缸套课程设计说明书.doc

前言 缸套就是气缸套的简称，它镶在缸体的缸筒内，与活塞和缸盖共同组成燃烧室。缸套的分类依据背面是否接触冷却水进行分类。干式缸套背面不与冷却水接触，反之则为湿试缸套。干式缸套壁厚较薄，一般厚度为4毫米，而湿式缸套厚壁稍微大一点，在5至8毫米范围。干式缸套相对来说结构较为简单，加工方便，但是与缸体是过盈配合，拆卸不方便。湿式的缸套背面接触冷却水，散热好，拆卸也容易，但是刚度、强度都不如干式缸套，容易漏水。湿式缸套多应用在柴油机。缸套主要起气体密封，传递燃烧热量，形成滑动面等作用。是一个运动频繁技术要求高的运动部件，对外圆和内圆精度、同轴度、耐磨性等要求严格。这次设计使我们能够综合机械制造学中的理论基础，并综合生产学习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践，同时也为毕业设计和未来从事的工作打下良好的基础。第一章 零件的分析1.1 设计前的准备工作1.1.1 明确工件的年生产纲领缸套就是气缸套的简称，它镶在缸体的缸筒内，与活塞和缸盖共同组成燃烧室。缸套主要起气体密封，传递燃烧热量，形成滑动面等作用。是一个运动频繁技术要求高的运动部件，对外圆和内圆精度、同轴度、耐磨性等要求严格。如大批量生产时，一般选择机动、多工件同时加工，自动化程度高的方案，结构也随之复杂，成本也提高较多。1.1.2 熟悉工件零件图和工序图零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求，工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。如图下图1-1所示图1-1 工件零件图 了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数。1.2零件的工艺分析1.2.1 零件的功用、结构及特点 缸套就是气缸套的简称，它镶在缸体的缸筒内，与活塞和缸盖共同组成燃烧室。缸套主要起气体密封，传递燃烧热量，形成滑动面等作用。是一个运动频繁技术要求高的运动部件，对外圆和内圆精度、同轴度、耐磨性等要求严格。1.2.2?主要表面及其技术要求（1）外圆对基准A的同轴度公差为0.05mm。（2）右端面对基准面B的平行度公差为0.05mm。（3）外圆表面圆度公差为0.01mm。（4）内圆表面圆度公差为0.01mm。 （5）正火190207HBS。（6）材料QT600-3。 第二章 毛坯的选择2.1确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及公差 由于缸套为薄壁零件，薄壁零件的刚性差，在车削过程中受切削力和夹紧力的作用容易产生变形，且为大批量生产，故采用金属浇注型，材料选用QT600-3。尺寸为 310×265×515mm。 2.2 确定毛坯的技术要求 人工时效热处理，以改善切削加工性能，为切削加工做准备。 2.3 绘制毛坯图 图2-1 工件毛坯图第三章 基准的选择该零件图中较多尺寸及形位公差是以内孔及端面为设计基准的。因此，采用先加工内孔，然后以内孔为精基准加工外圆。根据各加工表面的基准如下表3-1所示： 1、选择外圆表面作为粗基准定位加工孔，为后续工序加工出精基准，这样使外圆加工时的余量均匀，避免后续加工精度受到“误差复映”的影响 。2、 选择孔作为精基准，这样能在一次装夹中把大多数外圆表面加工出来，有利于保证加工面间相互位置精度。序号加工部位基准选择1端面外圆毛坯表面2粗车外圆外圆毛坯表面3280mm内孔粗车后外圆表面4精车外圆粗车后内圆表面5镗内孔精车后外圆表面6磨削外圆精镗后内圆表面表3-1 加工表面的基准第四章 拟定机械加工工艺路线4.1 确定各表面的加工方法根据各表面的加工精度和表面的粗糙度的要求，选定如下加工方法：缸套的端面、外圆表面用车削, mm的内孔采用镗削，各部分加工方法如表4-1所示：加工表面经济精度表面粗糙度Ra/um加工方案缸套外圆面IT60.8粗车半精车磨削缸套内孔IT70.8粗镗半精镗精镗端面IT73.2粗车半精车表 4-14.2 拟定加工工艺路线工序号工序名称工序内容定位基准工艺装备00下料铸造尺寸310×265×515mm10热处理人工时效处理20粗车夹工件一端外圆，粗车内孔至271mm，粗车外圆至307mm,车端面见平即可。毛坯外圆表面CA614030粗车倒头，夹307mm外圆并找正，车另一端内孔至271mm，车外圆至307mm光滑接刀，车端面保证总长508mm。已加工外圆表面CA614040热处理正火190-207HBS50粗镗装夹工件右端，夹307mm外圆，粗镗内孔至mm。车端面，保证总长506mm。倒头，装夹另一端，粗镗内孔至mm，光滑接刀车端面，保证总长504mm。 外圆表面CA614060粗车装夹工件右端，顶尖定位，夹内孔mm内圆，粗车外圆至mm。