缸套課程設計說明書

前言缸套就是氣缸套的簡稱，它鑲在缸體的缸筒內，與活塞和缸蓋共同組成燃燒室。缸套的分類依據背面是否接觸冷卻水進行分類。干式缸套背面不與冷卻水接觸，反之則為濕試缸套。干式缸套壁厚較薄，一般厚度為4毫米，而濕式缸套厚壁稍微大一點，在5至8毫米范圍。干式缸套相對來說結構較為簡單，加工方便，但是與缸體是過盈配合，拆卸不方便。濕式的缸套背面接觸冷卻水，散熱好，拆卸也容易，但是剛度、強度都不如干式缸套，容易漏水。濕式缸套多應用在柴油機。缸套主要起氣體密封，傳遞燃燒熱量，形成滑動面等作用。是一個運動頻繁技術要求高的運動部件，對外圓和內圓精度、同軸度、耐磨性等要求嚴格。這次設計使我們能夠綜合機械制造學中的理論基礎，并綜合生產學習中學到的實踐知識，獨立的分析和解決工藝問題，初步具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力，也是熟悉和運用有關手冊、圖表等技術資料及編寫技術文件等基本技能的一次實踐，同時也為畢業(yè)設計和未來從事的工作打下良好的基礎。第一章零件的分析1.1設計前的準備工作1.1.1明確工件的年生產綱領缸套就是氣缸套的簡稱，它鑲在缸體的缸筒內，與活塞和缸蓋共同組成燃燒室。缸套主要起氣體密封，傳遞燃燒熱量，形成滑動面等作用。是一個運動頻繁技術要求高的運動部件，對外圓和內圓精度、同軸度、耐磨性等要求嚴格。如大批量生產時，一般選擇機動、多工件同時加工，自動化程度高的方案，結構也隨之復雜，成本也提高較多。1.1.2熟悉工件零件圖和工序圖零件圖給出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等精度的總體要求，工序圖則給出了夾具所在工序的零件的工序基準、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案，這是夾具設計的直接依據。如圖下圖1-1所示圖1-1工件零件圖了解工藝規(guī)程中本工序的加工內容，機床、刀具、切削用量、工步安排、工時定額，同時加工零件數。1.2．零件的工藝分析1.2.1零件的功用、結構及特點缸套就是氣缸套的簡稱，它鑲在缸體的缸筒內，與活塞和缸蓋共同組成燃燒室。缸套主要起氣體密封，傳遞燃燒熱量，形成滑動面等作用。是一個運動頻繁技術要求高的運動部件，對外圓和內圓精度、同軸度、耐磨性等要求嚴格。1.2.2?主要表面及其技術要求（1）外圓對基準A的同軸度公差為φ0.05mm。（2）右端面對基準面B的平行度公差為0.05mm。（3）外圓表面圓度公差為0.01mm。（4）內圓表面圓度公差為0.01mm。（5）正火190—207HBS。（6）材料QT600-3。第二章毛坯的選擇2.1確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及公差由于缸套為薄壁零件，薄壁零件的剛性差，在車削過程中受切削力和夾緊力的作用容易產生變形，且為大批量生產，故采用金屬澆注型，材料選用QT600-3。尺寸為Φ310×Φ265×515mm。2.2確定毛坯的技術要求人工時效熱處理，以改善切削加工性能，為切削加工做準備。2.3繪制毛坯圖圖2-1工件毛坯圖第三章基準的選擇該零件圖中較多尺寸及形位公差是以內孔及端面為設計基準的。因此，采用先加工內孔，然后以內孔為精基準加工外圓。根據各加工表面的基準如下表3-1所示：1、選擇外圓表面作為粗基準定位加工孔，為后續(xù)工序加工出精基準，這樣使外圓加工時的余量均勻，避免后續(xù)加工精度受到“誤差復映”的影響。2、選擇孔作為精基準，這樣能在一次裝夾中把大多數外圓表面加工出來，有利于保證加工面間相互位置精度。序號加工部位基準選擇1端面外圓毛坯表面2粗車外圓外圓毛坯表面3Φ280mm內孔粗車后外圓表面4精車外圓粗車后內圓表面5鏜內孔精車后外圓表面6磨削外圓精鏜后內圓表面表3-1加工表面的基準第四章擬定機械加工工藝路線4.1確定各表面的加工方法根據各表面的加工精度和表面的粗糙度的要求，選定如下加工方法：缸套的端面、Φ外圓表面用車削,Φmm的內孔采用鏜削，各部分加工方法如表4-1所示：加工表面經濟精度表面粗糙度Ra/um加工方案缸套外圓面IT60.8粗車→半精車→磨削缸套內孔IT70.8粗鏜→半精鏜→精鏜端面IT73.2粗車→半精車表4-14.2擬定加工工藝路線工序號工序名稱工序內容定位基準工藝裝備00下料鑄造尺寸Φ310×Φ265×515mm10熱處理人工時效處理20粗車夾工件一端外圓，粗車內孔至Φ271mm，粗車外圓至Φ307mm,車端面見平即可。