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1、1南 京 工 程 学 院毕 业 论 文题目：缸套的工艺规程设计学生姓名： 指导老师： 2012 年 3 月目录前言42一、零件图分析（一）零件的功用分析；5（二）零件的结构与特点分析，即组成表面等；5（三）零件的精度与表面质量要求分析；5（四）零件的技术条件分析，应包括材料、热表处理、特殊检验、验收要求等；5（五）零件的设计基准分析。5二、零件的工艺分析（一）毛坯选择；6（二）生产类型；6（三）加工方法的确定；6（四）加工阶段的划分；6（五）工序的组合；7（六）定位基准的选择；8（七）工序尺寸（径向和轴向）的确定；8（八）机床设备与刀、夹、量具的选择8三、工艺路线的拟定9四、机床夹具设计14五
2、、编制设计参考资料目录15 六、致谢163摘要机械制造工业是国民经济的重要组成部分，担负着为国民经济各部门提供技术装备的任务，是技术进步的重要基础。而机械制造业的发展规模和水平，则是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志之一。提高加工效率、降低生产成本、提高加工质量、快速更新产品，是机械制造业竞争和发展的基础，也是机械制造业技术水平的标志。关键词关键词活塞缸套 工序的选择 热处理 4前言前言毕业设计是专业教学工作的重要组成部分和教学过程中的重要实际性环节。 毕业设计的目的是：通过设计，培养我们综合运用所学的基础理论知识，专业理论知识和一些相关软件的学习，去分析和解决本专业范围内的一般工程技术
3、问题的能力，培养我们建立正确的工艺设计思维，学会查找工具书，掌握数控工艺设计的一般程序，规范和方法。 本次设计选择的课题为轴类零件的车削加工工艺设计及其数控加工程序编制。 这次毕业设计让我们对机械制图的基础知识有了进一步的了解，同时也 为我们从事绘图工作奠定了一个良好的基础。并锻炼了自己的动手能力，达到了学以致用的目的。它是一次专业技能的重要训练和知识水平的一次全面体验，是学生毕业资格认定的重要依据，同时也为我们将来走向工作岗位奠定了必要的理论基础和实践经验。一、零件图分析一、零件图分析（一）零件的功用分析该零件为发动机上的缸套，缸套、活塞是气缸的部件，活塞的作用就是气压力作用在上面，进而推动
4、活塞杆运动，缸套当然就是限制活塞的运动。主要用来连接作用。5（二）零件的结构与特点分析，即组成表面等该零件由内圆、外圆、外环槽、内环槽、端面及端面上 6 个 10 小孔和外圆上均匀分布的 6 个 11 小孔等表面组成，属于回转体零件。其主要特点是内外圆柱面和相关端面的形状。同轴度要求比较高，并且缸套承受着拉、压、弯、扭等机械负荷，承受着高温燃气很大的热负荷，所以他的机械性能必须要好，应具备足够的强度和刚度、耐磨性和耐腐蚀性。还有较高的表面粗糙度。零件的壁厚薄（15mm） ，因此刚性一般。（三）零件的精度与表面质量要求分析该零件的主要表面为 180、150、120、130 及端面.其外圆表面15
5、0 的精度要求是 IT7 级，内圆表面 130 精度要求为 IT7 级，端面、内圆及外圆的表面粗糙度要求为 Ra1.6 外，其余的均为 Ra3.2。此外，表面180 有圆柱度的要求，其公差是 0.015mm；表面 501 和端面有圆跳动和全跳动的要求，其公差为 0.025mm。6（四）零件的技术条件分析，应包括材料、热表处理、特殊检验、验收要求等1 工作条件 气缸套工作表面由于与高温、高压的燃气相接触,有活塞环在其表面作高速往复运动,这就决定缸套不仅要有足够的强度和刚性,而且还必须耐高温、耐腐蚀、耐磨损。 2 性能要求 （1）气体密封：防止压缩气体、燃烧气体压力向外泄漏。 （2）热传递：通过活