倒头，车另一端外圆至mm，光滑接刀。内圆表面CA614070半精镗装夹工件右端，夹mm外圆，半精镗内孔至mm。车端面，保证总长502mm。倒头，装夹另一端，半精镗内孔至mm，光滑接刀 。车端面，保证总长500mm。外圆表面CA614080半精车装夹工件右端，顶尖定位，夹内孔mm内圆，半精车外圆至mm倒头，车另一端外圆至mm，光滑接刀。内圆表面CA614090精镗装夹工件右端，夹mm外圆，精镗内孔至mm。倒头，装夹另一端，精镗内孔至mm，光滑接刀 。外圆表面CA6140100磨削采用俩顶尖定位工件，磨削外圆至尺寸mm，在左端磨削出尺寸×5mm。内圆表面磨床T68110检验按图样检查各部尺寸及精度游标卡尺、外径千分尺、内经百分尺120入库涂油入库第五章 确定机械加工余量及工序尺寸公差 加工余量采用查表修正法确定，确定工序尺寸的一般加工方法是，由加工表面的最后工序往前一步推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸用工艺尺寸链解算。中间工序尺寸按“单向、入体”原则标注，但毛坯和孔心距尺寸公差带一般去双向对称布置。中间工序尺寸的公差可以从相应的加工经济精度表中查得。 1、缸套280mm内孔（工序50、70和90）的加工余量、工序尺寸及其公差的确定 按照粗镗半精镗精镗加工方案，查阅机械加工余量手册，有精镗余量Zjt=1mm；半精镗余量Zbjt=2.4mm。查机械制造技术基础课程设计指导教程表1-20确定各工序尺寸的加工精度等级为，精镗：IT7；半精镗：IT9；粗镗：IT11根据上诉结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精镗：0.081mm；半精镗：0.13mm；粗镗：0.32mm。 综上所述，该工序加工该定位孔各工步的工序尺寸及公差分别为，精车： mm；半精车：mm；为验证确定的尺寸及公差是否合理，进行精加工余量校核：Zmax=280+0.08-279=1.08mm；Zmin=279+0.13-280=-0.87mm；余量校核的结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。 根据上述资料和加工工艺，查各种表面加工余量表分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差，如表5-1所示。表 5-1工序名称工序余量工序精度IT公差值T基本尺寸基本尺寸及偏差精镗1IT7 T=0.081280280+0.080半精镗2.4IT9 T=0.13279279+0.130粗镗5.6IT11 T=0.32276.6276.6+0.320毛坯11.62652、缸套外圆表面（工序60、80和100）的加工余量、工序尺寸及公差的确定 按照粗车半精车磨削的加工方案，查阅机械加工余量手册，有工序间的余量：磨削余量Zm=0.6；半精车余量Zbjc=1.5mm；粗车余量Zcc=5mm。查表选定各工序尺寸的加工精度等级为，磨削：IT6；半精车：IT8；粗车：IT11。根据上述查询到的结果，再查对标准公差数值表可以确定各工步的公差值分别为，磨削：0.032mm；半精车：0.081mm；粗车：0.32mm。综上所述，各工序的工序尺寸及公差分别为，磨削：mm；半精车：mm；粗车：mm。 为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，现对加工余量进行校核。 Z4max=300.63000.04=0.64mm； Z4min=300.6-0.081300-0.08=0.439mm； Z3max=302300.60.081=1.481mm； Z3min=3020.32300.6=1.08mm； 余量校核的结果表明，所确定的工序尺寸及公差是合理的。根据上述资料和加工工艺，查各种表面加工余量表分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差，如表5-2所示。表 5-2工序名称工序余量工序精度IT公差值T基本尺寸基本尺寸及偏差磨削0.6IT6 T=0.032300300 +0.08+0.04半精车1.4IT8 T=0.081300.6300.60-0.081粗车5IT11 T=0.32302302 00.32毛坯8310310第六章 选择机床和工艺设备6.1 选择机床 1） 工序20、30 由于该加工零件是一根细长套筒，这两个工序又包含了2个工步，为了减少装夹次数，和装刀时间，故选用CA6140型卧式车床。2）工序50 加工缸套内孔，此工序为粗镗，为减少装卸刀时间，选择CA6140型卧式车床。 3） 工序60 此工序为粗车，选择CA6140型卧式车床。 