毛坯外圓表面CA614030粗車倒頭，夾Φ307mm外圓并找正，車另一端內孔至Φ271mm，車外圓至Φ307mm光滑接刀，車端面保證總長508mm。已加工外圓表面CA614040熱處理正火190-207HBS50粗鏜裝夾工件右端，夾Φ307mm外圓，粗鏜內孔至Φmm。車端面，保證總長506mm。倒頭，裝夾另一端，粗鏜內孔至Φmm，光滑接刀車端面，保證總長504mm。外圓表面CA614060粗車裝夾工件右端，頂尖定位，夾內孔Φmm內圓，粗車外圓至Φmm。倒頭，車另一端外圓至Φmm，光滑接刀。內圓表面CA614070半精鏜裝夾工件右端，夾Φmm外圓，半精鏜內孔至Φmm。車端面，保證總長502mm。倒頭，裝夾另一端，半精鏜內孔至Φmm，光滑接刀。車端面，保證總長500mm。外圓表面CA614080半精車裝夾工件右端，頂尖定位，夾內孔Φmm內圓，半精車外圓至Φmm倒頭，車另一端外圓至Φmm，光滑接刀。內圓表面CA614090精鏜裝夾工件右端，夾Φmm外圓，精鏜內孔至Φmm。倒頭，裝夾另一端，精鏜內孔至Φmm，光滑接刀。外圓表面CA6140100磨削采用倆頂尖定位工件，磨削外圓至尺寸mm，在左端磨削出尺寸×5mm。內圓表面磨床T68110檢驗按圖樣檢查各部尺寸及精度游標卡尺、外徑千分尺、內經百分尺120入庫涂油入庫第五章確定機械加工余量及工序尺寸公差加工余量采用查表修正法確定，確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圖樣的要求標注。當無基準轉換時，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關。當基準不重合時，工序尺寸用工藝尺寸鏈解算。中間工序尺寸按“單向、入體”原則標注，但毛坯和孔心距尺寸公差帶一般去雙向對稱布置。中間工序尺寸的公差可以從相應的加工經濟精度表中查得。1、缸套Φ280mm內孔（工序50、70和90）的加工余量、工序尺寸及其公差的確定按照粗鏜→半精鏜→精鏜加工方案，查閱《機械加工余量手冊》，有精鏜余量Zjt=1mm；半精鏜余量Zbjt=2.4mm。查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表1-20確定各工序尺寸的加工精度等級為，精鏜：IT7；半精鏜：IT9；粗鏜：IT11根據上訴結果，再查標準公差數值表可確定各工步的公差值分別為，精鏜：0.081mm；半精鏜：0.13mm；粗鏜：0.32mm。綜上所述，該工序加工該定位孔各工步的工序尺寸及公差分別為，精車：Φmm；半精車：Φmm；為驗證確定的尺寸及公差是否合理，進行精加工余量校核：Zmax=280+0.08-279=1.08mm；Zmin=279+0.13-280=-0.87mm；余量校核的結果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。根據上述資料和加工工藝，查各種表面加工余量表分別確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工序名稱工序余量工序精度IT公差值T基本尺寸基本尺寸及偏差精鏜1IT7T=0.081280Φ280+0.080半精鏜2.4IT9T=0.13279Φ279+0.130粗鏜5.6IT11T=0.32276.6Φ276.6+0.320毛坯11.62652、缸套外圓表面（工序60、80和100）的加工余量、工序尺寸及公差的確定按照粗車→半精車→磨削的加工方案，查閱《機械加工余量手冊》，有工序間的余量：磨削余量Zm=0.6；半精車余量Zbjc=1.5mm；粗車余量Zcc=5mm。查表選定各工序尺寸的加工精度等級為，磨削：IT6；半精車：IT8；粗車：IT11。根據上述查詢到的結果，再查對標準公差數值表可以確定各工步的公差值分別為，磨削：0.032mm；半精車：0.081mm；粗車：0.32mm。