20 年 日.\\
机械加工实践任务书
课程名称 机械制造技术基础
题目名称
柱塞机械加工工艺规程制订任务书
专业班级
学
号
学生学院学生姓名指导教师成绩评定教师签名
月
.\\
目录
一、柱塞机械加工工艺规程制订任务书 ........................................................................................................................ 3 二．计算生产纲领，确定生产类型 .......................................................................................................................................... 5 三．零件主要功用和技术要求 ........................................................................................................................................................... 5 四．选择毛坯 ....................................................................................................................................................................................................................... 6 五．工艺分析 ....................................................................................................................................................................................................................... 6 六．工艺规程设计 ...................................................................................................................................................................................................... 7 七．机械加工工艺过程卡 ........................................................................................................................................................................... 8 八．机械加工工序卡片 ................................................................................................................................................................................ 10 九．总结 .................................................................................................................................................................................................................................... 12 十．参考文献 ................................................................................................................................................................................................................... 12
.\\
任务题目： “精密传动柱塞 ”零件加工工艺规程
任务目的： 综合运用 \" 机械制造技术基础 \" 及有关课程内容，分析和解决实际工程问题的。通过柱塞机械加工工艺规程制订，培养学生制定零件机械加工工艺规程和分 析工艺问题的能力， 以及设计机床夹具的能力。 在设计过程中， 学生应熟悉有关标准和设计资料， 学会使用有关手册和数据库。 柱塞机械加工工艺规程制订是作为未来从事机械制造技术工作的一次基本训练。
任务目标： 完成 “精密传动柱塞 ”加工精度设计之后，根据指导教师对零件的精度要求意见，设计并完成各零部件的成批或大批生产加工工艺规程设计加工工艺设计。具体零件图由指导老师另外提供。
一、柱塞机械加工工艺规程制订任务书
1
2
任务要求： 考虑毛坯选择、工艺路线、采用的设备、达到精度所采用的安装和定位方法。
