精密傳動(dòng)柱塞工藝設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 題目名稱 柱塞工藝課程設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 09機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(5)班 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 許昊佳 指導(dǎo)教師 成績(jī)?cè)u(píng)定 教師簽名 2011 年 12 月 7 日目錄一柱塞機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂任務(wù)書 3二 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 3三 零件主要功用和技術(shù)要求 4四 選擇毛坯 4五 工藝分析 5六 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5七 機(jī)械加工工藝過程卡 7八 機(jī)械加工工序卡片 8九 總 結(jié) 13十 參考文獻(xiàn) 131柱塞機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂任務(wù)書1 柱柱套筒任務(wù)要求：考慮毛坯選擇、工藝路線、采用

2、的設(shè)備、達(dá)到精度所采用的工裝和定位方法。1. 上述制定指定零件（或零件組）的機(jī)械加工工藝規(guī)程，編制機(jī)械加工工藝卡片，選擇所用機(jī)床、夾具、刀具、量具、輔具；2. 對(duì)所制定的工藝進(jìn)行必要的分析論證和計(jì)算；3. 確定毛坯制造方法及主要表面的總余量；4. 確定主要工序的加工余量、工序尺寸、公差和技術(shù)要求；5. 對(duì)主要工序進(jìn)行工序設(shè)計(jì)，編制合理的機(jī)械加工工藝規(guī)程卡，畫出的工序簡(jiǎn)圖，選擇切削用量；6. 定位基準(zhǔn)的選擇，設(shè)計(jì)某一工序的夾具，繪制夾具裝配圖和主要零件圖；7. 編寫設(shè)計(jì)說明書。2計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 各種生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領(lǐng)（機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)P253 表5-5）生產(chǎn)類型同一種零件的

3、年產(chǎn)量重型零件中型零件輕型零件單件件生產(chǎn)小批量生產(chǎn)中批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)大量生產(chǎn)15510010030030010001000以上1101020020050050050005000以上1100100500500500050005000050000以上按計(jì)算公式N=Q·n(1+%+%) 其中零件在每臺(tái)產(chǎn)品中的數(shù)量n=1（件/臺(tái)），年產(chǎn)量Q=20000（件/年），廢品率%=2%，備品率%=3%所以N=Q·n(1+%+%) =20000×1×（1+2%+3%）=21000（件）由于屬于小型零件，確定柱塞生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)。3零件的主要功用和技術(shù)要求精密傳動(dòng)柱塞是應(yīng)

4、用于油泵傳動(dòng)的重要零部件，柱塞和柱塞套的精密程度和質(zhì)量決定了該油泵的質(zhì)量，因此，做好精密傳動(dòng)柱塞的質(zhì)量是柱塞泵的質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。柱塞和柱塞套是一對(duì)精密偶件，經(jīng)配對(duì)研磨后不能互換，要求有高的精度和光潔度和好的耐磨性，其徑向間隙23um。柱塞頭部圓柱面上切有斜槽，并通過徑向孔、軸向孔與頂部相通，其目的是改變循環(huán)供油量；柱塞套上制有進(jìn)、回油孔，均與泵上體內(nèi)低壓油腔相通，柱塞套裝入泵上體后，應(yīng)用定位螺釘定位。柱塞頭部斜槽的位置不同，改變供油量的方法也不同。目前，柱塞泵主要有兩種類型：軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。柱塞泵按柱塞的排列方向不同，分為徑向柱塞泵和軸向碎柱塞泵兩大類。柱塞和圓柱套筒主要加工部位有：柱

5、塞的柱頭，套筒內(nèi)壁、外圓等，對(duì)這些加工部位的主要技術(shù)要求有：（一）標(biāo)注配合尺寸公差、重要尺寸公差1、工件在工作時(shí)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此采用間隙配合；2、由于無專門要求，采用基孔制；3、查優(yōu)先配合選用表，按一般轉(zhuǎn)速，采用一般間隙，考慮一定精度和加工經(jīng)濟(jì)性H8/f7；4、根據(jù)公差表，求出極限偏差并標(biāo)注40f8基本尺寸40mm,公差等級(jí)IT8,標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T=39m,es=-25m,ei=es-IT=-64m；20H8基本尺寸20mm,公差等級(jí)IT8,標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T=33m,EI=0m,ES=EI+IT=33m20f7基本尺寸20mm,公差等級(jí)IT7,標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T=21m,es=-20m,ei=es-IT=-

