缸套工藝規(guī)程設計——(機電一體化畢業(yè)論文)

1、南京工程學院成人教育畢業(yè)設計（論文）開題報告班級： 專業(yè)： 機電一體化 學生姓名設計（論文）題目缸套的工藝規(guī)程設計開題報告：我國是制造業(yè)大國。在新輪國際產(chǎn)業(yè)的變革中，我國正在進一步的成為全球制造業(yè)的重要基地之一。以信息化帶動工業(yè)化，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，推動社會生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展是國家發(fā)展的大戰(zhàn)略。隨著計算機技術的發(fā)展，數(shù)控加工技術也在飛速的向前發(fā)展。計算機數(shù)控技術的發(fā)展又極大地推動了計算機輔助設計和輔助制造（CAD/CAM)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計算機集成制造技術（CIMS）的發(fā)展，成為先進制造技術的技術基礎和重要組成部分。當今世界，精密加工以及自動化生產(chǎn)的程度成為衡量一個國家整體實力的標志，世

2、界各國都在為占領這個技術至高點而不斷的努力著。一個國家的工業(yè)水平在一定程度上也影響著其它產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，而數(shù)控技術的發(fā)展與提高對制造業(yè)的市場競爭力有著重要的意義。指導教師意見：指導教師簽名： 填表時間：2013年3月南京工程學院成人教育畢業(yè)設計（論文）任務書班級： 專業(yè)： 機電一體化 學 生 姓 名指 導 教 師設計（論文）題目缸套的工藝規(guī)程設計設計（論文）的工作內(nèi)容1. 查閱資料 第1-3周2. 結構設計，繪制裝配草圖 第4-5周3. 撰寫畢業(yè)論文 第6-8周設計（論文）的主要技術指標1. 材料的厚度：15mm2. 精度要求是IT7級3.零件的材料為HT150設計（論文）的

3、基本要求1. 字數(shù)：60008000字。2. 字體：正文標題用黑體、小二號打印，標題下面不再標明作者姓名。正文一般用仿宋體四號字打印。文章中的各段標題用黑體、四號字打印，并且前后要一致。全文的文字格式要統(tǒng)一。獨立成行的標題后面不再加標點符號。應收集的資料及主要參考文獻1 王紹俊。機械制造工藝設計手冊。哈爾濱。哈爾濱工業(yè)大學出版社。1984年8月2 王茂元。機械制造技術。北京。北京機械工業(yè)出版社。2001年8月3 藍汝銘 吳讓利。機械制圖。西安。西安電子科技大學出版社。2002年8月4 范德梁。公差與技術測量。遼寧科學技術出版社。1983年 南京工程學院成人教育畢業(yè)設計（論文）工作進程表班級：

4、專業(yè)： 機電一體化 學 生 姓 名指 導 教 師設計（論文）題目缸套的工藝規(guī)程設計時 間應完成的工作內(nèi)容檢查情況第1-3周第4-5周 第6-7周第8-13周1.實際調(diào)查研究，在此基礎上進探討行分；2.通過圖書館、網(wǎng)絡查閱相關文獻資料，了解國內(nèi)外發(fā)展趨勢3.與指導老師商討以及與同組同學共同分析和探討;4.結合所學理論知識，進行分析、研究； 南京工程學院成人教育畢業(yè)設計（論文）中期匯報表（學生用）學 院系 部機械系姓 名指導教師設計（論文）題 目缸套的工藝規(guī)程設計畢業(yè)設計論文前期工作小結把有關于畢業(yè)論文的資料整理好之后，我結合了很多的輔導書籍分析了設計套杯的方法，把它與數(shù)控專業(yè)相結合，制定出了一個

