缸套加工工艺

叮叮小文库缸套简介概述： 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。 常见缸套如图分类： 缸套分为干缸套和湿缸套两大类。背面不接触冷却水的气缸套叫干缸套，背面和冷却水接触的气缸套是湿缸套。干缸套厚度较薄、结构简单、加工方便。湿缸套直接接触冷却水，所以有利于发动机的冷却，有利于发动机的小型轻量化。 干式气缸套:由于缸筒四周有供冷却水通过的水道，所以对铸造要求非常高，如果缸筒与水道之间的壁厚合适，则缸筒经过珩磨后可直接作为汽缸工作室。如果筒壁出现穿漏或沙孔，为了回用缸体，就把缸筒镗大加一个缸套来恢复其功能。在设计时就考虑百分之百加缸套的方法，就可以大大减少缸体加工后的废品率，也便于后期更换缸套的大修方式。由于这种缸套外壁是与缸体接触，所以称为干式缸套。 湿式缸套:如果设计时就使水道与缸筒大面积连通，完全通过缸套隔离冷却水和汽缸工作室，缸套外壁接触冷却水，这种缸套就称为湿式缸套。与干式缸套相比，这种缸套壁厚稍大，但散热能力更强。 功能: 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、活塞环的滑动面。 加工工艺流程： 缸桶:下料-粗车-热处理(调质)-车(平头倒角)-粗推内孔-滚压内孔-车(外圆开架窝)-车内孔止口-焊缸底-车(外圆)根据需要还有内部镀锌或者镀烙。 材质选择: 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。 1.铸铁材料的特点 由于其卓越的滑动特性和生产加工性，缸套一直以来采用片状石墨材料。这种铸铁材料原本是为了满足耐磨性和强度的需要，虽然通过添加合金拥有硬质珠光体基体和较细石墨，但为了再提高性能，于是，近年来，分散硬化物的复合材料就成为主流。 2.材质对缸套（汽缸）滑动特性的影响 缸套（汽缸）的运转初期，其滑动面加工时的基体表面流动，石墨或硬化物层的大部分并部露在表面。因此在运转初期，表面的加工面性状就决定了其滑动特性。材质的影响明显表现出来则要到部分镜面化进行的中期以后。 3.硬化物层的作用 由于生产加工性、环磨损方面的因素，仅靠硬化基体组织是难以大幅度改善耐磨性的，所以柴油发动机用缸套材料的大半是由分散着硬化物层的复合材料组成。 为环的主要承压部位，防止磨损、拉缸。硬化物层因为坚硬，是非金属，故耐拉缸性卓越。 阻止珠光体基体的流动，阻止微拉缸的发展。 如何延长缸套的使用寿命? 发动机工作时.活塞与缸套之间作高速相对运动，摩擦十分强烈。若不正确使用，会加剧这种摩擦，降低使用寿命。因此必须做到: 砚持预热启动、冷摇慢转、怠速升温、低挡起步，尽可能避免在低温下冷启动;车辆难发动时，尽量不用牵引的方法启动。启动后切忌轰大油门，以免活塞与缸套发生干摩擦。 平稳起步、中速行车，提高使用水平;做到不超载、超速和超挂;车辆下坡不宜采用挂挡熄火方法联合制动，正确使用制动器。 重视节温器功用.经常保持发动机冷却水的最佳温度，减缓汽缸的腐蚀磨损。 按照技术规范，定肚程进行强制维护，加强“三滤”、改善润滑条件、合理使用润、燃油料，减少汽缸磨损。 加强进气系统维护，定期更换空气滤心，防止磨料磨损。 提高修理装配质量(包括配缸、装环、清洁等工序)，配缸间隙严格按技术规范缸套夹具零件通用加工和调整工艺 目 次一、缸套夹具零件通用加工工艺.4 （一）、涨紧块夹具4 1.夹具本体的加工.5 2.楔块的加工.5 3.楔轴的加工.5 （二）、六瓣体自定心夹具.5 1.芯轴的加工.5 2.