1. 上述制定指定零件（或零件组）的机械加工工艺规程，编制机械加工工艺卡片，选择所用机床、夹具、刀具、量具、辅具；
2. 对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算； 3. 确定毛坯制造方法及主要表面的总余量； 4. 确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求；
5. 对主要工序进行工序设计，编制机械加工工序卡片，画出工序简图，选择切削用量；
6. 设计某一工序的夹具，绘制夹具装配图和主要零件图； 7. 编写设计说明书。
.\\
.\\
二．计算生产纲领，确定生产类型
由于柱塞属于小型零件，所以柱塞的生产类型是大批量生产。
三．零件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、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 上体内低压油腔相通，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，套筒内壁、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、工件在工作时有相对运动，因此采用间隙配合； 2、由于无专门要求，采用基孔制； 3、查优先配合选用表， 按一般转速， 采用一般间隙， 考虑一定精度和加工经济性 H8/f7 ；
4、根据公差表，求出极限偏差并标注
Φ 20f8 基本尺寸 20mm，公差等级 IT8 ，标准公差 IT=33μ m,es=-20μm,ei=es-IT=-53 μ m； Φ 10H8基本尺寸 10mm，公差等级 IT8 ，标准公差 IT=22μ m,EI=0μm,ES=EI+IT=22 μ m；
Φ 10f7 基本尺寸 10mm，公差等级 IT7 ，标准公差 IT=15μ m,es=-13μm,ei=es-IT=-28 μ m；
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
根据公差等级查《机械设计基础课程设计指导书》表 17.8-17.11 可得到：①圆柱套筒的外圆柱面形位公差设计
对于外圆柱面，控制外圆柱形状精度。因其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。平行度为 0.050mm，圆柱度为 0.006mm。
.\\
②圆柱套筒的内圆柱面形位公差设计
对于内圆柱面，确保内外圆柱共轴、内圆柱形状精度。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。 平行度为 0.050mm，圆度为0.006mm，同轴度为 0.015mm，圆柱度为 0.006mm，径向圆跳动度为 0.025mm。
③零件“柱塞”形位公差设计
柱塞与圆柱套筒接触面要保证轴运动的准确性，柱塞轴以公共轴线作为基准，以保证与其它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。平行度为 0.030mm，圆柱度为 0.006mm，同轴度为 0.015mm，两轴颈圆跳动度为 0.010mm。
④粗糙度设计
根据公差等级查 《机械设计基础课程设计指导书》 表17-12 ，得出柱塞头的轴颈表面粗糙度为 0.4 μm，圆柱套内径表面粗糙度为 0.4 μm，圆柱套外径表面粗糙度为 0.8 μ m，其余表面粗糙度均为 3.2 μ m。
⑤一般零件尺寸设计
根据任务书图中尺寸，考虑到圆柱套外径很可能会跟其他零件进行装配，所以就 设计其加工精度到 IT8 级，所以尺寸为 mm20-0.0200.053- Φ 20mm， 上偏差是 -0.020mm，下偏差是 -0.053mm。由于其他为非十分重要部分尺寸，所以设 计圆柱套长 mm1.050 mm1.050 mm1.08 mm1.010
45号钢，并采用调质处理，硬度要求达到 58 HRC。
四．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。因此柱塞必须选用 45钢，先进行调质，表面再进行淬火。圆柱套筒内表面也要经过表面淬火。
柱塞：确定直径上总余量为 5mm，高度（轴向）方向上总余量为 5mm。进给量为 f=0.5mm/r 切削速度为 v=100m/min。
圆柱套筒：确定内外直径上总余量为 6mm，高度（轴向）方向上总余量为 6mm。进给量为 f=0.6mm/r ，切削速度为 v=100m/min。
五．工艺分析
本零件为回转体零件，其最主要加工面是 Ф10H8 圆柱套筒孔和 Ф10f7 柱塞面，且两者有较高的同轴度要求，是加工工艺需要重点考虑的问题。其次柱塞与圆柱套筒 由于装配要求，对 Ф10f7 的柱塞面有端面跳动要求。并且两个工件的配合面有粗糙度要求。
.\\
六．工艺规程设计
选择表面加工方法 :
圆柱套筒： Ф10H8 孔考虑：① 由于该工件属于课程设计内容，属于单件小批量生产；② 零件热处理会引起较大变形，为保证 Ф10H8孔的精度及与表面的同轴度，热处理后需对该孔再进行加工。 故确定热前采用钻孔 ——扩孔 ——磨孔的加工方法，热后采用磨孔方法。
柱塞：Ф10f7 的圆柱材料要必须经历粗车 ——半精车 ——精车的加工方法， 以达到圆柱表面的精度。
两端面：一般要求不高，只需粗车一遍即可。 选择定位基准 :
圆柱套筒：精基准选择圆柱套筒的设计加工外表面和钻孔时都以轴线定位，因此以外圆为设计基准。考虑定位稳定可靠，选一大端面作为第二定位精基准。在磨孔工序中，为保证圆柱外表面与孔的同轴度，选外表面作为定位基准。