5、最好的方法，確定了模具的結構形式，大致的畫出了草圖。經(jīng)過反復的修改，把零件的尺寸，各方面的數(shù)據(jù)統(tǒng)一，我的設計大致的可以了以上這些就是我畢業(yè)論文前期完成的工作內(nèi)容，主要包括：1. 整理前期準備的資料和數(shù)據(jù)2. 修改擬定出一個最好的設計方案3. 畫出大致的草圖標注好尺寸指導教師意見 南京工程學院成人教育畢業(yè)設計（論文）中期檢查表（教師)學院系部機械系指導教師檢查人數(shù)工作進度情況（對照學生的計劃進程表和任務書）：工作態(tài)度情況（學生對畢業(yè)設計、畢業(yè)論文的認真程度、紀律及出勤情況；指導教師具體指導情況）：質(zhì)量評價（學生前期已完成工作的質(zhì)量情況）：存在的問題與建議：填表時間：2012年3月南 京 工 程

6、學 院畢 業(yè) 論 文 題目：缸套的工藝規(guī)程設計學生姓名： 指導老師： 2012年 3 月目錄前言4一、零件圖分析（一）零件的功用分析；5（二）零件的結構與特點分析，即組成表面等；5（三）零件的精度與表面質(zhì)量要求分析；5（四）零件的技術條件分析，應包括材料、熱表處理、特殊檢驗、驗收要求等；5（五）零件的設計基準分析。5二、零件的工藝分析（一）毛坯選擇；6（二）生產(chǎn)類型；6（三）加工方法的確定；6（四）加工階段的劃分；6（五）工序的組合；7（六）定位基準的選擇；8（七）工序尺寸（徑向和軸向）的確定；8（八）機床設備與刀、夾、量具的選擇8三、工藝路線的擬定9四、機床夾具設計14五、編制設計參考資料目

7、錄15 六、致謝16摘要機械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分，擔負著為國民經(jīng)濟各部門提供技術裝備的任務，是技術進步的重要基礎。而機械制造業(yè)的發(fā)展規(guī)模和水平，則是反映國民經(jīng)濟實力和科學技術水平的重要標志之一。提高加工效率、降低生產(chǎn)成本、提高加工質(zhì)量、快速更新產(chǎn)品，是機械制造業(yè)競爭和發(fā)展的基礎，也是機械制造業(yè)技術水平的標志。關鍵詞 活塞缸套 工序的選擇 熱處理 前言畢業(yè)設計是專業(yè)教學工作的重要組成部分和教學過程中的重要實際性環(huán)節(jié)。 畢業(yè)設計的目的是：通過設計，培養(yǎng)我們綜合運用所學的基礎理論知識，專業(yè)理論知識和一些相關軟件的學習，去分析和解決本專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術問題的能力，培養(yǎng)我們建立正確的工

8、藝設計思維，學會查找工具書，掌握數(shù)控工藝設計的一般程序，規(guī)范和方法。 本次設計選擇的課題為軸類零件的車削加工工藝設計及其數(shù)控加工程序編制。 這次畢業(yè)設計讓我們對機械制圖的基礎知識有了進一步的了解，同時也 為我們從事繪圖工作奠定了一個良好的基礎。并鍛煉了自己的動手能力，達到了學以致用的目的。它是一次專業(yè)技能的重要訓練和知識水平的一次全面體驗，是學生畢業(yè)資格認定的重要依據(jù)，同時也為我們將來走向工作崗位奠定了必要的理論基礎和實踐經(jīng)驗。一、零件圖分析（一）零件的功用分析該零件為發(fā)動機上的缸套，缸套、活塞是氣缸的部件，活塞的作用就是氣壓力作用在上面，進而推動活塞桿運動，缸套當然就是限制活塞的運動。主要用