6、塞、活塞环接受燃烧热量，传递到冷却水。 （3）形成滑动面：作为发动机的内壁，形成和活塞、活塞环热处理工序的内容和安排：为改善工件材料的切削加工性，提高机械性能或消除冷、热加工的残余内应力，要求较高的零件常需在工艺路线中安排一个或几个热处理工序。表面保护工序的内容和安排：气缸套工作表面由于与高温、高压的燃气相接触,有活塞环在其表面作高速往复运动,这就决定缸套不仅要有足够的强度和刚性,而且还必须耐高温、耐腐蚀、耐磨，为改善零件表面的耐蚀、耐磨和导电、导磁、导热等物理性能，往往要进行表面保护工序，尤其是在恶劣条件下工作的机件，如航空航天产品、燃气轮机、耐蚀泵等常需对有关表面进行电镀、阳极氧化、渗铝及
7、其合金等工序。这对提高零件的使用性能和寿命，能起到显著的效果。这些7工序一般安排在精加工之后，渗铝及其合金的工序可与最终热处理工序合并进行。热处理工序的位置安排是根据零件的材料，调质处理工序的安排放在粗加工阶段之后进行。这样既减小了零件的切削内应力，同时也能改善了半精加工是的材料切削性。该零件的材料为 HT150。毛坯采用铸件，并进行级检验。表面经过珩磨就可以达到技术要求。（五）零件的设计基准分析2、 基准的分类： 按其功用可分为：1） 设计基准： 零件工作图上用来确定其它点、线、面位置的基准，为设计基准。2） 工艺基准： 是加工、测量和装配过程中使用的基准，又称制造基准。 a. 工序基准：
8、是指在工序图上，用来确定加工表面位置的基准。它与加工表面有尺寸、位置要求。 b. 定位基准： 是加工过程中，使工件相对机床或刀具占据正确位置所使用的基准。 c. 度量基准（测量基准）： 是用来测量加工表面位置和尺寸而使用的基准。 d. 装配基准： 是装配过程中用以确定零部件在产品中位置的基准该零件的设计基准为外圆表面 130 的轴线，其工艺基准也均是其零件的外圆表面的回转中心线，8二、零件的工艺分析（一）毛坯选择因套杯的壁厚只有 15mm,不算太薄也不算太厚，为了保证有较高的强度和加工工作量，而且铸铁型的缸套对于冷却效率高的优点，并且以便保证材料纤维的流向性和致密性。所以毛坯选用铸件，材料为
9、HT150，（二）生产类型为了保证零件的加工精度以及零件的加工效率，因此生产类型是用砂型铸造，然后采用机械加工。铸造工艺的参数1、 拔模斜度的确定 选择木模样，使用粘土砂造型时，起摸斜度的查询结果：模样外表面的起模斜度：（测量高度“100-160” ）A=1.4mm，角度 a=030。2、 铸造圆角 选择铸造方法“砂型铸造”,材料“灰铸铁” ，查表得铸造圆角的值为 3mm,(铸造圆角计算公式:R=1/51/10(A+B) 。 3、 铸造收缩率 选择铸铁种类“中小型灰铸铁件” ，查询可得阻碍收缩率为 0.81.0 ,自由收缩率为 0.91.1。（三）加工方法的确定加工方法的选择一般根据零件材料、
10、几何形状、精度与表面粗糙度要求，再结合现场设备情况和制造成本加以选择。该零件主要表面加工方法的选择见下表。表面精度粗糙度加工方法150IT61.6um粗车精车磨削130IT71.6um粗车精车磨削127IT62.5um钻孔扩孔镗孔501IT73.2um钻孔扩孔镗孔精镗（四）加工阶段的划分9由于该零件的精度要求较高，加工余量较大，而且刚性一般。所以其工艺过程划分成三个加工阶段。即粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段。（五）薄壁零件加工难点薄壁零件加工由于零件的刚性差，在加工过程中会出现以下几点现象1.受力变形因工件壁薄，在夹紧力的作用下容易变形，从而影响工件的尺寸精度和形状精度。当采用三爪卡盘装夹零