6、41m5、重要尺寸的尺寸公差，按學(xué)校車床能加工達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度設(shè)計(jì)，選公差等級(jí)IT8。（二）、孔軸形位公差設(shè)計(jì)標(biāo)注 1、零件“圓柱套”對(duì)于外圓柱面，控制外圓柱形狀精度。因其要用于定位與固定裝置，因此外圓柱面需要有一定的形狀精度。圓柱度為0.010，表面粗糙度為0.8；對(duì)于內(nèi)圓柱面，確保內(nèi)外圓柱共軸、內(nèi)圓柱形狀精度。因其要保證與軸的間隙配合，并且要求軸運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，因而需要有一定的精度；同軸度為0.010，圓柱度為0.008，表面粗糙度為0.8；其余表面粗糙度為3.2；2、零件“柱塞”柱塞與圓柱套筒接觸面要保證軸運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，柱塞軸以公共軸線作為基準(zhǔn)，以保證與其它零件的工作位置精度。兩軸頸圓跳動(dòng)度

7、為0.010，粗糙度為0.8。其余表面粗糙度為3.24選擇毛坯本零件的主要功用是傳遞小動(dòng)力，其工作時(shí)需承受不大的沖擊載荷，不過要求有較高的強(qiáng)度和剛度，保持配合的精確性。由于需要進(jìn)行滑動(dòng)摩擦，所以表面必須有足夠的硬度。因此柱塞可選用45鋼，熱處理可采用調(diào)質(zhì)，再表面淬火。圓柱套調(diào)質(zhì)后內(nèi)表面可再表面淬火。5工藝分析5.1柱塞分析 考慮1：由于柱塞外圓直徑為10，對(duì)于三角卡盤夾具定位，可能會(huì)產(chǎn)生跳動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)于同軸度，和圓跳動(dòng)度要求比較高來說，三角卡盤定位會(huì)產(chǎn)生誤差，所以，最后精車時(shí)應(yīng)該采用兩端頂尖加工外圓，所以粗加工時(shí)應(yīng)該加工出兩端頂尖孔，以外圓為粗基準(zhǔn)，用三角卡盤定位，車端面，加工兩端中心孔和車出大

8、致輪廓，留出足夠余量為后面半精車和精車做準(zhǔn)備。 考慮2：粗基準(zhǔn)采用毛坯外圓時(shí)，中心孔加工采用三爪自定心卡盤裝夾毛坯外圓，車端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端 中心孔，而應(yīng)該以毛坯外圓作粗基準(zhǔn)，先加工一個(gè)端面，鉆中心孔，車出一端外圓；然后以已車過的外圓作基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤裝夾(有時(shí)在上工步已車外圓處搭中心架)，車另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。 考慮3：由于采用兩端頂尖時(shí)，有一端需要夾緊工件來撥動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，若留有余量用于夾緊，后續(xù)加工工序繁多復(fù)雜，所以應(yīng)采用加工完未夾緊的一端時(shí)拆下來調(diào)轉(zhuǎn)加工另外一頭。5.2柱塞套筒 考慮1：外圓精度要求沒那

9、么高，所以可以用三角卡盤夾緊定位，進(jìn)行外圓車加工，然后再以外圓為基準(zhǔn)，進(jìn)行孔加工，由于內(nèi)孔有精度要求，要進(jìn)行鉆擴(kuò)鉸加工。 考慮2：由于孔加工完畢后進(jìn)行熱處理時(shí)，要進(jìn)行內(nèi)孔表面淬火，來加強(qiáng)內(nèi)表面的耐磨度和硬度，但淬火可能有殘余內(nèi)應(yīng)力，淬火后應(yīng)該檢查，如果變形發(fā)生，可以再進(jìn)行低溫回火，消除內(nèi)應(yīng)力，然后為了保證內(nèi)孔精度和粗糙度，要進(jìn)行內(nèi)孔磨削，使內(nèi)表面光滑耐磨。6工藝規(guī)程設(shè)計(jì)6.1加工流程設(shè)計(jì) （1）柱塞：先以外圓為粗基準(zhǔn)，粗車外圓，精車端面；由于中心孔要求高，應(yīng)該先劃線，到鉆床鉆中心孔；再以外圓中軸線為精基準(zhǔn)，采用雙頂尖夾緊定位，精車外圓；熱處理后，可能會(huì)產(chǎn)生有誤差存在，所以應(yīng)該再以外圓為基準(zhǔn)，修