9、來連接作用。（二）零件的結構與特點分析，即組成表面等 該零件由內(nèi)圓、外圓、外環(huán)槽、內(nèi)環(huán)槽、端面及端面上6個10小孔和外圓上均勻分布的6個11小孔等表面組成，屬于回轉(zhuǎn)體零件。其主要特點是內(nèi)外圓柱面和相關端面的形狀。同軸度要求比較高，并且缸套承受著拉、壓、彎、扭等機械負荷，承受著高溫燃氣很大的熱負荷，所以他的機械性能必須要好，應具備足夠的強度和剛度、耐磨性和耐腐蝕性。還有較高的表面粗糙度。零件的壁厚薄（15mm），因此剛性一般。（三）零件的精度與表面質(zhì)量要求分析 該零件的主要表面為180、150、120、130及端面.其外圓表面150的精度要求是IT7級，內(nèi)圓表面130精度要求為IT7級，端面、內(nèi)

10、圓及外圓的表面粗糙度要求為Ra1.6外，其余的均為Ra3.2。此外，表面180有圓柱度的要求，其公差是0.015mm；表面50×1和端面有圓跳動和全跳動的要求，其公差為0.025mm。（四）零件的技術條件分析，應包括材料、熱表處理、特殊檢驗、驗收要求等 1工作條件 氣缸套工作表面由于與高溫、高壓的燃氣相接觸,有活塞環(huán)在其表面作高速往復運動,這就決定缸套不僅要有足夠的強度和剛性,而且還必須耐高溫、耐腐蝕、耐磨損。 2 性能要求 （1）氣體密封：防止壓縮氣體、燃燒氣體壓力向外泄漏。 （2）熱傳遞：通過活塞、活塞環(huán)接受燃燒熱量，傳遞到冷卻水。 （3）形成滑動面：作為發(fā)動機的內(nèi)壁，形成和活塞

11、、活塞環(huán)熱處理工序的內(nèi)容和安排：為改善工件材料的切削加工性，提高機械性能或消除冷、熱加工的殘余內(nèi)應力，要求較高的零件常需在工藝路線中安排一個或幾個熱處理工序。表面保護工序的內(nèi)容和安排：氣缸套工作表面由于與高溫、高壓的燃氣相接觸,有活塞環(huán)在其表面作高速往復運動,這就決定缸套不僅要有足夠的強度和剛性,而且還必須耐高溫、耐腐蝕、耐磨，為改善零件表面的耐蝕、耐磨和導電、導磁、導熱等物理性能，往往要進行表面保護工序，尤其是在惡劣條件下工作的機件，如航空航天產(chǎn)品、燃氣輪機、耐蝕泵等常需對有關表面進行電鍍、陽極氧化、滲鋁及其合金等工序。這對提高零件的使用性能和壽命，能起到顯著的效果。這些工序一般安排在精加工

12、之后，滲鋁及其合金的工序可與最終熱處理工序合并進行。熱處理工序的位置安排是根據(jù)零件的材料，調(diào)質(zhì)處理工序的安排放在粗加工階段之后進行。這樣既減小了零件的切削內(nèi)應力，同時也能改善了半精加工是的材料切削性。該零件的材料為HT150。毛坯采用鑄件，并進行級檢驗。表面經(jīng)過珩磨就可以達到技術要求。（五）零件的設計基準分析 2、 基準的分類： 按其功用可分為： 1） 設計基準： 零件工作圖上用來確定其它點、線、面位置的基準，為設計基準。 2） 工藝基準： 是加工、測量和裝配過程中使用的基準，又稱制造基準。 a. 工序基準： 是指在工序圖上，用來確定加工表面位置的基準。它與加工表面有尺寸、位置要求。 b. 定

13、位基準： 是加工過程中，使工件相對機床或刀具占據(jù)正確位置所使用的基準。 c. 度量基準（測量基準）： 是用來測量加工表面位置和尺寸而使用的基準。 d. 裝配基準： 是裝配過程中用以確定零部件在產(chǎn)品中位置的基準該零件的設計基準為外圓表面130的軸線，其工藝基準也均是其零件的外圓表面的回轉(zhuǎn)中心線，二、零件的工藝分析（一）毛坯選擇因套杯的壁厚只有15mm,不算太薄也不算太厚，為了保證有較高的強度和加工工作量，而且鑄鐵型的缸套對于冷卻效率高的優(yōu)點，并且以便保證材料纖維的流向性和致密性。所以毛坯選用鑄件，材料為HT150，（二）生產(chǎn)類型為了保證零件的加工精度以及零件的加工效率，因此生產(chǎn)類型是用砂型鑄造，

