缸套課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、前言 缸套就是氣缸套的簡(jiǎn)稱，它鑲在缸體的缸筒內(nèi)，與活塞和缸蓋共同組成燃燒室。缸套的分類依據(jù)背面是否接觸冷卻水進(jìn)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(diǎn)，在5至8毫米范圍。干式缸套相對(duì)來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，加工方便，但是與缸體是過(guò)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(qiáng)度都不如干式缸套，容易漏水。濕式缸套多應(yīng)用在柴油機(jī)。缸套主要起氣體密封，傳遞燃燒熱量，形成滑動(dòng)面等作用。是一個(gè)運(yùn)動(dòng)頻繁技術(shù)要求高的運(yùn)動(dòng)部件，對(duì)外圓和內(nèi)圓精度、同軸度、耐磨性等要求嚴(yán)格。這次設(shè)計(jì)使我們能夠綜合機(jī)械制造學(xué)中的理論

2、基礎(chǔ)，并綜合生產(chǎn)學(xué)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決工藝問(wèn)題，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐，同時(shí)也為畢業(yè)設(shè)計(jì)和未來(lái)從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。第一章 零件的分析1.1 設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作1.1.1 明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)缸套就是氣缸套的簡(jiǎn)稱，它鑲在缸體的缸筒內(nèi)，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(dòng)面等作用。是一個(gè)運(yùn)動(dòng)頻繁技術(shù)要求高的運(yùn)動(dòng)部件，對(duì)外圓和內(nèi)圓精度、同軸度、耐磨性等要求嚴(yán)格。如大批量生產(chǎn)時(shí)，一般選擇機(jī)動(dòng)、多工件同時(shí)加工，自動(dòng)化程度高的方案，結(jié)構(gòu)也隨之復(fù)雜，成本也

3、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(zhǔn)、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(shè)計(jì)的直接依據(jù)。如圖下圖1-1所示圖1-1 工件零件圖1.1.3. 加工方法 了解工藝規(guī)程中本工序的加工內(nèi)容，機(jī)床、刀具、切削用量、工步安排、工時(shí)定額，同時(shí)加工零件數(shù)。1.2零件的工藝分析1.2.1 零件的功用、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 缸套就是氣缸套的簡(jiǎn)稱，它鑲在缸體的缸筒內(nèi)，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(dòng)面等作用。是一個(gè)運(yùn)動(dòng)頻繁技術(shù)要求高的運(yùn)

4、動(dòng)部件，對(duì)外圓和內(nèi)圓精度、同軸度、耐磨性等要求嚴(yán)格。1.2.2 主要表面及其技術(shù)要求（1）外圓對(duì)基準(zhǔn)A的同軸度公差為0.05mm。（2）右端面對(duì)基準(zhǔn)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(nèi)圓表面圓度公差為0.01mm。 （5）正火190207HBS。（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(guò)程中受切削力和夾緊力的作用容易產(chǎn)生變形，且為大批量生產(chǎn)，故采用金屬澆注型，材料選用QT600-3。尺寸為 310×265×515mm。 2.2 確

5、定毛坯的技術(shù)要求 人工時(shí)效熱處理，以改善切削加工性能，為切削加工做準(zhǔn)備。 2.3 繪制毛坯圖 圖2-1 工件毛坯圖第三章 基準(zhǔn)的選擇該零件圖中較多尺寸及形位公差是以內(nèi)孔及端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的。因此，采用先加工內(nèi)孔，然后以內(nèi)孔為精基準(zhǔn)加工外圓。根據(jù)各加工表面的基準(zhǔn)如下表3-1所示： 1、選擇外圓表面作為粗基準(zhǔn)定位加工孔，為后續(xù)工序加工出精基準(zhǔn)，這樣使外圓加工時(shí)的余量均勻，避免后續(xù)加工精度受到“誤差復(fù)映”的影響 。2、 選擇孔作為精基準(zhǔn)，這樣能在一次裝夾中把大多數(shù)外圓表面加工出來(lái)，有利于保證加工面間相互位置精度。 序號(hào)加工部位基準(zhǔn)選擇1端面外圓毛坯表面2粗車外圓外圓毛坯表面3280mm內(nèi)孔粗車后外圓表