六瓣体的加工5 （三）、粗、精铰夹具.5 1、过渡盘的加工.5 2、支承盘加工.6 3、定位环加工.7 4、压盘加工.7 （四）、五瓣体自定心夹具.7 1、夹具本体的加工.8 2、五瓣体的加工.8 （五）、双锥形弹性套自定心夹具.8 1、双锥形弹性套的加工8 2、双锥形弹性套夹具芯轴的加工8 3、锥头的加工9 （六）、塑料芯轴夹具.9 1、芯轴的加工10 2、薄壁套的加工.10 3.薄壁弹性套的加工.10 4、衬套的加工.11 （七）、镗孔夹具.11 （八）、珩磨夹具.12 1.珩磨套加工.12 2.珩磨夹具底座的加工.12 3.中间法兰的加工12 4.接盘的加工.13 5.定位盘的加工.14 二、缸套夹具调整工艺.14 （一） 粗、精铰工装的调整.15 （二） 外圆工装的调整.15 （三）镗孔工装的调整.16 （四）珩磨工装的调整17 （五） 铸造模具的调整.17 缸套夹具零件通用加工和调整工艺 夹具的合理制造和调整是影响缸套产品质量的重要因素。一直以来，在夹具的制造和调整方面缺乏必要的工艺指导，在产品的制造环节出现很多质量问题。为此，根据我公司的实际情况，特拟定缸套夹具零件通用加工和调整工艺，以确保夹具零部件的制造质量和装配精度。一、缸套夹具零件通用加工工艺。夹具的形状和位置公差及尺寸公差是影响缸套在各加工工序中定位的极其重要的因素，所以在夹具的制造环节应提起高度的重视。其中，尺寸公差可以通过一定的测量手段和加工者的认真工作来进行保证，而形状和位置公差则完全靠合理的加工工艺来保证。此工艺规定了各工序中易损、量大和重要的零件的加工规程，本工艺中未列出的，由承制车间自行处理或由技术部制定临时工艺，但必须保证制造质量。各部门和车间在外协和加工过程中应严格按本工艺执行，在工序的流转过程中，图样和工艺一并流转。在执行过程中，欢迎各部门、车间及承制人对本工艺提出不同见解，待研究后，由技术部门作出采纳与否决定。（一）、涨紧块夹具涨紧块夹具是一种自定心夹具，其定心精度取决于同组夹紧块是否在同一圆周上，并且该圆周是否与机床回转中心一致。这两点必须靠夹具本体、楔轴和夹紧块的制造精度来保证。 1.夹具本体的制造工艺。本件采用锻坯，粗车后要经调质处理。本件的加工要求是，与楔轴配合的孔要和安装部位的外圆同轴，同时还要和底面垂直。加工时，三爪夹持小端，中心架托另一端，把160外圆与两端面及与楔轴配合的孔在一次装夹中车出。最后车削其余各部和划钻各孔。 2.楔块的制造工艺。楔块的制造精度要保证两点，一是夹紧块的底面斜度要一致，再一点就是高度要一致。本件可按原加工工艺进行加工，在淬火完成以后，要在专用磨削胎具上对斜面进行磨削，以保证其高度和斜度一致。 3.楔轴的制造工艺。楔轴的要求有两点，一是外圆尺寸精度，再一就是三个槽铣削时起始点的一致性。在铣槽时，用分度头夹持外圆，并仰起12度角铣削。铣削过程中，铣床工作台面只作左右移动而不上下移动，以确保起始点一致。为了增强其耐用度，在全部加工完后，对外圆及槽部进行激光淬火就可以了。（二）、六瓣体自定心夹具 1.芯轴的加工工艺。本件的制造工艺与双锥形弹性套自定心夹具芯轴相同，见第五部分。 2.六瓣体的加工工艺。本件的制造工艺与双锥形弹性套自定心夹具中的弹性套基本相同，见第五部分。（三）、粗、精铰夹具1、过渡盘的加工工艺。过渡盘属工装基础件，D1和d2的同轴度直接影响定位环和支承盘定位的位置精度，使缸套在加工过程中产生较大的壁厚差。A面和B面对工件的中心要垂直，否则会使缸套在定位孔中发生偏斜，引致缸套在加工过程中产生椭圆。过去长期以来精铰工序产生的圆度超差的现象就是因为后一种原因造成的。本件加工时，应撑持H2内孔，把H1定位孔、A端面、大端面、大外圆依次车削成形，同时车平B面；掉头后，四爪夹持H1定位孔，按大外圆及B面找正，其径跳和端跳均不得超过0.02mm.加工完其余部分。（见下图） 2、支承盘加工工艺。支承盘的三个平面的相互平行度是本件加工的关键。