14、然后采用機械加工。鑄造工藝的參數(shù)1、 拔模斜度的確定 選擇木模樣，使用粘土砂造型時，起摸斜度的查詢結果：模樣外表面的起模斜度：（測量高度“100-160”）A=1.4mm，角度a=0º30´。 2、 鑄造圓角 選擇鑄造方法“砂型鑄造”,材料“灰鑄鐵”，查表得鑄造圓角的值為3mm,(鑄造圓角計算公式:R=1/51/10(A+B) 。 3、 鑄造收縮率 選擇鑄鐵種類“中小型灰鑄鐵件”，查詢可得阻礙收縮率為0.81.0 ,自由收縮率為0.91.1。（三）加工方法的確定加工方法的選擇一般根據(jù)零件材料、幾何形狀、精度與表面粗糙度要求，再結合現(xiàn)場設備情況和制造成本加以選擇。該零件主要表

15、面加工方法的選擇見下表。表面精度粗糙度加工方法150IT61.6um粗車精車磨削130IT71.6um粗車精車磨削127IT62.5um鉆孔擴孔鏜孔50×1IT73.2um鉆孔擴孔鏜孔精鏜（四）加工階段的劃分由于該零件的精度要求較高，加工余量較大，而且剛性一般。所以其工藝過程劃分成三個加工階段。即粗加工階段半精加工階段精加工階段。（五）薄壁零件加工難點薄壁零件加工由于零件的剛性差，在加工過程中會出現(xiàn)以下幾點現(xiàn)象1.受力變形 因工件壁薄，在夾緊力的作用下容易變形，從而影響工件的尺寸精度和形狀精度。當采用三爪卡盤裝夾零件的時候，在夾緊力的作用下，零件會變成三角形，導致內(nèi)孔加工時圓周余量不

16、均勻，當內(nèi)孔加工完成后松開卡爪取下零件后，由于零件的彈性恢復，零件恢復成圓柱形，而已加工的圓形內(nèi)孔會變成弧形三角形。2. 受熱變形薄壁零件再切削的時候，由于切削熱會引起工件熱變形，使得工件尺寸難以控制，特別是對于熱膨脹系數(shù)較大的金屬零件，如果在一次安裝中連續(xù)進行粗車、半精車、精車，由于切削熱引起的零件變形，會對尺寸精度產(chǎn)生極大的影響，有時候甚至會使零件卡死在夾具上。3.震動變形在切削力作用下，特別是徑向切削力即背向力的作用下，容易產(chǎn)生震動和變形，影響工件的尺寸精度、形狀、位置和表面粗糙度。機床工序設計在加工工藝路線確定之后即可進行機床工序設計。其內(nèi)容包括：按照工件在加床上的實際加工位置繪制工序

17、加工圖，并將被加工表面用粗實線與不同加工表面加以區(qū)分。（同時工序圖上應包括定位表面，加緊部位，工序尺寸，工序加工技術要求以及表面粗糙度等內(nèi)容。）根據(jù)工序尺寸采用“由后向前推”的原理，首先確定各表面的最終加工尺寸，然后加或減去加工余量，推得前面的準備工序尺寸。各工序尺寸公差的確定，可分為兩種情況處理，最終工序尺寸公差按零件圖上規(guī)定的設計尺寸公差確定，中間工序尺寸公差按工序的經(jīng)濟加工精度確定。根據(jù)工序的加工要求，確定工件的在機床上的安裝方法及要求。根據(jù)加工工步的安排原則（如先面后孔，先里后外，先左后右等），確定各工步的進行順序。根據(jù)零件加工要求，確定各個工序的技術條件和檢驗方法。根據(jù)工序加工要求和