10、研兩端中心孔；最后精加工磨削中，應(yīng)該以雙頂尖夾緊定位，保證精度和粗糙度。粗車（三角卡盤）半精車和精車（雙頂尖）熱處理修研中心孔（三角卡盤）磨削（雙頂尖） （2）套筒：對(duì)于加工孔類零件，應(yīng)以外圓為基準(zhǔn)，采用三角卡盤夾緊定位，車外圓，端面后，進(jìn)行孔的鉆擴(kuò)加工；熱處理后，進(jìn)行內(nèi)孔磨削處理。粗車和精車鉆擴(kuò)鉸熱處理磨削6.2加工余量設(shè)計(jì) 由于加工余量確定的計(jì)算方法比較復(fù)雜，而且未知毛坯尺寸，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工藝人員的經(jīng)驗(yàn)確定加工余量，為了防止余量不夠而產(chǎn)生廢品，所估計(jì)余量一般偏大。一般可由機(jī)械加工工藝手冊(cè)或切削用量手冊(cè)中選取。以下為本人粗略確定，僅作參考：估計(jì)毛坯為直徑25mm的45鋼棒料柱塞：圓跳動(dòng)度0.01

11、0，圓柱度為0.006，柱塞兩頭表面粗糙度Ra0.8，毛坯加工余量為15。工序名稱直徑余量（mm）經(jīng)濟(jì)精度直徑工序尺寸公 差（um）粗車1513半精車311精車10.5磨削0.50.81015套筒：同軸度要求為0.010，圓柱度為0.006，內(nèi)孔表面粗糙度Ra0.8，毛坯加工余量為5 工序名稱加工余量（mm）經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸公 差（um）粗車521精車120鉆孔108擴(kuò)孔29鉸孔19.5磨削0.5Ra0.810226.3車床、鉆床、磨床和刀具的選擇 車床：C6140A車床鉆床：搖臂鉆床磨床：外圓磨床刀具：車削時(shí)，由于未調(diào)質(zhì)且為45號(hào)鋼，采用YT15 粗車：75°可轉(zhuǎn)位外圓車刀，正四邊

12、形YT15刀片，B*H=16X25， 角度：前角=15°，后角=6°，主偏角=75°，刃傾角=6°， 刀尖圓弧半徑=0.75，VB=0.6，刀具耐用度T=60min。 精車和半精車：90°可轉(zhuǎn)位車刀，選用凸三邊行YT15刀片， 角度：主偏角=90°，副偏角=10°，前角=15°，后角=8°，刃傾角=4°， 刀尖圓弧半徑=0.5， VB=0.4，刀具耐用度T=60min。 鉆孔時(shí)用L 普通級(jí)直柄麻花鉆8.0mm 擴(kuò)孔時(shí)用 直徑為9的擴(kuò)孔鉆 鉸孔時(shí)用直徑為10的手用鉸刀6.4車削用量確定根據(jù)機(jī)械制造

13、技術(shù)基礎(chǔ)P150-P154中表3-6至3-11計(jì)算（不加切削液計(jì)算）6.4.1柱塞 （1）粗車A，選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量Z=6mm，故由表3-6得，背吃刀量=3mm，粗車兩次。B，選擇進(jìn)給量。查表3-6得，f=0.4mm/r。C,選擇切削速度。工件材料為45鋼，由表3-11，v=100m/min，可保證T=60min。D,確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n。 n=1000v/3.14/25 r/min = 1273.8 r/minE,切削用量：=3mm，f=0.4mm/r，n=1273.8r/min（2） 半精車A，選擇背吃刀量。取背吃刀量a=1mm。B，選擇進(jìn)給量。查表3-9得，當(dāng)粗糙度R=3