其中平面A影响缸套的定位精度，平面B影响定位环的精度，而其尺寸精度则是次要的影响因素。加工时，应三爪撑内孔，把外圆、A、B两平面同时车出，然后以A面为基准磨削底面，以保证三平面平行。下一步铣削A面的齿并对A面进行高频淬火，最后以底面为基准磨削A面，见平即可。3、定位环加工工艺。定位环是缸套加工时外圆的直接定位元件，其精度直接影响铰削后缸套的壁厚差和椭圆度。加工时首先要车出一个工艺止口，三爪夹持工艺止口外圆，依次把内孔、外圆及端面加工成型，然后倒个把工艺止口车掉，同持平止口所在的端面。然后以先车出的端面为基准磨削另一端面，最后划、钻各孔并对内孔进行高频淬火。由于系局部淬火，其变形量不会很大，因此，可以忽略不计。4、压盘加工工艺。压盘是压下元件，主要的要求是两端面的平行，其尺寸精度次之。压盘的加工和支承盘的加工工艺基本一致，在保证外圆和机床的定位精度以后，只须把两工作端面磨削平行就可以了。特别说明的是，精铰压盘需整体淬火。（四）、五瓣体自定心夹具。 1、夹具本体的加工工艺。夹具本体的加工精度影响缸套加工时的壁厚差等位置精度。本件应采用锻坯，并经调质处理。本件的加工关键是圆锥部分对定位止口和端面的同轴度与垂直度，其次要保证定位止口的尺寸精度。加工时宜先粗车各部，粗车时锥体小端应预留一直台，然后调质处理。粗车要注意，轴部和盘部过渡处要留有较大的圆角，以防淬火时产生较大的应力发生断裂或产生断裂倾向。精车时，夹持小端直台部，中心架托大端右侧直台部，车出大端端面、止口、外圆和右端端面一部分。倒个，四爪夹持大端外圆，按外圆及右侧已车部分端面找正，钻中心孔，然后顶车锥体和其他部分。在完成划、钻、铣等工作后，对本体锥体部分进行磷化激光淬火，以增强其耐磨度。 2、五瓣体的加工工艺。五瓣体的加工主要是要保证外圆的定位精度和锥孔与外圆的同轴度。本件的坯料应采用锻坯，车削时三爪夹持外圆，锥孔和外圆的大部应一次装夹车出（锥孔和外圆均留磨削余量0.30mm），然后掉头车完其余部分。再划出剖切线后，在卧式铣床上用锯片铣刀铣成五瓣，应特别注意的是，两端都不要完全铣开。在本件整体淬火后，夹持外圆磨削锥孔和外圆大部达图样要求（锥孔应用专用验棒检验，其贴合律应不小于80），然后掉头，磨削因夹持未磨部分，该部分可以较已磨削过的外圆尺寸稍小一些。在磨削完成以后，用砂轮锯片锯开各连接部分并磨去毛刺就可以了。注意在锯开前，应在五瓣的各瓣上做好次序标记。（五）、双锥形弹性套自定心夹具。 1、双锥形弹性套的加工工艺。双锥形弹性套夹具属弹性自定心夹具，弹性套的外圆和两端锥孔对工件中心的同轴度与跳动十分关键，其直接影响被加工件的位置偏差，即同轴度偏差。本件坯料采用锻坯，并经正火处理。车削时，两端锥孔及外圆要留有磨削余量。车削完后要铣出两端齿形，划钻工艺孔，然后进行整体淬火。磨削是本件加工的关键工序。磨削时，夹持一端外圆，同时磨削工作部分外圆和内孔达图要求，为掉头磨削另一端找正方便，中间空档部分也要磨一刀，见圆即可。掉头，夹持已磨削部分外圆，按空档部分找正（误差要保证在0.03mm以内），磨削另一端外圆及锥孔。最后按图线切割成活。 2、双锥形弹性套夹具芯轴的加工工艺。本件采用锻坯，粗车后调质处理，粗车时暂不钻中间孔。半精车时，除大端定位孔、端面、外锥及小端外圆留有精车量及磨量外，其余各部车成活。为增强外锥及小端外圆的耐磨度，要对这两部分进行高频淬火。磨削时，以大端外圆或内孔定位，顶小端中心孔，磨锥体及小端外圆达图尺寸。精车时，四爪夹持小端外圆，中心架托中间圆柱部分（按锥体及小端外圆找正）精车大端定位孔及端面。然后钻出中间拉杆孔，划钻其余各孔即完成本件的加工。 3、锥头的加工工艺。本件的内孔和外锥的同轴度是关键要求。锥头在车削时，内孔和外锥部要留有磨削余量，其余各部达图。为增强内孔和外锥部分的耐磨度，对本件要进行整体淬火。