18、機床及工裝的選擇原則，選擇各工序的機床型號和夾具。注意家具不寫入文件。根據(jù)各工步的加工內(nèi)容和要求，選擇工具和量具。注意工具只選定尺寸、成形和專用刀具。量具只選用量具。該零件的加工零件的工序一共分為了12套工序：由鑄件粗車粗車精車精車鏜磨鉆鉆檢驗去毛刺入庫等組成。（六）定位基準的選擇定位基準選擇是工藝設計中一個十分重要的問題。其選擇是否恰當，會對工藝路線的順序由很大的影響，因此必須加以重視。定位基準的選擇分為粗基準選擇和精基準選擇，下面分別作以說明。 粗基準的選擇套杯零件的毛坯為鑄件，且各表面均需加工。根據(jù)粗基準的選擇原則和零件的結構特點，選毛坯的左端為粗基準。因為左端的直徑和長度相對于右端要大

19、一些，這樣有利于工件的安裝和傳遞較大的扭矩。 精基準的選擇根據(jù)套杯零件的結構特點和技術要求，以及精基準的選擇原則，該零件采用互為基準的方法進行加工。即以大端外圓定位加工小端各表面，隨后以小端外圓定位加工大端各表面。這樣既符合基準重合原則，同時也兼顧了基準的統(tǒng)一原則。（七）工序尺寸（徑向和軸向）的確定工序尺寸中一般尺寸選擇采用軸或者孔的12級公差進行的選擇。（八）機床設備與刀、夾、量具的選擇 車床的選擇是臥式車床CA6140、夾具的選擇是四爪單動卡盤、刀具的選擇90°外圓車刀； 鏜床的選擇是立式鏜床TSPX619、夾具的選擇是單面導向鏜模、刀具的選擇是專用鏜刀； 磨床的選擇是萬能外圓磨

20、床M133、夾具的選擇是萬能分度頭、刀具的選擇是專用砂輪； 鉆床的選擇是立式鉆床Z518、夾具的選擇是V型虎鉗、刀具的選擇是10和11的鉆頭。刀具的選擇：1）良好的切削性能；2）較高的精度；3）先進的刀具材料；5、確定刀具與工件的相對位置。三、工藝路線的擬定 工序工序名稱工序內(nèi)容定位夾緊010鑄造按圖鑄造成形， 020人工時效時效退火去應力，去毛刺030粗車車端面，粗車左端外圓表面，切槽內(nèi)孔 四爪卡盤040粗車車端面，粗車右端外圓表面內(nèi)孔 四爪卡盤050熱處理正火060精車精車右端外圓表面，切槽保證127，50 X 1， 內(nèi)孔 四爪卡盤070精車精車左端外圓表面內(nèi)孔 四爪卡盤080鏜鏜孔保證1

21、00，112，110及倒角2 X 45°四爪卡盤和開口套090磨磨外圓表面軸向裝夾夾具100粗 珩粗珩磨內(nèi)孔130四爪卡盤和開口套110精 珩精珩磨內(nèi)孔130四爪卡盤和開口套120鉆鉆內(nèi)孔6 - 10旋轉(zhuǎn)軸向裝夾夾具130鉆鉆內(nèi)孔6 - 11均布兩端面140檢驗檢驗150去毛刺去毛刺160入庫入庫具體工序需注意的地方和裝夾位置及夾具的確定如下：1.如圖1-1所示，此為（工序010）按照圖鑄造成形，生產(chǎn)中，澆注時應遵循高溫出爐，低溫澆注的原則。因為提高金屬液的出爐溫度有利于夾雜物的徹底熔化、熔渣上浮，便于清渣和除氣，減少鑄件的夾渣和氣孔缺陷；采用較低的澆注溫度，則有利于降低金屬液中的氣