綜上所述，各工序的工序尺寸及公差分別為，磨削：Φmm；半精車：Φmm；粗車：Φmm。為驗證確定的工序尺寸及公差是否合理，現對加工余量進行校核。Z4max=300.6－300＋0.04=0.64mm；Z4min=300.6-0.081－300-0.08=0.439mm；Z3max=302－300.6＋0.081=1.481mm；Z3min=302－0.32－300.6=1.08mm；余量校核的結果表明，所確定的工序尺寸及公差是合理的。根據上述資料和加工工藝，查各種表面加工余量表分別確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工序名稱工序余量工序精度IT公差值T基本尺寸基本尺寸及偏差磨削0.6IT6T=0.032300Φ300+0.08+0.04半精車1.4IT8T=0.081300.6Φ300.60-0.081粗車5IT11T=0.32302Φ3020－0.32毛坯8310Φ310選擇機床和工藝設備6.1選擇機床工序20、30由于該加工零件是一根細長套筒，這兩個工序又包含了2個工步，為了減少裝夾次數，和裝刀時間，故選用CA6140型臥式車床。2）工序50加工缸套內孔，此工序為粗鏜，為減少裝卸刀時間，選擇CA6140型臥式車床。工序60此工序為粗車，選擇CA6140型臥式車床。工序70該工序為半精鏜，選擇CA6140型臥式車床。工序80該工序為半精車，選擇CA6140型臥式車床。工序90該工序為精鏜，選擇CA6140型臥式車床。工序100該工序為磨削，選擇T68磨床。6.2選擇刀具1）工序30、40：該零件不需要加工特性表面，選用45°端面刀，90°外圓車刀和內孔車刀。2）工序50：該工序加工內孔和端面，車端面用45°端面刀，內孔用75°內孔鏜刀3）工序60：該工序加工外圓，選擇選用和75°外圓車刀。4）工序70：此工序加工內孔和端面，故選用45°端面刀，內孔用60°內孔鏜刀。5）工序80：該工序加工外圓，選擇選用和60°外圓車刀。6）工序90：此工序加工內孔，故選用60°內孔鏜刀。7）工序100：此工序主要內容是磨削外圓，所以選擇外圓砂輪即可滿足精加工要求。6.3選擇夾具該零件無特形加工表面，選用通用夾具，三爪卡盤，頂尖。6.4選擇量具1）工序20、30：屬于粗加工階段，對尺寸精度要求不高，故可選用測量范圍在0-1000的大量程游標卡尺。2）工序50：此工序為粗鏜內孔和車端面，故選用測量范圍200-325,分度值0.01，示值誤差±0.012的內徑百分尺，測量范圍在0-1000的大量程游標卡尺3）工序60：此工序屬于粗車外圓，選擇故可選用測量范圍在0-500的大量程游標卡尺，讀數值0.01，示值誤差±0.01。4）工序70：此工序為半精鏜內孔和車端面，故選用測量范圍250-450,示值誤差±0.02的內徑百分尺，測量范圍在0-1000的大量程游標卡尺5）工序80：此工序半精車外圓，選擇可選用測量范圍在300-325的外徑千分尺，讀數值0.01，示值誤差±0.011。6）工序90：此工序精鏜內孔，選擇選用測量范圍250-450,示值誤差±0.02的內徑百分尺。7）工序100：此工序磨削外圓，精度要求高，選擇用測量范圍在275-300的外徑千分尺，讀數值0.01，示值誤差±0.009。第七章確定切削用量及基本工時一、加工Φ280mm內孔（1）粗鏜1)確定背吃刀量：取ap1=2.5mm。2)確定進給量f：根據機械制造課程設計指導書查表5-5，根據機床的縱向進給量，取f=0.6mm/r。3)確定切削速度Vc:查表5-109和5-110，查得Cv=258，=0.15，=0.4，m=0.2，修正系數=1，=0.8，=1，=1，刀具壽命為T=60min。=（/）=258×1×1×0.8×1/（××）=97.3m/min4)確定機床轉速n：n=1000Vc/πd=1000×97.3/（3.14×271）=114r/min查表5-5得相近的機床轉速為125r/min,所以實際切削速度為Vc=dn/318=106.7m/min。5)計算基本時間Tj：切削加工長度為508mm=（506+4）/125×0.6=4.1min6)輔助時間：裝夾工件的時間為0.8min，測量時間為0.2min所以輔助時間=0.8+0.2=1min（2）半精鏜1)確定背吃刀量：取ap2=1.2mm。