4） 工序70 该工序为半精镗，选择CA6140型卧式车床。 5) 工序80 该工序为半精车，选择CA6140型卧式车床。 6） 工序90 该工序为精镗，选择CA6140型卧式车床。7） 工序100 该工序为磨削，选择T68磨床。 6.2 选择刀具 1）工序30、40： 该零件不需要加工特性表面，选用45°端面刀，90°外圆车刀和内孔车刀。 2）工序50： 该工序加工内孔和端面，车端面用45°端面刀，内孔用75°内孔镗刀 3）工序60： 该工序加工外圆，选择选用和75°外圆车刀。 4）工序70： 此工序加工内孔和端面，故选用45°端面刀，内孔用60°内孔镗刀。 5）工序80： 该工序加工外圆，选择选用和60°外圆车刀。 6）工序90： 此工序加工内孔，故选用60°内孔镗刀。 7）工序100： 此工序主要内容是磨削外圆，所以选择外圆砂轮即可满足精加工要求。 6.3选择夹具 该零件无特形加工表面，选用通用夹具，三爪卡盘，顶尖。6.4选择量具 1）工序20、30： 属于粗加工阶段，对尺寸精度要求不高，故可选用测量范围在0-1000的大量程游标卡尺。 2）工序50：此工序为粗镗内孔和车端面，故选用测量范围200-325, 分度值0.01，示值误差±0.012的内径百分尺，测量范围在0-1000的大量程游标卡尺 3）工序60： 此工序属于粗车外圆，选择故可选用测量范围在0-500的大量程游标卡尺，读数值0.01，示值误差±0.01。 4）工序70： 此工序为半精镗内孔和车端面，故选用测量范围250-450, 示值误差±0.02的内径百分尺，测量范围在0-1000的大量程游标卡尺5）工序80： 此工序半精车外圆，选择可选用测量范围在300-325的外径千分尺，读数值0.01，示值误差±0.011。 6）工序90： 此工序精镗内孔，选择选用测量范围250-450, 示值误差±0.02的内径百分尺。 7）工序100： 此工序磨削外圆，精度要求高，选择用测量范围在275-300的外径千分尺，读数值0.01，示值误差±0.009。 第七章 确定切削用量及基本工时一、加工280mm内孔 （1）粗镗 1)确定背吃刀量：取ap1=2.5mm。 2)确定进给量f：根据机械制造课程设计指导书查表5-5，根据机床的纵向进给量，取f=0.6mm/r。 3)确定切削速度Vc: 查表5-109和5-110，查得Cv=258，=0.15，=0.4，m=0.2，修正系数=1，=0.8，=1，=1，刀具寿命为T=60min。 =（ / ） =258×1×1×0.8×1/（××）= 97.3m/min 4)确定机床转速n：n=1000Vc/d=1000×97.3/（3.14×271）=114r/min 查表5-5得相近的机床转速为125r/min,所以实际切削速度为Vc=dn/318=106.7m/min。 5)计算基本时间Tj：切削加工长度为508mm=（506+4）/125×0.6=4.1min 6)辅助时间：装夹工件的时间为0.8min，测量时间为0.2min 所以辅助时间=0.8+0.2=1min（2）半精镗 1)确定背吃刀量：取ap2=1.2mm。 2)确定进给量f：根据机械制造课程设计指导书查表5-5，根据机床的纵向进给量，取f=0.3mm/r。 3)确定切削速度Vc: 查表5-109和5-110，查得Cv=258，=0.15，=0.4，m=0.2，修正系数=1，=0.8，=1，=1，刀具寿命为T=60min。 =（ / ） =258×1×1×0.8×1/（××）= 143.3m/min 4)确定机床转速n：n=1000Vc/d=1000×143.3/（3.14×276.6）=165r/min 查表5-5得相近的机床转速为160r/min,所以实际切削速度为Vc=dn/318=139.16m/min。 5)计算基本时间Tj：切削加工长度为502mm=（502+4）/160×0.3=3.2min 6)辅助时间：装夹工件的时间为0.8min，测量时间为0.2min 所以辅助时间=0.8+0.2=1min（3）精镗 1)确定背吃刀量：取ap3=0.5mm。 2)确定进给量f：根据机械制造课程设计指导书查表5-5，根据机床的纵向进给量，取f=0.08mm/r。 3)确定切削速度Vc: 查表5-109和5-110，查得Cv=258，=0.15，=0.4，m=0.2，修正系数=1，=0.8，=1，=1，刀具寿命为T=60min。 =（ / ） =258×1×1×0.8×1/（××）= 277.3m/min 4)确定机床转速n：n=1000Vc/d=1000×277.3/（3.14×279）=316.57r/min 查表5-5得相近的机床转速为320r/min,所以实际切削速度为Vc=dn/318=280.75m/min。 