6、面4精車外圓粗車后內(nèi)圓表面5鏜內(nèi)孔精車后外圓表面6磨削外圓精鏜后內(nèi)圓表面表3-1 加工表面的基準(zhǔn)第四章 擬定機(jī)械加工工藝路線4.1 確定各表面的加工方法根據(jù)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、外圓表面用車削, mm的內(nèi)孔采用鏜削，各部分加工方法如表4-1所示：加工表面經(jīng)濟(jì)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(nèi)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(hào)工序名稱工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)工藝裝備00下料鑄造尺寸310×265×515mm10熱處理人工時(shí)效處理20粗車夾工

7、件一端外圓，粗車內(nèi)孔至271mm，粗車外圓至307mm,車端面見平即可。毛坯外圓表面CA614030粗車倒頭，夾307mm外圓并找正，車另一端內(nèi)孔至271mm，車外圓至307mm光滑接刀，車端面保證總長(zhǎng)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307mm外圓，粗鏜內(nèi)孔至mm。車端面，保證總長(zhǎng)506mm。倒頭，裝夾另一端，粗鏜內(nèi)孔至mm，光滑接刀車端面，保證總長(zhǎng)504mm。 外圓表面CA614060粗車裝夾工件右端，頂尖定位，夾內(nèi)孔mm內(nèi)圓，粗車外圓至mm。倒頭，車另一端外圓至mm，光滑接刀。內(nèi)圓表面CA614070半精鏜裝夾工件右端，夾mm

8、外圓，半精鏜內(nèi)孔至mm。車端面，保證總長(zhǎng)502mm。倒頭，裝夾另一端，半精鏜內(nèi)孔至mm，光滑接刀 。車端面，保證總長(zhǎng)500mm。外圓表面CA614080半精車裝夾工件右端，頂尖定位，夾內(nèi)孔mm內(nèi)圓，半精車外圓至mm倒頭，車另一端外圓至mm，光滑接刀。內(nèi)圓表面CA614090精鏜裝夾工件右端，夾mm外圓，精鏜內(nèi)孔至mm。倒頭，裝夾另一端，精鏜內(nèi)孔至mm，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(nèi)圓表面磨床T68110檢驗(yàn)按圖樣檢查各部尺寸及精度游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、內(nèi)經(jīng)百分尺120入庫(kù)涂油入庫(kù)第五章 確定機(jī)械加工余量及

9、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(biāo)注。當(dāng)無(wú)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，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(guān)。當(dāng)基準(zhǔn)不重合時(shí)，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(biāo)注，但毛坯和孔心距尺寸公差帶一般去雙向?qū)ΨQ布置。中間工序尺寸的公差可以從相應(yīng)的加工經(jīng)濟(jì)精度表中查得。 1、缸套280mm內(nèi)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(jī)械加工余量手冊(cè)，有精鏜余量Zjt=1mm；半精鏜余量Zbjt=2.4mm。查機(jī)械制造

10、技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程表1-20確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為，精鏜：IT7；半精鏜：IT9；粗鏜：IT11根據(jù)上訴結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)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： mm；半精車：mm；為驗(yàn)證確定的尺寸及公差是否合理，進(jìn)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(jié)果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。 根據(jù)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

11、、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1IT7 T=0.081280280+0.080半精鏜2.4IT9 T=0.13279279+0.130粗鏜5.6IT11 T=0.32276.6276.6+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(jī)械加工余量手冊(cè)，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(jí)為，磨削：IT6；半精車：IT8；粗車：IT11。根據(jù)

12、上述查詢到的結(jié)果，再查對(duì)標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)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：mm；半精車：mm；粗車：mm。 為驗(yàn)證確定的工序尺寸及公差是否合理，現(xiàn)對(duì)加工余量進(jìn)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； 余量校核的結(jié)果表明，所確定的工序尺寸及公差是合理的。根據(jù)上述資料和加工工藝，查各種表面加工

