。
粗车—半精车—调质—表面淬火——低温回火—修研中心孔（三角卡盘）—磨削（双顶尖）
（2）套筒：
对于加工孔类零件，应以外圆为基准，采用三角卡盘夹紧定位，车外圆，端面后，进行孔的钻扩加工；
热处理后，进行孔磨削处理。
粗车—半精车——钻扩铰——表面淬火——低温回火——磨削
6.2加工余量设计
从经济性方面考虑。
柱塞头毛坯为直径15mm长70mm的45钢棒料
柱塞头
工序名称
半径加工余量（mm）
经济精度
直径工序尺寸
公差（um）
粗车
1
IT11-IT12
13
粗车（中间）
2.5
8
半精车
IT8-IT10
11
磨削
0.5
IT6-IT7
10
15
套筒毛坯为直径24mm长70mm的45钢棒料
套筒
加工余量（mm）
22
21
钻孔
4
IT11-IT14
扩孔
IT12
9
铰孔
20
6.3车床、钻床、磨床和刀具的选择
车床：
C6140A车床
钻床：
摇臂钻床
磨床：
外圆磨床.
刀具：
车削时，由于未调质且为45号钢。
选用硬质合金刀具。
粗车：
90°
切断刀，75°
外圆车刀，45°
左偏刀。
精车和半精车：
左偏刀。
钻孔时用直柄麻花钻8.0mm
扩孔时用直径为9的扩孔钻
铰孔时用直径为10的铰刀
6热处理
调质：
淬火（840°
水）——高温回火（600°
）
表面淬火：
由于柱塞半径小，套筒薄壁，应该用高频表面淬火，频率围250-300kHz，淬硬层深度为0.5-2mm
低温回火：
经检查若表面淬火后，变形产生误差较大，可低温回火，但不高于200℃，围为150-200℃。
描图
描校
装订号
底图号
机电学院
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
柱塞
共1页
第1页
材料牌号
45号钢
毛坯种类
毛坯外形尺寸
15x70
每毛坯可制件数
每台件数
备注
工序号
工名序称
工序容
车间
工段
设备
工艺装备
工时
准终
单件
车端面及外圆，车倒角
切断掉头，车倒角
车端面及外圆。
C6140A
钢尺、游标卡尺、三爪卡盘
2
钻两端中心孔
钻床
虎钳、麻花钻、
3
热处理
调质
半精车外圆配合面
游标卡尺，双顶尖
5
表面淬火+低温回火
6
钻
修研中心孔
游标卡尺，
7
磨
外圆粗磨
外圆精磨
外圆磨床
设计
（日期）
审核
标准化（日期）
会签
标记
处数
更改文件号
签字
日期
7加工工艺过程卡
24x70
车
粗车端面及外圆，
半精车端面及外圆，车倒角
切断掉头，
半精车端面。
车倒角
钻孔，
扩孔，
虎钳、麻花钻、专用夹具，扩孔钻，游标卡尺
车孔倒角
三爪卡盘
铰
铰孔
铰刀
孔和外圆表面淬火+低温回火
磨外圆
磨床
游标卡尺
8机械加工工序卡片
机电工程学院
机械加工工序卡片
精密传动柱塞
共2页
45钢
轧制
Ф15*100
每毛坯件数
工序
公步
工步容
主轴转速/（r/min）
切削速度/（m/min）
进给量/（mm/r）
背吃刀量/mm
走刀次数
工时定额
机动
辅助
粗车圆柱端面
45°
左偏刀，游标卡尺、三爪卡盘。
560
0.4
粗车圆柱外圆表面至Ф13，长60
75°
外圆车刀，游标卡尺、三爪卡盘。
23
从长10处开始车到40，粗车圆柱外圆表面至Ф8，
切断刀，游标卡尺、三爪卡盘。
14
车倒角
切断刀，三爪卡盘。
车断，从距离未夹紧一端53处开始切断
450
——
粗车端面
1.5
钻中心孔
300
半精车外圆表面至Ф11
外圆车刀，游标卡尺、双顶尖。
900
30
0.3
麻花钻，虎钳，
0.1
粗磨两端外圆
双顶尖
3000
精磨两端外圆
3600
0.2
第2页
Ф24*100
公步号
切削深度/mm
进给次数
左偏刀游标卡尺、三爪卡盘。
44
粗车圆柱外圆表面至Ф22，长60
外圆车刀游标卡尺、三爪卡盘。
37
半精车外圆端面
半精车外圆表面至夹紧处Ф21
56
车断刀游、三爪卡
车断，从未夹紧一端53开始切断
车断刀游标卡尺、三爪卡盘。
半精车断处端面
车断刀游、三爪卡盘。
钻孔至Ф8
扩孔至Ф9
扩孔钻，虎钳、
铰孔至10
铰刀，虎钳
磨外圆至20
9总结
经过这一次加工工艺的综合实验，我自己本人综合运用机械制造技术基础及有关课程容，分析了和解决了精密传动柱塞零件加工工艺规程。
学习了有关机床，夹具，刀具和量具，辅具的使用，和对于如何加工精密传动柱塞有了深入的认识，熟悉了有关标准和设计资料，最重要的是我认真编写了一次加工工艺规程卡和加工工艺工序卡。
对于我以后在工作实习中写加工工艺规程卡和加工工艺工序卡有了很好的经验积累。
10参考文献
[1]《公差配合与技术测量》.航天航空大学，2010.
[2]龙勋，机械制造工艺学课程设计指导书及习题,机械工业,2007
[3]益民编，机械制造工艺设计简明手册；
机械工业,1999
[4]艾兴肖诗纲,切削用量手册,机械工业,1994
[5]王凡,实用机械制造工艺设计手册；
机械工业,2008
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