14、.2um，副偏角=10°，V>100m/min，刀尖圓弧半徑=0.5時(shí)，f=0.3-0.35mm/r，取f=0.3mm/r。C,選擇切削速度。工件材料為45鋼，由表3-11，v=130-160m/min，取v=150m/min。D,確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n。 n=1000v/3.14/13 r/min = 1000*150/（3.14*13）r/min = 3674.7r/minE，切削用量：=1mm，f=0.3mm/r，n=3674.7r/min（3） 精車A，選擇背吃刀量。取背吃刀量a=0.5mm。B，選擇進(jìn)給量。查表3-9得，當(dāng)粗糙度R=3.2um，副偏角=10°，V

15、>100m/min，刀尖圓弧半徑=0.5時(shí)，f=0.3-0.35mm/r，取f=0.3mm/r。C,選擇切削速度。工件材料為45鋼，由表3-11，v=130-160m/min，取v=150m/min。D,確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n。 n=1000v/3.14/11 r/min = 1000*150/（3.14*11）r/min = 4342.8r/minE，切削用量：=0.5mm，f=0.3mm/r，n=4642.8r/minafn粗車3（X2）0.41273.8半精車10.33674.4精車0.50.34642.86.4.1套筒 （1）粗車（采用半精車，因?yàn)橛嗔坎蛔阋源旨庸ぃ毒邽榫庸さ毒撸?/p>

16、A，選擇背吃刀量。取背吃刀量a=2mm。B，選擇進(jìn)給量。查表3-9得，當(dāng)粗糙度R=3.2um，副偏角=10°，V>100m/min，刀尖圓弧半徑=0.5時(shí)，f=0.3-0.35mm/r，取f=0.3mm/r。C,選擇切削速度。工件材料為45鋼，由表3-11，v=130-160m/min，取v=150m/min。D,確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n。 n=1000v/3.14/13 r/min = 1000*150/（3.14*25）r/min = 1910.9r/minE，切削用量：=2mm，f=0.3mm/r，n=1910.9r/min（4） 精車A，選擇背吃刀量。取背吃刀量a=0.5mm

17、。B，選擇進(jìn)給量。查表3-9得，當(dāng)粗糙度R=3.2um，副偏角=10°，V>100m/min，刀尖圓弧半徑=0.5時(shí)，f=0.3-0.35mm/r，取f=0.3mm/r。C,選擇切削速度。工件材料為45鋼，由表3-11，v=130-160m/min，取v=150m/min。D,確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n。 n=1000v/3.14/11 r/min = 1000*150/（3.14*21）r/min = 2274.8r/minE，切削用量：=0.5mm，f=0.3mm/r，n=2274.8r/minafn粗車20.31910.9精車0.50.32274.86.5熱處理調(diào)質(zhì)：淬火（840

18、°水）高溫回火（600°）表面淬火：由于柱塞半徑小，套筒薄壁，應(yīng)該用高頻表面淬火，頻率范圍250-300kHz，淬硬層深度為0.5-2mm低溫回火：經(jīng)檢查若表面淬火后，變形產(chǎn)生誤差較大，可低溫回火，但不高于200，范圍為150-200。7加工工藝過程卡 機(jī)電工程學(xué)院 09機(jī)電5班機(jī)械加工工藝過程卡零件圖號(hào)零件名稱1柱塞工序號(hào)工序名稱及內(nèi)容機(jī)床夾具刀具量具輔具工時(shí)名稱型號(hào)名稱規(guī)格名稱規(guī)格1粗車端面普通車床C6140A三爪卡盤左偏刀90°鋼尺1502粗車外圓普通車床C6140A三爪卡盤左偏刀75°游標(biāo)卡尺0.02/2003切斷后調(diào)頭夾緊重復(fù)1,2工序普通車床

19、C6140A三爪卡盤切斷刀90°游標(biāo)卡尺0.02/2004鉆兩端中心孔鉆床虎鉗麻花鉆游標(biāo)卡尺0.02/2005中間檢驗(yàn)游標(biāo)卡尺內(nèi)徑百分表0.02/20018-256精車一端配合面，及端面普通車床C6140A雙頂尖左偏刀90°游標(biāo)卡尺0.02/2007拆下調(diào)頭，精車另一端配合面普通車床C6140A雙頂尖左偏刀90°游標(biāo)卡尺0.02/2008檢驗(yàn)游標(biāo)卡尺百分表0.02/2000-59熱處理10修研中心孔鉗工虎鉗麻花鉆游標(biāo)卡尺0.02/20011外圓磨外圓磨床未定雙頂尖游標(biāo)卡尺0.02/20012最終檢驗(yàn)游標(biāo)卡尺百分表0.02/2000-5設(shè)計(jì)曾明杰指導(dǎo)老師共2頁第1頁