13、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0.6IT6 T=0.032300300 +0.08+0.04半精車1.4IT8 T=0.081300.6300.60-0.081粗車5IT11 T=0.32302302 00.32毛坯8310310 第6章 選擇機(jī)床和工藝設(shè)備6.1 選擇機(jī)床 1） 工序20、30 由于該加工零件是一根細(xì)長(zhǎng)套筒，這兩個(gè)工序又包含了2個(gè)工步，為了減少裝夾次數(shù)，和裝刀時(shí)間，故選用CA6140型臥式車床。2）工序50 加工缸套內(nèi)孔，此工序?yàn)榇昼M，為減少裝卸刀時(shí)間，選擇CA614

14、0型臥式車床。 3） 工序60 此工序?yàn)榇周?，選擇CA6140型臥式車床。 4） 工序70 該工序?yàn)榘刖M，選擇CA6140型臥式車床。 5) 工序80 該工序?yàn)榘刖?，選擇CA6140型臥式車床。 6） 工序90 該工序?yàn)榫M，選擇CA6140型臥式車床。7） 工序100 該工序?yàn)槟ハ?，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(nèi)孔車刀。 2）工序50： 該工序加工內(nèi)孔和端面，車端面用45°端面刀，內(nèi)孔用75°內(nèi)孔鏜刀 3）工序60： 該工序加工外圓，選擇選用和75°

15、外圓車刀。 4）工序70： 此工序加工內(nèi)孔和端面，故選用45°端面刀，內(nèi)孔用60°內(nèi)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(nèi)孔，故選用60°內(nèi)孔鏜刀。 7）工序100： 此工序主要內(nèi)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(wú)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(duì)尺寸精度要求不高，故可選用測(cè)量范圍在0-1000的大量程游標(biāo)卡尺。 2）工序50：此工序?yàn)榇昼M內(nèi)孔和車端面，故選用測(cè)量范圍200-325, 分度

16、值0.01，示值誤差±0.012的內(nèi)徑百分尺，測(cè)量范圍在0-1000的大量程游標(biāo)卡尺 3）工序60： 此工序?qū)儆诖周囃鈭A，選擇故可選用測(cè)量范圍在0-500的大量程游標(biāo)卡尺，讀數(shù)值0.01，示值誤差±0.01。 4）工序70： 此工序?yàn)榘刖M內(nèi)孔和車端面，故選用測(cè)量范圍250-450, 示值誤差±0.02的內(nèi)徑百分尺，測(cè)量范圍在0-1000的大量程游標(biāo)卡尺5）工序80： 此工序半精車外圓，選擇可選用測(cè)量范圍在300-325的外徑千分尺，讀數(shù)值0.01，示值誤差±0.011。 6）工序90： 此工序精鏜內(nèi)孔，選擇選用測(cè)量范圍250-450, 示值誤差

17、7;0.02的內(nèi)徑百分尺。 7）工序100： 此工序磨削外圓，精度要求高，選擇用測(cè)量范圍在275-300的外徑千分尺，讀數(shù)值0.01，示值誤差±0.009。 第七章 確定切削用量及基本工時(shí)一、加工280mm內(nèi)孔 （1）粗鏜 1)確定背吃刀量：取ap1=2.5mm。 2)確定進(jìn)給量f：根據(jù)機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書查表5-5，根據(jù)機(jī)床的縱向進(jìn)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(shù)=1，=0.8，=1，=1，刀具壽命為T=60min。 =（ / ） =258×1×1&#

18、215;0.8×1/（××）= 97.3m/min 4)確定機(jī)床轉(zhuǎn)速n：n=1000Vc/d=1000×97.3/（3.14×271）=114r/min 查表5-5得相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為125r/min,所以實(shí)際切削速度為Vc=dn/318=106.7m/min。 5)計(jì)算基本時(shí)間Tj：切削加工長(zhǎng)度為508mm=（506+4）/125×0.6=4.1min 6)輔助時(shí)間：裝夾工件的時(shí)間為0.8min，測(cè)量時(shí)間為0.2min 所以輔助時(shí)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(jìn)給量f：根據(jù)

