广东工业大学机械加工工艺规程设计任务二

1课程设计学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化年级班别13级微电子（1）班学号学生姓名2014年7月3日21柱塞机械加工工艺规程制订任务书任务要求：考虑毛坯选择、工艺路线、采用的设备、达到精度所采用的工装和定位方法。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.确定主要工序的加工余量、工序尺寸、公差和技术要求；5.对主要工序进行工序设计，编制合理的机械加工工艺规程卡，画出的工序简图，选择切削用量；6.定位基准的选择，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。2计算生产纲领，确定生产类型各种生产类型的生产纲领（《机械制造技术基础》P253表5-5）生产类型同一种零件的年产量重型零件中型零件轻型零件单件件生产小批量生产中批量生产大批量生产大量生产1～55～100100～300300～10001000以上1～1010～200200～500500～50005000以上1～100100～500500～50005000～5000050000以上3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Φ20f7基本尺寸20mm,公差等级IT7,标准公差IT=21μm,es=-20μm,ei=es-IT=-41μm；020.0041.0720fΦ10H8基本尺寸10mm,公差等级IT8,标准公差IT=22μm,EI=0μm,ES=EI+IT=22μm022.00810HΦ10f7基本尺寸10mm,公差等级IT7,标准公差IT=18μm,es=-16μm,ei=es-IT=-34μm016.0034.0710f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、零件“圆柱套”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。圆柱度为0.008，表面粗糙度为0.8；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；同轴度为0.020，圆柱度为0.008，表面粗糙度为0.8；其余表面粗糙度为3.2；2、零件“柱塞”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。两轴颈圆跳动度为0.010，粗糙度为0.8。其余表面粗糙度为3.24选择毛坯4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。圆柱套调质后内孔和外圆表面淬火。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柱塞套筒考虑1：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，由于内孔有精度要求，要进行钻扩铰加工。考虑2：由于孔加工完毕后进行热处理时，要进行内孔表面淬火，来加强内表面的耐磨度和硬度，但淬火可能有残余内应力，淬火后应该检查，如果变形发生，可以再进行低温回火，消除内应力，然后为了保证内孔精度和粗糙度，要进行内孔磨削，使内表面光滑耐磨。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，可能会产生有误差存在，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，进行内孔磨削处理。粗车—半精车——钻扩铰——表面淬火——低温回火——磨削6.2加工余量设计以下为本人粗略确定，仅作参考：估计毛坯为直径25mm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6IT11-IT1213粗车（中间）2.5IT11-IT128半精车1IT8-IT1011磨削0.5IT6-IT71015套筒5工序名称加工余量（mm）经济精度直径工序尺寸公差（um）粗车1.5IT11-IT1222半精车0.5IT6-IT721钻孔4IT11-IT148扩孔0.5IT129铰孔0.5IT6-IT71022磨削0.5IT6-IT7206.3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：90°切断刀，75°外圆车刀，45°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，频率范围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℃，范围为150-200℃。67加工工艺过程卡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25x70每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工名序称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件1粗车车端面及外圆，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钻孔钻两端中心孔钻床虎钳、麻花钻、3热处理调质4半精车半精车外圆配合面C6140A游标卡尺，双顶尖5热处理表面淬火+低温回火6钻修研中心孔钻床游标卡尺，7磨外圆粗磨外圆精磨外圆磨床游标卡尺，双顶尖设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期78机械加工工序卡片描图描校底图号装订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套筒共1页第1页材料牌号45号钢毛坯种类毛坯外形尺寸25x70每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工名序称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件1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C6140A钢尺、游标卡尺、三爪卡盘2钻钻孔，扩孔，钻床虎钳、麻花钻、专用夹具，扩孔钻，游标卡尺3车车内孔倒角C6140A三爪卡盘4铰铰孔铰刀5热处理内孔和外圆表面淬火+低温回火6磨磨外圆磨床游标卡尺设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期8机电工程学院机械加工工序卡片产品名称精密传动柱塞零件图号1共2页零件名称柱塞第1页材料牌号45钢毛坯种类轧制毛坯外形尺寸Ф25*100每毛坯件数1每台件数1备注工序工序名称公步工步内容工艺装备主轴转速/(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1粗车1粗车圆柱端面45°左偏刀，游标卡尺、三爪卡盘。5600.4212粗车圆柱外圆表面至Ф13，长6075°外圆车刀，游标卡尺、三爪卡盘。560230.4323从长10处开始车到40，粗车圆柱外圆表面至Ф8，90°切断刀，游标卡尺、三爪卡盘。560140.42.514车倒角90°切断刀，三爪卡盘。560145车断，从距离未夹紧一端53处开始切断90°切断刀，游标卡尺、三爪卡盘。450————————96粗车端面45°左偏刀，游标卡尺、三爪卡盘。5600.41.527车倒角90°切断刀，三爪卡盘。560142钻1钻中心孔虎钳、麻花钻、30023热处理1调质4半精车1半精车外圆表面至Ф1175°外圆车刀，游标卡尺、双顶尖。900300.3125热处理1表面淬火+低温回火6钻1修研中心孔麻花钻，虎钳，3000.117磨1粗磨两端外圆双顶尖30000.312精磨两端外圆双顶尖36000.21机电工程学院机械加工工序卡片产品名称精密传动柱塞零件图号1共2页零件名称套筒第2页材料牌号45钢毛坯种类轧制毛坯外形尺寸Ф25*100每毛坯件数1每台件数1备注10工序工序名称公步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度/(m/min)进给量/(mm/r)切削深度/mm进给次数工时定额机动辅助1车1粗车圆柱端面45°左偏刀游标卡尺、三爪卡盘。560440.3212粗车圆柱外圆表面至Ф22，长6075°外圆车刀游标卡尺、三爪卡盘。560370.31.513半精车外圆端面45°左偏刀游标卡尺、三爪卡盘。9000.30.514半精车外圆表面至夹紧处Ф2175°外圆车刀游标卡尺、三爪卡盘。900560.30.515车倒角90°车断刀游、三爪卡56037116车断，从未夹紧一端53开始切断90°车断刀游标卡尺、三爪卡盘。450————————7半精车断处端面45°左偏刀，游标卡尺、三爪卡盘。9008车倒角90°车断刀游、三爪卡盘。5600.3132钻1钻孔至Ф8虎钳、麻花钻、3002扩孔至Ф9扩孔钻，虎钳、3003车1车倒角90°车断刀游标卡尺、三爪卡盘。5604铰1铰孔至10铰刀，虎钳5热处理1内孔和外圆表面淬火+低温回火6磨1磨外圆至2036000.519总结