磨削时，三爪夹持外圆，同时磨出内孔及外锥即可。（六）、塑料芯轴夹具。塑料芯轴夹具是一种精度较高的自定心夹具，其关键是薄壁套的壁厚差的一致性，薄壁套壁厚差较大，会使涨起量不均匀，引起缸套内孔发生变形，造成圆度超差。塑料芯轴夹具的壁厚一致性要靠两方面来保证：、芯轴与薄壁套的配合部位对夹具（在机床上）连接孔的同轴度。、薄壁套内腔对两端孔中心的同轴度。加工时这两点一定要提起高度的重视。 1、芯轴的加工工艺。本件宜采用锻坯，并进行调质处理，调质前粗车时，同样要注意各过渡处要留有过渡圆角。本部分芯轴的加工可参照半精车芯轴的加工工艺进行。芯轴再利用时，找正后要先把小端内孔车出一 120度倒角，顶车与薄壁套配合的外圆。2、薄壁套的加工工艺。本件采用锻坯，并进行调质处理。装入芯轴前，应夹持外圆，车出两端孔（测量芯轴相对应部分的尺寸，使之有0.13-0.15mm的过盈）和未夹持部外圆，同时一定要把内腔再光一刀，内腔的粗糙度也要保证，这一点对保证薄壁套的壁厚差非常关键。在精车内孔时把外圆也光一刀，见圆即可，以便于安装时找正。 3.薄壁弹性套的加工工艺。薄壁弹性套的作用是防止因薄壁套的不均匀夹进造成的缸套内孔变形，均化夹紧力。本件的坯料可采用缸套毛坯。缸套毛坯经车削成图样规定尺寸后，首先要在立式精镗床气动夹紧夹具中夹紧，镗削内孔达塑料芯轴未夹紧时的薄壁套外圆尺寸，其间隙不超过0.03mm。把薄壁弹性套装入薄壁套后，钻铰销孔并装入销钉。小压力涨紧薄壁弹性套（使之车削时不致发生转动为宜），自车外圆达要加工的缸套内孔尺寸（较缸套内孔尺寸大0.030.05mm），然后松开取下该套，划钻各工艺孔，按图线切割成活(或按图要求锯开)。装入芯轴后，注意销钉高不得超出薄壁弹性套外圆，高出部分用角磨机磨掉。4、衬套的加工工艺。衬套的使用主要是内孔，对衬套的要求主要有两点，一是与柱塞要有合适的配合间隙，以防止塑料的渗出，再一个就是衬套内孔要有较高的耐磨度。基于这两点，我们曾改进了衬套的结构，即采用镶嵌式衬套。本件的加工要求主要是保证各配合部位的尺寸精度。本件粗加工后要经调质处理，热处理后可直接进行磨削。磨削时，三爪夹持非配合面外圆，磨出与夹具本体配合的端面、外圆和内孔。装入经淬火并经外圆磨削的轴承钢衬套后，再精磨内孔。然后划钻各孔，完成加工。轴承钢质衬套应预先车出，内外圆均留0.20mm磨削余量，再经淬火后装入专用芯轴磨削外圆达尺寸。衬套应热装入衬套体。柱塞的工作面应与衬套内孔配磨，保证其配合间隙不大于0.03mm。在衬套内孔疲劳或划伤后，只须磨削内孔，使之复圆，再配柱塞就可以了。这样，就大大提高了衬套体的利用率，降低了这种易损件的制造费用。（七）、镗孔夹具。目前，公司应用的是气动夹紧弹性套自定心夹具，该夹具的特点是定心精度高，夹紧迅速可靠；不足是，夹紧力引起的变形较大。若缸套外圆椭圆，对缸套外圆的夹紧引致内孔变形，在变形情况下镗出的孔在夹紧力撤除后易失圆。所以，本夹具适于厚壁缸套和对圆度要求不高的镗孔加工。本夹具的弹性套是影响工件定位精度的关键件。 弹性套在工作时两锥形面对工件中心的径向跳动是保证其在工作时不发生偏斜，夹紧力均衡的关键。加工时，要用专用芯轴支撑内孔，把两锥面、外圆一次装夹车出。（八）、珩磨夹具。1.珩磨套加工工艺。珩磨套主要的精度要求有三项：一是孔的圆度和尺寸精度；二是下端外圆对孔中心线同轴度。第三项是两端面对孔的垂直度。其中上端面和支承肩的下端面贴和，如果与孔的垂直度不好，会因压应力而使支承肩下端面对缸套中心的端跳超差；珩磨套的下端面是定位面，如果与孔的垂直度不好，会使缸套在定位过程中发生偏斜，产生局部珩不到和支承肩上端面有压痕的现象。其中，前两项可以有效的保证缸套的径向定位，后一项可以保证缸套中心和机床主轴中心一致，不致使缸套因偏斜而产生局部珩不到的现象。