19、機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書查表5-5，根據(jù)機(jī)床的縱向進(jìn)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(shù)=1，=0.8，=1，=1，刀具壽命為T=60min。 =（ / ） =258×1×1×0.8×1/（××）= 143.3m/min 4)確定機(jī)床轉(zhuǎn)速n：n=1000Vc/d=1000×143.3/（3.14×276.6）=165r/min 查表5-5得相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為160r/min,所以實(shí)際切削速度為Vc=dn/318=1

20、39.16m/min。 5)計(jì)算基本時(shí)間Tj：切削加工長(zhǎng)度為502mm=（502+4）/160×0.3=3.2min 6)輔助時(shí)間：裝夾工件的時(shí)間為0.8min，測(cè)量時(shí)間為0.2min 所以輔助時(shí)間=0.8+0.2=1min（3）精鏜 1)確定背吃刀量：取ap3=0.5mm。 2)確定進(jìn)給量f：根據(jù)機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書查表5-5，根據(jù)機(jī)床的縱向進(jìn)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(shù)=1，=0.8，=1，=1，刀具壽命為T=60min。 =（ / ） =258×1&#

21、215;1×0.8×1/（××）= 277.3m/min 4)確定機(jī)床轉(zhuǎn)速n：n=1000Vc/d=1000×277.3/（3.14×279）=316.57r/min 查表5-5得相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為320r/min,所以實(shí)際切削速度為Vc=dn/318=280.75m/min。 5)計(jì)算基本時(shí)間Tj：切削加工長(zhǎng)度為50mm=（500+4）/320×0.08=15.75min 6)輔助時(shí)間：裝夾工件的時(shí)間為0.8min，測(cè)量時(shí)間為0.2min 所以輔助時(shí)間=0.8+0.2=1min1、 加工300mm缸套外圓（1）粗車 1)確定

22、背吃刀量：取ap1=2.5mm。 2)確定進(jìn)給量f：根據(jù)機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書查表5-5，根據(jù)機(jī)床的縱向進(jìn)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(shù)=1，=0.8，=1，=1，刀具壽命為T=60min。 =（ / ） =230×1×1×0.8×1/（××）= 70.7m/min 4)確定機(jī)床轉(zhuǎn)速n：n=1000Vc/d=1000×70.7/（3.14×307）=73.34r/min 查表5-5得相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為80r/m

23、in,所以實(shí)際切削速度為Vc=dn/318=77.23m/min。 5)計(jì)算基本時(shí)間Tj：切削加工長(zhǎng)度為508mm=（504+4）/80×2.5=2.54min 6)輔助時(shí)間：裝夾工件的時(shí)間為0.8min，測(cè)量時(shí)間為0.2min 所以輔助時(shí)間=0.8+0.2=1min（2）半精車 1)確定背吃刀量：取ap2=1mm。 2)確定進(jìn)給量f：根據(jù)機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書查表5-5，根據(jù)機(jī)床的縱向進(jìn)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(shù)=1，=0.8，=1，=1，刀具壽命為T=60min。

24、=（ / ） =230×1×1×0.8×1/（××）= 173.28m/min 4)確定機(jī)床轉(zhuǎn)速n：n=1000Vc/d=1000×173.28/（3.14×302）=182.7r/min 查表5-5得相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為200r/min,所以實(shí)際切削速度為Vc=dn/318=189.94m/min。 5)計(jì)算基本時(shí)間Tj：切削加工長(zhǎng)度為502mm=（500+4）/200×0.3=8.4min 6)輔助時(shí)間：裝夾工件的時(shí)間為0.8min，測(cè)量時(shí)間為0.2min 所以輔助時(shí)間=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/單行程 總結(jié)在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，讓我更清楚地認(rèn)識(shí)到知識(shí)的重要性，也認(rèn)識(shí)到自己知識(shí)的匱乏。俗話說(shuō)：萬(wàn)事開頭難。在設(shè)計(jì)還未開始時(shí)真的是感覺(jué)無(wú)法入手，但只要有了思路，就會(huì)慢慢向前發(fā)展。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，雖然感覺(jué)到自己不足的地方很多，但是也學(xué)到了不少知識(shí)。在一定程度上，使我對(duì)以前學(xué)習(xí)過(guò)的東西有了進(jìn)一