2)確定進給量f：根據機械制造課程設計指導書查表5-5，根據機床的縱向進給量，取f=0.3mm/r。3)確定切削速度Vc:查表5-109和5-110，查得Cv=258，=0.15，=0.4，m=0.2，修正系數=1，=0.8，=1，=1，刀具壽命為T=60min。=（/）=258×1×1×0.8×1/（××）=143.3m/min4)確定機床轉速n：n=1000Vc/πd=1000×143.3/（3.14×276.6）=165r/min查表5-5得相近的機床轉速為160r/min,所以實際切削速度為Vc=dn/318=139.16m/min。5)計算基本時間Tj：切削加工長度為502mm=（502+4）/160×0.3=3.2min6)輔助時間：裝夾工件的時間為0.8min，測量時間為0.2min所以輔助時間=0.8+0.2=1min（3）精鏜1)確定背吃刀量：取ap3=0.5mm。2)確定進給量f：根據機械制造課程設計指導書查表5-5，根據機床的縱向進給量，取f=0.08mm/r。3)確定切削速度Vc:查表5-109和5-110，查得Cv=258，=0.15，=0.4，m=0.2，修正系數=1，=0.8，=1，=1，刀具壽命為T=60min。=（/）=258×1×1×0.8×1/（××）=277.3m/min4)確定機床轉速n：n=1000Vc/πd=1000×277.3/（3.14×279）=316.57r/min查表5-5得相近的機床轉速為320r/min,所以實際切削速度為Vc=dn/318=280.75m/min。5)計算基本時間Tj：切削加工長度為50mm=（500+4）/320×0.08=15.75min6)輔助時間：裝夾工件的時間為0.8min，測量時間為0.2min所以輔助時間=0.8+0.2=1min加工Φ300mm缸套外圓（1）粗車1)確定背吃刀量：取ap1=2.5mm。2)確定進給量f：根據機械制造課程設計指導書查表5-5，根據機床的縱向進給量，取f=1mm/r。3)確定切削速度Vc:查表5-109和5-110，查得Cv=230，=0.15，=0.4，m=0.2，修正系數=1，=0.8，=1，=1，刀具壽命為T=60min。=（/）=230×1×1×0.8×1/（××）=70.7m/min4)確定機床轉速n：n=1000Vc/πd=1000×70.7/（3.14×307）=73.34r/min查表5-5得相近的機床轉速為80r/min,所以實際切削速度為Vc=dn/318=77.23m/min。5)計算基本時間Tj：切削加工長度為508mm=（504+4）/80×2.5=2.54min6)輔助時間：裝夾工件的時間為0.8min，測量時間為0.2min所以輔助時間=0.8+0.2=1min（2）半精車1)確定背吃刀量：取ap2=1mm。2)確定進給量f：根據機械制造課程設計指導書查表5-5，根據機床的縱向進給量，取f=0.3mm/r。3)確定切削速度Vc:查表5-109和5-110，查得Cv=258，=0.15，=0.4，m=0.2，修正系數=1，=0.8，=1，=1，刀具壽命為T=60min。=（/）=230×1×1×0.8×1/（××）=173.28m/min4)確定機床轉速n：n=1000Vc/πd=1000×173.28/（3.14×302）=182.7r/min查表5-5得相近的機床轉速為200r/min,所以實際切削速度為Vc=dn/318=189.94m/min。5)計算基本時間Tj：切削加工長度為502mm=（500+4）/200×0.3=8.4min6)輔助時間：裝夾工件的時間為0.8min，測量時間為0.2min所以輔助時間=0.8+0.2=1min磨削磨削用量：Vc=25-50m/sVw=20-30mm/minfa=0.3-0.7mm/rfr=0.015-0.05mm/單行程總結在這次課程設計過程中，讓我更清楚地認識到知識的重要性，也認識到自己知識的匱乏。俗話說：萬事開頭難。在設計還未開始時真的是感覺無法入手，但只要有了思路，就會慢慢向前發(fā)展。在設計的過程中，雖然感覺到自己不足的地方很多，但