基于以上几项，我们可以确定珩磨套的加工工艺。加工珩磨套时，应夹持外圆，在一次装夹中车出内孔（留精镗和珩磨余量）外圆和端面并在该端面打标记。掉头后，四爪夹持外圆，按已加工过的外圆和端面找正（端跳允差为0.02，径跳允差为0.02），截长短、车另一端面和外圆。车加工完后，在金刚镗床上以有标记的面和外圆定位镗削内孔达图尺寸，镗削时，镗刀要锋利，走刀量要最小，以保证所镗孔的精度和粗糙度。必要时，可添加珩磨工序。 2.珩磨夹具底座的加工。珩磨夹具底座是铸铁件，其主要要求是底面要和上端面平行，定位孔要与底面垂直。加工时，可四爪夹持底面，按外圆找正，车出定位孔和上端面。然后以上端面为基准，在立式铣床上铣平底面就可以了。 3.中间法兰的加工（改型后）。中间法兰也是高度调节元件，其精度如果不好，各件的累积误差就会给直接定位元件的安装找正造成困难。加工时，应撑持内孔，一次车出D1孔、A面、B面、内孔未夹持部分以及处下止口外的所有外圆（掉头找正用）。然后四爪夹持已加工部分外圆，按外圆及端面找正（径跳极端跳均不得超过0.02）车完剩余部分。最后划钻各孔。4.接盘的加工。接盘的作用根据缸套长短的不同，调节底座高低的一种零件。其要求是要保证孔的尺寸精度，同时两端面要平行并且两端面和孔要垂直。加工时可夹持内孔车出外圆，然后夹持外圆车成内孔和一端面，最后以已加工的端面为基准磨削另一端面就OK了。5.定位盘的加工。定位盘是缸套的直接定位元件,其上止口的作用是用于缸套定位,下止口的作用是其本身的定位。其要求见图。加工时，应先车出内孔，夹持已车出的内孔把上端面、外圆、上止口加工完。同时，把下大端面平一刀（找正时用）。掉头后，四爪夹持内孔，按已车部外圆及下大端面找正（径跳和端跳均不得超过0.02mm）车完其余部分。二、缸套夹具调整工艺。缸套的加工过程是以内孔和外圆互为基准来进行的。夹具调整的工作是，对外圆加工夹具，主要是调整定心夹具的轴向跳动；对孔加工夹具，主要是调整定位元件对机床主轴的径向跳动和端面跳动。 （一） 粗、精铰工装的调整。粗、精铰工装的调整主要是调整定位元件对机床主轴的径向跳动和端面跳动。支承元件的端面跳动是影响缸套椭圆的主要因素；而定位环的定位误差是影响壁厚差的主要原因。所以，根据公司目前的工装结构，最终精度的调整要落实在支承盘和定位环上。在对该两种定位元件进行调整的同时，绝不能忽视设备和一些工装基础件的调整和修正，如铰镗床工装定位孔的径跳的端跳；过渡盘的定位孔的径跳和端跳等。在调整时应注意如下几点：设备定位部位的定位精度要比工装基础件高；工装基础件的定位精度要比直接定位元件精度高。调整时应保证定位环的径向跳动不得大于0.05；由于支承盘的端跳因有齿牙不好测量，所以要保证过渡盘定位止口的端面跳动，而支承盘的外圆可较过渡盘定位内孔适当的小一点。每三个月，要对设备的定位孔精度进行一次检测；在产品换型前，要求对过渡盘的定位止口进行检测，包括定位的尺寸、定位孔的径跳和端跳。每班次要对支承盘和定位环进行检测和调整，并将检测精度情况记录在工作日志上。（二） 外圆工装的调整。目前公司应用的外圆加工工装均为自定心夹具，主要有楔形块夹具、五瓣夹具、双锥孔弹性套夹具、塑料夹具和尚未应用的双锥面六瓣夹具几种类型。其共同的要求是定位元件的定位尺寸和径向跳动及圆度要适合被加工的工件，除塑料夹具的薄壁套需自车或自磨外，其他定位元件的圆度靠加工保证。所以夹具调整的主要任务是夹具径向跳动的调整。这一点，大家都有较多的经验，在此不再赘述。芯轴的检测和调整除安装时调整外，应每班至少进行一次。双锥孔弹性套夹具除以上所述外，还有其特点，就是夹紧油缸的行程要适当，否则的话，当缸套由于自身缺陷在夹紧或加工过程中发生破裂时，如果没有一定的行程限制，会造成弹性套因过度拉紧而发生塑性变形，造成失效而报废。