机械加工精度设计报告

机械加工精度设计报告

一、目的、意义

设计并完成精密传动柱塞零部件的加工精度设计。“精密传动柱塞”部件，结构如下图所示。通过设计，使得零部件的工作使用达到以下性能要求：柱塞与圆柱套的配合属于小动力传输的一般传动配合，例如小电动机、泵一类传动与滑动配合。要求有经济性（普通润滑油或滑脂润滑、温度影响较小）、有一定精度。所设计的“精密传动柱塞”工作，是通过圆柱套外壁定位并固定于装置，因此对圆柱套外壁有精度要求，以确保柱塞轴的位置和运动正确性。

二、设计任务

1、标注配合尺寸公差、重要尺寸公差，包括：

(1)采用间隙配合，基孔制，配合公差为Φ15H7/g6。

(2)基本尺寸均为15；轴的上偏差为-0.006，下偏差为-0.0017；孔的上偏差为0.018，

下偏差为0。

(3)粗糙度设计：柱塞头及套筒内表面粗糙度为0.002mm、其他粗糙度为0.040mm。

(4)详见CAD图。

2、孔轴形位公差设计标注

(1)外圆柱面的同轴度设定为0.012mm，以保证用足够的精度配合外部按照。

(2)基本尺寸均为15；轴的上偏差为-0.006，下偏差为-0.0017；孔的上偏差为0.018，

下偏差为0。

(3)柱塞头及套筒内表面粗糙度为0.002mm、其他粗糙度为0.040mm。

(4)轴颈的形位公差如图所示

(5)其他非重要表面粗糙度如图所示。

3、思考对所提出的尺寸精度要求和形位精度要求，如何在加工过程中保证？如何在加工过

程中控制或检测？

鉴于此零部件为精密传动柱塞，零件本身对精度要求特别高，在加工时应注意留有足够的加工余量以保证精加工有足够余量。在安装过程中应注意合理安装，避免因受力不均而导致加工过程的震荡、松动等缺陷导致零件加工精度下降。在加工过程中，注意刀具的选择，防止因刀具的自身缺陷造成加工质量的低下。车床本身精度只能达到0.02mm，在进行精加工以后，还要对零件进行抛光等超精密加工，以保证零件能适当的配合。

在加工过程中，应对工件定期测量尺寸，避免工件尺寸加工错误。采用大进给量、小背吃刀量（切深）以保证工件及刀具受力过大，保证工件加工的圆度和同轴度。加工时，工件要夹紧，并一次完成加工，避免因装卸不一致而造成的误差。另外，车刀断屑槽要合理设计

以避免断屑刮花工件表面，影响加工精度。对表面粗糙度的检测，在加工过程应该进行仔细的多次磨削或抛光，直到得到所需要求为止。

三、分析、设计

此次试验采用AutoCAD作图，运用机械制图的知识，配合计算机辅助设计，完成对此次装配图、柱塞零件图和柱塞套筒零件图的绘制和标注。在设计过程中，对涉及到的各方面的知识，本人通过认真查找资料，并根据所学知识，认真分析计算，并得出相应结果，并将其绘制于AutoCAD图中。以下对其中几项重要设计给予简要说明：

1、尺寸公差设计

此设计主要为柱塞和柱塞套筒的配合，而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，其径向间隙为0.002～

0.003mm。但鉴于加工机床为普通车床，精度最高要求达到0.02mm，并配合一定

的工件精加工处理（如抛光），设计采用基孔制的间隙配合，配合公差为Φ15H7/g6。

其中轴的基本偏差为Φ15g6，基本尺寸为15，上偏差为-0.006，下偏差为-0.017，

标准公差为IT6，公差值为11；孔的基本偏差为Φ15H7，基本尺寸为15，上偏差

为0.18，下偏差为0.000。

2、形位公差设计

柱塞形位公差设计：圆度、圆柱度0.003mm；径向圆跳动0.008mm，柱塞头直线

度0.010mm

圆柱套筒形位公差设计：圆度、圆柱度0.005mm，同轴度为0.012mm，圆跳动为

0.012mm，直线度为0.04mm。

3、粗糙度设计：柱塞头及套筒内表面粗糙度为0.002mm、其他粗糙度为0.040mm。

4、一般零件尺寸

此处为非十分重要部位尺寸，其中轴套外直径为30+/-0.06mm，长70+/-0.06mm；

轴长70+/-0.06，两端柱塞头长15+/-0.06。

5、材料预选45号钢，并采用调质处理，硬度要求达到220-250HB。

四、设计结果

经过设计，柱塞和套筒采用基孔制的间隙配合，配合公差为Φ15H7/g6。柱塞形位

公差设计：圆度、圆柱度0.003mm；径向圆跳动0.008mm，柱塞头直线度0.010mm

圆柱套筒形位公差设计：圆度、圆柱度0.005mm，同轴度为0.012mm，径向圆跳动

为0.012mm，直线度为0.04mm。

五、说明与讨论

此次精密传动柱塞设计充分运用了《画法几何与机械制图》，《机械设计精度基础》等方面的知识。在设计过程中，更要查阅大量的相关资料以确定合适的配合，尺寸公差，形位公差，表面粗糙度等方面的合理设计。通过这个设计，大大增强了我们的理论知识运用到实践中的能力。尽管在设计过程中，难免会遇到一些技术标准上的问题，但是，通过对大量书籍的浏览和网络信息的阅读，最终能相对合理的确定出满足设计要求的参数。

问题探究：此次精度设计关键的问题在于如何保证加工生产过程中零件的精度要求和良好的配合。所以，在加工过程中，必须认真仔细并多次测量以保证零件的精度要求。其中有待解决问题：经查阅有关资料，在工业生产上，柱塞和套筒间隙为2-3um，如何利用普通车床加工零件能达到尽量接近的精度要求？