11、件的时候，在夹紧力的作用下，零件会变成三角形，导致内孔加工时圆周余量不均匀，当内孔加工完成后松开卡爪取下零件后，由于零件的弹性恢复，零件恢复成圆柱形，而已加工的圆形内孔会变成弧形三角形。2. 受热变形薄壁零件再切削的时候，由于切削热会引起工件热变形，使得工件尺寸难以控制，特别是对于热膨胀系数较大的金属零件，如果在一次安装中连续进行粗车、半精车、精车，由于切削热引起的零件变形，会对尺寸精度产生极大的影响，有时候甚至会使零件卡死在夹具上。3.震动变形在切削力作用下，特别是径向切削力即背向力的作用下，容易产生震动和变形，影响工件的尺寸精度、形状、位置和表面粗糙度。机床工序设计在加工工艺路线确定之后即
12、可进行机床工序设计。其内容包括：按照工件在加床上的实际加工位置绘制工序加工图，并将被加工表面用粗实线与不同加工表面加以区分。 （同时工序图上应包括定位表面，加紧部位，工序尺寸，工序加工技术要求以及表面粗糙度等内容。 ）根据工序尺寸采用“由后向前推”的原理，首先确定各表面的最终加工尺寸，然后加或减去加工余量，推得前面的准备工序尺寸。各工序尺寸公差的确定，可分为两种情况处理，最终工序尺寸公差按零件图上规定的设计尺寸公差确定，中间工序尺寸公差按工序的经济加工精度确定。根据工序的加工要求，确定工件的在机床上的安装方法及要求。根据加工工步的安排原则（如先面后孔，先里后外，先左后右等） ，确定各工步的进行
13、顺序。根据零件加工要求，确定各个工序的技术条件和检验方法。10根据工序加工要求和机床及工装的选择原则，选择各工序的机床型号和夹具。注意家具不写入文件。根据各工步的加工内容和要求，选择工具和量具。注意工具只选定尺寸、成形和专用刀具。量具只选用量具。该零件的加工零件的工序一共分为了 12 套工序：由铸件粗车粗车精车精车镗磨钻钻检验去毛刺入库等组成。（六）定位基准的选择定位基准选择是工艺设计中一个十分重要的问题。其选择是否恰当，会对工艺路线的顺序由很大的影响，因此必须加以重视。定位基准的选择分为粗基准选择和精基准选择，下面分别作以说明。粗基准的选择套杯零件的毛坯为铸件，且各表面均需加工。根据粗基准的
14、选择原则和零件的结构特点，选毛坯的左端为粗基准。因为左端的直径和长度相对于右端要大一些，这样有利于工件的安装和传递较大的扭矩。精基准的选择根据套杯零件的结构特点和技术要求，以及精基准的选择原则，该零件采用互为基准的方法进行加工。即以大端外圆定位加工小端各表面，随后以小端外圆定位加工大端各表面。这样既符合基准重合原则，同时也兼顾了基准的统一原则。（七）工序尺寸（径向和轴向）的确定工序尺寸中一般尺寸选择采用轴或者孔的 12 级公差进行的选择。（八）机床设备与刀、夹、量具的选择车床的选择是卧式车床 CA6140、夹具的选择是四爪单动卡盘、刀具的选择 90外圆车刀；镗床的选择是立式镗床 TSPX619
15、、夹具的选择是单面导向镗模、刀具的选择是专用镗刀；磨床的选择是万能外圆磨床 M133、夹具的选择是万能分度头、刀具的选择是专用砂轮；钻床的选择是立式钻床 Z518、夹具的选择是 V 型虎钳、刀具的选择是 10 和 11 的钻头。刀具的选择：111）良好的切削性能；2）较高的精度；3）先进的刀具材料；5、确定刀具与工件的相对位置。三、工艺路线的拟定工序工序名称工序内容定位夹紧010铸造按图铸造成形， 020人工时效时效退火去应力，去毛刺030粗车车端面，粗车左端外圆表面，切槽内孔 四爪卡盘040粗车车端面，粗车右端外圆表面内孔 四爪卡盘050热处理正火060精车精车右端外圆表面，切槽保证127，50 X 1