这一点应引起特别注意。塑料夹具外衬的薄壁弹性套由于是自车或自磨加工成的，所以其和芯轴的薄壁套是一一对应的，不得移作他用，否则，不能保证精度。（三）镗孔工装的调整。目前，公司的镗孔工装主要有两种：气动弹性套自定心夹具和座式压紧夹具。前一种用于薄壁缸套的加工，靠外圆定位；后一种用于厚壁缸套和珩磨套的半精加工，靠端部外圆和相应的端面定位。对气动弹性套自定心夹具的调整主要是夹具本体对主轴旋转中心的径向跳动，这一点可防止自镗的弹性套因壁厚不均而在工作时传递给被夹紧工件的力不均造成缸套变形。自镗后的弹性套不得重复安装使用。座式压紧夹具主要是调整定位止口的径跳和底面的端跳，调整时可通过在座的底部塞加调整垫片来进行。本夹具的调整应每班至少进行一次。（四）珩磨工装的调整。当前，公司使用的珩磨工装主要有三种形式：用于薄壁套的珩磨套、用于厚壁缸套的外抱式气动橡胶套夹具和上压式座式夹具，下面对此几种型式夹具的调整作一讲述。珩磨套夹具和上压座式夹具的调整主要是底座、接盘的调整，这和粗精铰夹具的调整一样也是调整定位孔的端跳和径跳。在此不再赘述。外抱式气动橡胶套夹具的调整主要是夹具本体和各密封部位的调整。安装时，要找正两点：本体上端面对机床主轴孔的端跳、本体内孔对机床主轴孔的径向跳动。只有这两点保证了，上盖才能得到较好的定位精度。夹具各密封部位要密封良好，除在零件的加工环节要注意外，安装时可采用加装密封圈、涂密封胶等措施来解决。以保证夹紧有效。（五） 铸造模具的调整。铸造模具安装的正确与否直接影响缸套毛坯的壁厚差，一是浪费铁水，二是给加工造成困难。离心铸造机工作时，工件的内孔和离心机的回转中心是一致的，如果模具的中心和离心机的回转中心不一致，就会产生较大的壁厚差。安装时，要以模具的内孔找正，其对离心机的回转中心的径向跳动不得超过0.5mm。以上对缸套夹具的加工和调整工艺进行了简单的描述，欢迎各位同仁根据自己的经验和见识提出不同的见解，以便修正和改进。各有关部门和人员要对夹具的加工和调整提起高度的重视，对承制车间、人员以及工装调试人员严格督导，以确保加工件的质量。各机台操作人员要严格按规定对所操作机台的工装进行维护和调整，在调整过程中应杜绝野蛮操作和马虎倾向。本工艺一经实施，应作为一项工艺措施来对待。各有关部门和人员，要严格工艺纪律，以确保此项工作的落实并收到实效。缸套生产线工艺及设备安排根据公司的发展规划，明年拟建三条缸套生产线(两薄一厚)，并对现有的生产线进行技术改造。技术部对此五条生产线的工艺及设备配置根据公司的实际情况及发展需要进行了综合考虑，提出了如下意见，供公司实施时参考。一、厚壁缸套生产线的改造1、现有缸套生产线存在的问题。现有两条生产线存在着如下问题：a、工序较分散，设备利用率偏低。b、工序安排不尽合理。序号工序设 备工序内 容备 注型号台数1粗车HB-0301粗车外圆，平两端 2粗铰DGT5231粗铰内孔 3半精车一CP7632A1半精车外圆 4精铰DGT5241精铰内孔 5车空档CP7632A2车空档，小端内孔倒角 6半精车二CP7620A1精车上下腰带，切槽 7粗珩磨MB42151粗珩内孔 8激光 2激光淬火 9细珩磨MB42151精珩内孔 10平台CA61401平台，大端内孔倒角 11磨外圆ME1332A1磨上下腰带， 封水槽倒角 12精珩MB42151抛光 2、改造后的工艺安排。改造后的工艺拟按如下流程进行：1、粗车外圆。2、粗铰内孔。3、半精车一。4、精铰内孔。5、车空档。6、半精车二。7、粗珩。8、激光。9、细珩。10。平台。11、磨外圆。12、精珩。3、与现有厚壁套生产线的比较。改造后的生产工艺，首先要对缸套毛坯进行减薄，减小切削余量；其次，合并半精车上下腰带和切槽于一道工序，提高机床利用率。