柱塞：精基准的柱塞的设计主要是加工圆柱外表面，因此也选择以轴线定位，因此以外圆为设计基准。
拟定零件加工工艺路线：
圆柱套筒：
粗车端面，粗车外圆（普通车床，三爪卡盘）； 半精车外圆、端面（普通车床，三爪卡盘）； 精车外圆，精车端面（普通车床，三爪卡盘）； 钻孔（普通车床，钻头，三爪卡盘）；
切断并粗车另一端面（普通车床，钻头，三爪卡盘）；扩孔（立式钻床，三爪卡盘）中间检验；
磨孔（内圆磨床，节圆卡盘）； 检验； 热处理； 最终检验。
柱塞：
.\\
粗车外圆，粗车端面（普通车床，三爪卡盘）；
粗车中间非精加工轴段，即非配合面（普通车床，三爪卡盘）；
半精车外圆两端精加工面，即配合面，半精车端面，（普通车床，三爪卡盘）；中间检验；
精车配合面，精车端面（普通车床，三爪卡盘）； 检验； 热处理； 最终检验。
七．机械加工工艺过程卡
机械加工工艺过程卡
工序号
工序名 称及内
容
机床
夹具
型号
刀具
零件图号
1 量具
零件名称 圆柱套筒 辅 具
工时
名称 普通 车床 普通 车床 普通 车床 普通 车床 普通 车床
名称
三爪 卡盘 三爪 卡盘 三爪 卡盘 三爪 卡盘 三爪 卡盘
左偏 刀 左偏 刀 左偏 刀 麻花 钻头 高速 钢切 断刀 扩孔 钻
规格 90°
名称 钢尺
规格
1
粗车外圆，粗
车端面 半精车外圆，
及端面 精车外圆，精
车端面
钻孔
CM6140 CM6140 CM6140 CM6140 CM6140
150
2
90°
钢尺
150
3
90°
游标卡
尺 游标卡
尺 游标卡
尺
0.02 /200 0.02 /200 0.02 /200
4
φ24
5
切断并粗车另
一端面
20° — 30°
6
扩孔
立式 钻床
Z525
三爪 卡盘
φ24.75
7
中间检验
游标卡
尺 游标卡
尺 内径百 分表 游标卡
尺
0.02 /200 0.02 /200 18-2 5 0.02 /200
8
磨孔
内圆 磨床
M2120
节圆 卡盘
砂轮
9 10 11
检验 热处理 最终检验
游标卡 尺 内径百 分表
指导老师
0.02 /200 18-2
5
设 计
.\\
机械加工工艺过程卡
零件图号
零件名 称 柱塞 辅 工 具 时
工
序 号 1
工序名 称及内 容 粗车外 圆，粗车 端面 粗车中 间非配 合面 半精车 外圆配 合面，及 端面 中间检 验
机床
夹具
刀具
2 量具
名称 普通 车床
型号 CM6140
名称
三爪 卡盘
左偏 刀
规格 90°
名称 钢尺
规格 150
2
普通 车床
CM6140
三爪 卡盘
左偏 刀 左偏 刀
90°
游标卡
尺 游标卡
尺
0.02 /200
3
普通 车床
CM6140
三爪 卡盘
90°
0.02 /200
7
8
精车配 合面，及 端面 检验
普通 车床
CM6140
三爪 卡盘
左偏 刀
90°
游标卡
尺 内径百 分表 游标卡
尺 游标卡
尺 百分表 游标卡
尺 百分表
0.02 /200 18-2 5 0.02 /200
9
0.02 /200 0-5
10 11
热处理 最终检 验
0.02 /200 0-5
设 计
指导老师
.\\
八．机械加工工序卡片
机械加工工序卡片
工序 名称 零件 名称 零件 重量
精车
工序图
01 1
圆柱套
筒
零件图
号
材料
牌号 40钢
同时加 1 工零件 数量
毛胚
重量
硬度 HB 形式
217 圆柱胚
料
设备 夹具
辅助工
具
名称
型 号 三爪卡
盘
工步号
工步内容
普通 CM6140 车床 刀具 量 进给量
具
钻头 切断刀 扩孔钻 砂轮
主轴转
速 450r/m in
1 2 3 4 5
钻孔
切断并粗车另一端面
扩孔 磨孔 热处理
游 标 卡 尺 内 径 百 分 表
0.4mm/
r
设计者
指导老师
.\\
机械加工工序卡片
工 序 名 称 零 件 名 称
精车
工序 图
02
柱塞
零件 图号
2
零 件 重 量
材料 牌 号 45 钢
同时 1 加工 零件 数量
毛胚 形式
硬度 HB 618
重量
圆柱 胚料 夹具
设备
辅助 工具
名 称 普 通 车 床
工步内容
刀 具 左 偏 刀
型号 CM61 40
三爪 卡盘
工步号
量具
进给 量
主轴 转速 450r /min
1 2 3 4 设计者
粗车外圆，粗车端面 粗车中间非配合面 精车外圆配合面及端面
热处理
游 标 卡尺
0.4m m/r
指 导 老 师
.\\
九．总结
为了做好这份机械加工工艺规程设计任务书，我查找了很多资料，在网上也看了
别人的设计，也进行了大量的自学， 如怎么查轴和孔的尺寸公差， 还有用 CAD怎么画图和标注各尺寸公差，通过这次的过程，使我对机械制造基础这门课程有了更深的 认识。在工艺设计的过程中，要综合考虑产品的精度要求，现有的加工条件，经济效益和成本高低等等，不能只考虑一个方面。在这整个设计过程中所涵盖的知识点也很多，像公差配合和表面粗糙度、零件工艺参数设计、车床和夹具的选择。当我遇到不会的问题时，我会先自己去寻找答案，如果找不出时我就去请教同学，和同学一起讨论，在这整个过程中，通过一步一步地做下去，我懂的知识也越来越多，使我受益匪浅。
十．参考文献
[1] 赵家齐 编，机械制造工艺学课程设计指导书（第２版）——普通高等教育机电类规划教材； 机械工业出版社 2004-2-1
[2] 张龙勋，机械制造工艺学课程设计指导书及习题，机械工业出版社，2007 [3] 李益民编，机械制造工艺设计简明手册；机械工业出版社； 1999 [4] 艾兴 肖诗纲 主编 , 切削用量手册 , 机械工业出版社； 1994
[5] 王凡 主编；实用机械制造工艺设计手册；机械工业出版社， 2008