5)计算基本时间Tj：切削加工长度为50mm=（500+4）/320×0.08=15.75min 6)辅助时间：装夹工件的时间为0.8min，测量时间为0.2min 所以辅助时间=0.8+0.2=1min一、 加工300mm缸套外圆（1）粗车 1)确定背吃刀量：取ap1=2.5mm。 2)确定进给量f：根据机械制造课程设计指导书查表5-5，根据机床的纵向进给量，取f=1mm/r。 3)确定切削速度Vc: 查表5-109和5-110，查得Cv=230，=0.15，=0.4，m=0.2，修正系数=1，=0.8，=1，=1，刀具寿命为T=60min。 =（ / ） =230×1×1×0.8×1/（××）= 70.7m/min 4)确定机床转速n：n=1000Vc/d=1000×70.7/（3.14×307）=73.34r/min 查表5-5得相近的机床转速为80r/min,所以实际切削速度为Vc=dn/318=77.23m/min。 5)计算基本时间Tj：切削加工长度为508mm=（504+4）/80×2.5=2.54min 6)辅助时间：装夹工件的时间为0.8min，测量时间为0.2min 所以辅助时间=0.8+0.2=1min（2）半精车 1)确定背吃刀量：取ap2=1mm。 2)确定进给量f：根据机械制造课程设计指导书查表5-5，根据机床的纵向进给量，取f=0.3mm/r。 3)确定切削速度Vc: 查表5-109和5-110，查得Cv=258，=0.15，=0.4，m=0.2，修正系数=1，=0.8，=1，=1，刀具寿命为T=60min。 =（ / ） =230×1×1×0.8×1/（××）= 173.28m/min 4)确定机床转速n：n=1000Vc/d=1000×173.28/（3.14×302）=182.7r/min 查表5-5得相近的机床转速为200r/min,所以实际切削速度为Vc=dn/318=189.94m/min。 5)计算基本时间Tj：切削加工长度为502mm=（500+4）/200×0.3=8.4min 6)辅助时间：装夹工件的时间为0.8min，测量时间为0.2min 所以辅助时间=0.8+0.2=1min（3） 磨削磨削用量：Vc=25-50m/sVw=20-30mm/minfa=0.3-0.7mm/rfr=0.015-0.05mm/单行程总结在这次课程设计过程中，让我更清楚地认识到知识的重要性，也认识到自己知识的匮乏。俗话说：万事开头难。在设计还未开始时真的是感觉无法入手，但只要有了思路，就会慢慢向前发展。在设计的过程中，虽然感觉到自己不足的地方很多，但是也学到了不少知识。在一定程度上，使我对以前学习过的东西有了进一步理解。课程设计是机械专业学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次工艺设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。课程设计内容源于生产实践，使得课程设计和实践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。以前进工厂实习或参观的时候对工艺过程也有所了解，而这次课程设计的经历，使我对加工工艺有了更深刻的认识。 通过这次课程设计，我亲身体会到机械这一行业中相关知识的贯通性、灵活性和可行性，认识到实际设计制造与理论之间的联系和区别，一些问题只有亲身遇到并动手解决之后才会有所收获，有所提高。总之，此次课程设计不仅让我在所学专业上有所提高，更使我认真思考，全方位考虑问题的能力有所提高。 致谢 通过这周的设计让我认识到自己的不足，同时也学到了很多东西。这次设计让我对机械加工工艺有了进一步的了解，不仅熟悉了以往所学的知识，而且提高了自己的动手能力。在设计过程中也遇到了很多困难，但在邹聆昊老师的指导下顺利地完成了课程设计。邹老师教学严谨、工作认真、对学生要求严格，在此向邹聆昊老师表示真诚的感谢。 参考文献1赵如海.金属机械加工工艺设计手册.上海：上海科学技术出版社，2009.2陆剑中.金属切削原理与刀具.5版.北京：机械工业出版社,2011.3陈明.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社,2012.4李益民.机械制造工艺设计简明手册M.北京：机械工业出版社,2002.5邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程.北京：机械工业出版社,2011.6王先奎.机械加工工艺手册M.北京：机械工业出版社,2008.7乐兑谦.金属切削刀具.2版.北京：机械工业出版社,2004.8赵雪松.机械制造装配设计.武汉：华中科技大学出版社，2009.9陈宏钧.金属切削工艺技术手册.北京：机械工业出版社,2013.10王定保.机械制图及AutoCAD绘图.北京：人民邮电出版社,2009.