第三，切槽工序前提，减小切槽工序对珩磨后缸套内孔精度的影响。第四，和原工艺相比，减少了两道工序。4、改造后的生产线工序内容及设备配置:5、改造工作安排。为不影响公司的正常生产，并且对拟改造的工艺进行必要的工艺验证，可以针对生产部安排的某一产品打破现工艺安排，按新工艺进行验证（现生产线设备排布次序暂时不动），待取得经验后，再进行实质性改造。二、新厚壁缸套生产线的工艺安排及设备配置新厚壁缸套生产线的设计我们以为应考虑如下问题：1.能充分体现新技术新工艺的应用。2.应具有前瞻性。该生产线应以高档产品生产为主，应考虑平台网纹技术在时机适当时的应用。1、厚壁缸套生产线的工艺安排。1、粗车外圆。2、粗铰内孔。3、半精铰内孔。4、半精车。5.精镗孔（或精铰孔）。6、激光淬火。7、珩孔。8、精车。9、抛光内孔。2、生产线工序内容及设备配置: 序号工序设 备工 序 内 容备注型 号台数1粗车HB-0301粗车外圆，截长短 2粗铰DGT5231粗铰内孔外购3半精铰DGT5241半精铰内孔外购4半精车CK61502车空档,截长短,小端内孔倒角，切槽外购5镗（或铰）孔T716(DGT524)4(1)精镗内孔外购6激光 2内孔激光淬火外购7珩孔MB4215(双)1珩磨内孔外购8精车CK61502精车上下腰带,平台,大端内孔倒角外购9精珩MB42151抛光内孔 3、说明：本线粗车利用了原厚壁缸套生产线撤出的CP7632A作为粗车机床；由于考虑到大缸径缸套对铰孔的需要，半精铰工序采用DGT524而不用T716改装；珩孔工序采用双进给珩磨机是为了在做普通缸套时精、细珩磨合为一序，也为以后加工平台网纹缸套时做好硬件准备；精车采用以车代磨新工艺，并且把车上下腰带及平台合而为一，减少了工序，提高了设备利用率。三、新薄壁缸套生产线的工艺安排及设备配置：薄壁缸套生产线的工艺设计考虑了大缸径缸套（如斯泰尔）及平台网纹技术的应用，采用了以车代磨新工艺。为了充分提高设备利用率，设计中考虑采用工序集中的原则，缩短工艺流程长度，减少了场地占用。作为过渡工艺，我们把原闲置的一台无心磨床安排进本生产线中，以车代磨工艺成熟后，该工序可以取消。薄壁缸套生产线的工艺安排：序号工序设 备工 序 内 容备注型 号台数1粗车CP7632A1粗车外圆，截长短 2粗铰DGT5231粗铰内孔外购3半精铰DGT5241半精铰内孔外购4半精车CK61502半精车外圆,截长短,小端内孔倒角外购5镗孔T7164精镗内孔外购6激光 2内孔激光淬火外购7珩孔MB4215(双)1珩磨内孔外购8精车CK61501精车外圆,平台,大端内孔倒角外购9精珩MB42151抛光内孔过渡工艺10外磨M1083A1精磨外圆外购四、原薄壁缸套生产线的设备配置：由于原厚壁缸套生产线粗车能力过剩，原薄壁缸套生产线的粗车工序可利用现在的粗车机床。粗铰工序还应添置一台DGT523立式双轴镗床。五、其他配置：各生产线的正常运行还需要工装、检具、配电设施等的配套。普通量具和工装粗估需要10-15万元，光谱仪估计需要30万元左右，如果加工平台网纹等高档次缸套，还需要配置粗糙度仪等精密检测设备；设备的增加，必然要求电力设施增容和铸造能力的增加，这些尚未进行详细的测算。六、经济效益分析新增及改造后的生产线平均生产每只缸套的节拍约为1.5分钟，按每班工作8小时，每天两班制生产，每月工作日25天计，年产缸套约为320x2x12x5x2596万只（若按日工作10小时计可达120万只）。按平均每只缸套售价35.00元计，年产值可达3360-4200万元。按百分之五的利润计，年利润可达168-210万元；按百分之十的税金计，上缴税金可达336-420万元。以上只是按普通缸套的售价计算，若新线生产D6114或斯泰尔等高附加值缸套，保守估计年产廿万只不成问题，按每只80元计，产值可达1600万元，按百分之二十的利润计，年利润可达320万元。