20、機(jī)電工程學(xué)院 09機(jī)電5班機(jī)械加工工藝過程卡零件圖號(hào)零件名稱2套筒工序號(hào)工序名稱及內(nèi)容機(jī)床夾具刀具量具輔具工時(shí)名稱型號(hào)名稱規(guī)格名稱規(guī)格1粗車端面和外圓普通車床C6140A三爪卡盤左偏刀90°鋼尺1502精車端面和外圓普通車床C6140A三爪卡盤左偏刀90°鋼尺0.02/2002切斷普通車床C6140A三爪卡盤切斷刀90°游標(biāo)卡尺0.02/200粗車和精車端面普通車床C6140A三爪卡盤切斷刀90°游標(biāo)卡尺0.02/2005檢驗(yàn)游標(biāo)卡尺內(nèi)徑百分表0.02/20018-254鉆兩端中心孔鉆床虎鉗麻花鉆游標(biāo)卡尺0.02/2004擴(kuò)孔鉆床虎鉗擴(kuò)孔鉆游標(biāo)卡尺0.0

21、2/200鉸孔虎鉗鉸刀游標(biāo)卡尺0.02/2008檢驗(yàn)游標(biāo)卡尺百分表0.02/2000-59熱處理11內(nèi)圓磨外圓磨床未定三角卡盤游標(biāo)卡尺0.02/20012最終檢驗(yàn)游標(biāo)卡尺百分表0.02/2000-5設(shè)計(jì)許昊佳指導(dǎo)老師共2頁第2頁8機(jī)械加工工序卡片機(jī)電學(xué)院09機(jī)電5班機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱精密傳動(dòng)柱塞零件圖號(hào)1共2頁零件名稱柱塞第1頁材料牌號(hào)45鋼毛坯種類軋制毛坯外形尺寸25*100每毛坯件數(shù)1每臺(tái)件數(shù)1備注工序號(hào)工序名稱工步號(hào)工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)切削速度/(m/min)進(jìn)給量/(mm/r)切削深度/mm進(jìn)給次數(shù)工時(shí)定額機(jī)動(dòng)輔助夾緊1三角卡盤夾緊長(zhǎng)度30mm1粗車端面1粗車

22、圓柱端面12001000.4212粗車外圓1粗車圓柱外圓表面至13，長(zhǎng)6012001000.4323車斷1車斷，從未夾緊一端53開始切斷4504調(diào)頭車端面1粗車12001000.431夾緊1雙頂尖夾緊定位5半精加工一端外圓表面1半精車外圓表面至夾緊處1136001500.3116精車一端外圓表面1精車外圓表面至夾緊處1046001500.30.517粗車中間一端外圓一半1從未夾緊一端開35mm開始，車外圓至7，長(zhǎng)25mm12001000.41.518車倒角1倒角c212009調(diào)頭粗車中間一端外圓一半1從未夾緊一端開35mm開始，車外圓至7，長(zhǎng)25mm12001000.41.5110車倒角1倒角

23、c2120011半精車剩下一端外圓1半精車剩余外圓表面至半精車外圓表面至夾緊處1136001500.31112精車剩下一端外圓1精車剩余外圓表面至1046001500.30.5113熱處理1,2調(diào)質(zhì)，表面淬火14鉗工1修研中心孔15外圓磨1磨削兩端外圓0.5機(jī)電學(xué)院09機(jī)電5班機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱精密傳動(dòng)柱塞零件圖號(hào)1共2頁零件名稱套筒第2頁材料牌號(hào)45鋼毛坯種類軋制毛坯外形尺寸25*100每毛坯件數(shù)1每臺(tái)件數(shù)1備注工序號(hào)工序名稱工步號(hào)工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)切削速度/(m/min)進(jìn)給量/(mm/r)切削深度/mm進(jìn)給次數(shù)工時(shí)定額機(jī)動(dòng)輔助夾緊1三角卡盤夾緊長(zhǎng)度30mm1粗車端面1粗車圓柱端面36001500.3212粗車外圓1粗車圓柱外圓表面至21長(zhǎng)6036001500.3213精車端面1精車外