22、體溶解度、液態(tài)收縮量和高溫金屬液對型腔表面的烘烤，避免產(chǎn)生氣孔、粘砂和縮孔等缺陷 2.由于薄壁零件剛性差、強度弱，在加工中極易變形，是零件的形位公差增大，不易保證零件的加工質(zhì)量。因此對薄壁零件裝夾的選擇尤為重要。因為該零件剛性差、強度弱，在加工中極易變形，表面質(zhì)量、垂直度及同軸度難以保證。為了使端面與外圓的垂直度達到要求，此030工序裝夾先不考慮軸向裝夾。還是用普通的徑向裝夾，故薄壁類零件的裝夾,一般應增大工件的支承面和夾壓面積,或增加夾壓點使之受力均勻,并減小夾壓應力和接觸應力,必要時可增設輔助支承,以增強工件的剛性，所以采用四爪單動卡盤而不采用三轉(zhuǎn)卡盤，由于此工件的左邊180的外圓長度比較

23、短，所以普通的四爪卡盤也不能夾持，而改為撐內(nèi)孔四爪卡盤，用這種定位方法可以加工外圓表面、端面。且在一次裝夾中完成精度要求較高的表面的加工，既提高了生產(chǎn)效率，又能保證各表面的尺寸精度和位置精度。所選定位基面與設計基準重合，可以避免因基準不重合而引起的定位誤差，更好的保證精度。如左圖1-2（工序030）所示，用內(nèi)撐四爪卡盤卡住左邊的內(nèi)孔，先用45°端面車刀平端面，然后90°外圓車刀車削外圓，這樣工件的端面與外圓的垂直度的要求就能達到了，然后用刀頭寬度為4mm的切槽刀切削4×2的槽，是為了后面的磨外圓工序所做出的由于是鑄造件，所以余量也不是很大，主要是去除前一道人工時效

24、工序的氧化皮， 如右圖1-3所示（工序040）掉頭重裝，裝夾方式與上一道工序裝夾方式一樣，車右端180的外圓，并平右端面。（工序080）當外圓與端面精加工好后，以外圓來加工內(nèi)孔，其裝夾方式以四爪卡盤夾持最為方便，但由于外圓以到達精車精度，四爪卡盤直接夾持的話，對于外圓損傷還是比較大的，并且薄壁零件用卡爪直接夾持容易變形所以我用如圖1-4的開縫式套筒，把開口套套在150的外圓上，然后再用四爪卡盤夾持，作用是利用其開口使得開口套在夾持力的作用下，有一定的變形量，并四周均勻的緊緊抱住零件，分散了卡爪的夾持力，增加了夾壓面積，使得薄壁零件不易變形。開口套的尺寸如下圖1-5。前面以外圓加工的內(nèi)孔，當孔鏜

25、完后孔有一定的精度，當要加工（工序090）磨外圓，其定位基準為內(nèi)孔，但是與前面的內(nèi)撐四爪卡盤夾持內(nèi)孔不一樣，由于內(nèi)孔有一定的精度和表面粗糙度，為了不破壞其內(nèi)孔的精度和表面粗糙度，所以此次工序不用之前的工具夾持，而改用心軸加上軸向固定的夾具四、機床夾具設計 機床夾具設計是根據(jù)工藝規(guī)程中使用工序所規(guī)定的夾具使用要求，進行結構與參數(shù)設計其內(nèi)容步驟如下：（一）準備工作1.詳細分析夾具使用工序的加工要求，入加工余量、加工精度、加工表面、定位基準以及前后工序的聯(lián)系等。2.了解使用夾具的機床規(guī)格與主要參數(shù)，特別是機床上安裝夾具部位的結構和配合尺寸。3.了解本工序所使用的刀具、量具情況。4.收集設計需用的各種標準、夾具設計手冊和