一、實驗目的、意義
通過對傳動柱塞機械加工的精度設計，學生自行設計並完成零件的加工精度設計，掌握零件工作時的所需要滿足的結構尺寸，熟悉零件配合公差、尺寸公差、形狀位置公差和表面粗糙度要求。並且精密傳動柱塞設計需要運用《機械設計製造基礎》和《畫法幾何與機械製圖》等方面的知識，在設計過程中，熟悉有關標準和設計資料，學會使用有關手冊和資料庫。所以通過這次設計，能夠讓學生學會並掌握公差與配合知識的應用以及精度的控制和配合，提高學生分析和解決實際工程問題的能力。
二、設計任務
設計並完成“精密傳動柱塞”零部件的加工精度設計。而“精密傳動柱塞”部件，其結構如下圖所示。
1、通過設計，使得零部件的工作使用達到以下效能要求：
（1）柱塞與圓柱套的配合屬於小動力傳輸的一般傳動配合，例如小電動機、泵一類傳動與滑動配合。
（2）要求有經濟性（普通潤滑油或滑脂潤滑、溫度影響較小）。
（3）有一定精度。
2、所設計的“精密傳動柱塞”工作時，是通過圓柱套外壁定位並固定於裝置，因此對圓柱套外壁有精度要求，以確保柱塞軸的位置和運動正確性。
三、分析、設計
此次精度設計採用AutoCAD作圖，運用機械製圖的知識，配合計算機繪圖輔助設計，完成對此次裝配圖、柱塞零件圖和柱塞套筒零件圖的繪製和標註。
1、標註配合尺寸公差、重要尺寸公差，包括：
（1）根據部件的工作性質可確定配合種類為間隙配合。
（2）無專門要求，採用基孔制。
（3）按一般轉速，採用一般間隙，考慮一定精度和加工經濟性，
選擇配合為H8/f7。
（4）孔Ø10H8的基本尺寸為10mm，公差等級為IT8時，標準公差IT=22um。
查表8-3可知Φ10H8類偏差為下偏差，其數值為0，即EI=0。
由於IT =ES-EI(孔)，IT=22 EI=0求得ES=IT+EI=22（um）
標記為：Ø100+0.022 。
軸Ø10f7的基本尺寸為10mm，公差等級為IT7時，標準公差IT=15um。
查表8-2可知Φ10f7類偏差為上偏差，其數值為-13，即es=—13um。
由於EI=es-ei（軸）IT=15 es=-13求得ei=es-IT=-13-15=-28（um）
標記為：Ø10-0.013-0.028 。
（5）圓柱套外圓柱面為Ø20f7，基本尺寸為20mm，查表有8-1標準公差IT=21um由表8-2得上偏差es=-20um，下偏差ei=es-IT=-41um，柱塞軸頸直徑為Ø8。
2、孔軸形位公差設計標註
基準：柱塞軸以公共軸線作為基準，以保證與其他零件的工作位置精度。
（1）關於零件“圓柱套”：
a：外圓柱的形位公差：
同軸度公差為0.015mm，圓柱度公差為0.006mm
徑向圓跳動為0.015mm，圓度公差為0.006mm
b：內圓柱的形位公差：
同軸度公差為0.015mm，圓柱度公差為0.006mm
徑向圓跳動為0.015mm，圓度為0.006mm
（2）關於零件“柱塞”：
同軸度公差為0.010mm，圓柱度公差為0.004mm
徑向圓跳動為0.010mm，圓度為0.004mm
（3）各軸頸的形位公差：
為檢測控制方便，同時在一定程度上能控制軸頸表面的形狀誤差，採用徑向圓跳動公差控制，徑向圓跳動公差為0.010mm
（4）粗糙度：
a：柱塞頭及套筒內表面為工作面，要求精度較高，表面粗糙度Ra=1.6um，標記為；
b：其他的面為非工作面或為不重要零件的非配合表面，表面粗糙度Ra=3.2um，標記為。
（5）材料選擇：預選45號鋼，並採用調質處理，硬度要求達到220-250HB。
四、設計結果
零件圖以及相應的尺寸、公差、粗糙度要求的標註；標註配合的部件圖；如下所示。
圓柱套筒
柱塞
裝配圖
五、說明與討論
思考對所提出的尺寸精度要求和形位精度要求，如何在加工過程中保證？如何在加工過程中控制或檢測？
答：（1）保證尺寸和形位精度要求：對於精密傳動柱塞，零件本身對精度要求特別高，在加工時應注意留有足夠的加工餘量以保證精加工有足夠餘量。在安裝過程中應注意合理安裝，避免因受力不均而導致加工過程的震盪、鬆動等缺陷導致零件加工精度下降。在加工過程中，注意刀具的選擇，防止因刀具的自身缺陷造成加工質量的低下。車床本身精度只能達到0.02mm，在進行精加工以後，還要對零件進行拋光等超精密加工，以保證零件能適當的配合。
（2）加工過程中的控制或檢測：在加工過程中，應對工件定期測量尺寸，避免工件尺寸加工錯誤。採用大進給量、小背吃刀量以保證工件及刀具受力過大，保證工件加工的圓度和同軸度。加工時，工件要夾緊，並一次完成加工，避免因裝卸不一致而造成的誤差。另外，車刀斷屑槽要合理設計以避免斷屑刮花工件表面，影響加工精度。對錶面粗糙度的檢測，在加工過程應該進行仔細的多次磨削或拋光，直到得到所需要求為止。