七、新增及改造后的生产线设备投入情况根据以上工艺及设备安排，新增及改造后的生产线需新增设备如下：1.数控车床CK61507台（新厚壁线4台、新薄壁线3台）。2.双轴粗铰镗床DGT5233台（三条新线各一台）。3.双轴精铰镗床DGT5242台（新厚、薄壁线各一台）。4.立式精镗床T7166台（新薄壁线4台，新厚壁线2台或DGT524一台）。 5.激光淬火设备5台（按每条生产线配置2台计）。6.双进给珩磨机MB42153台（新厚壁线2台，新薄壁线1台）。设备具体投入情况见下表：序号设备名称及型号台数用 途估价备注单价合计1数控车床CK61507新厚壁线4台、新薄壁线3台1284 2粗铰机床DGT5233三条新线各一台2575 3精铰机床DGT5243新厚线两台、薄壁线一台2781 4镗床T7164新薄壁线4台4.518 5激光设备5按每条生产线配置2台计35175 6双进给珩磨机MB42153新厚壁线2台，新薄壁线1台43130 合 计25563 以上只是对设备及量检具的粗略概算，合计约需600万元左右气体氮化是将氨气通入装有缸套的密封炉中，加热到500左右，氨气析出的活性氮原子到达缸套表面，形成氮化三铁等化合物，表面硬度可达HRC50以上，硬度层厚度在0.4mm以上。在钢或铸铁中，含有AL、Cr、Mo、V等元素，可取得硬度高，稳定性好的效果。 气体氮化时间相当长，约30100小时；容易发生脆性氮化二铁层（即白层），硬化层较粗，需要再研磨；必须采用氮化钢或氮化铸铁。故较少采用。 液体氮化（软）氮化是将缸套放入MCNO（例如 53NaCN47KCN，或55NaCN45KCNO等）为主要成分盐浴炉中，在460600低温处理。处理后，缸套表面产生两个硬化层：第一层为氮化铁和碳化物组成化合层，硬度为HV500，厚度约为0.010.014mm,有优良的耐磨性和耐腐蚀性；第二层主要由氮本身构成是扩散层，深度可达0.5mm左右。此层主要提高耐疲劳能力 软氮化缸套可克服气体氮化缺点，同时耐磨性可提高约一倍；化合层有很高的化学稳定性，耐腐蚀性和耐穴蚀能力可提高约一倍。具有良好的高温耐久性，比镀铬优越。镀铬在300时已软化，易咬缸，而软氮化的化合层温度至900时仍无问题。在高温下润滑不良时，特别有利。 与镀铬相比，当用球墨铸铁镀铬时，因与石墨部分结合不良，容易剥落，是磨损主要原因，软氮化化合层可避免此弊病。 软氮化生产成本低，仅为镀铬费的五分之一。生产率高，每次处理仅100180分钟，而且缸套可以数十只同时处理。 软氮化处理现已广泛应用在各种类型柴油机缸套。镀铬缸套耐磨性很好，可达铸铁缸套410倍，同时改善活塞环的磨损。镀铬有硬度高（HV7501000），熔点高（比铸铁高600度），摩擦系数小的优点。一般缸套内壁镀铬层厚度为0.030.05mm。 镀铬表面宜多孔性，它可分为散点型、沟槽型和二者之间的中间型三种。 以沟槽型凸出尺寸大、孔隙率为2030时，耐磨性较好；当镀层较厚，沟槽深而宽时，可长时期不失多孔性，保持稳定的耐磨性。沟槽型多孔镀铬缺点：初期磨合性较差，易于拉毛，用于飞溅润滑时（中小型柴油机），可能使润滑油消耗量增大。 大缸径柴油机，当气缸用注油润滑时，具有优良的润滑油扩散性。散点型多孔镀铬初期磨合性好，不易于拉毛，但随着凸出部尺寸变小，凹部深度变浅，易于早期丧失多孔性。 中小型柴油机多数采用飞溅润滑，多孔性镀铬建议采用散点型或近散点型的中间型，以凸出部尺寸小、孔隙25以下较好。小型柴油机为防止窜机油，缸套下部孔隙率为5，上部为15，效果较好 镀铬工艺复杂，成本较高，对耐熔着磨损比氮化缸套差些,不宜与镀铬活塞环配副。即通过热处理方法，提高表面硬度，强化铸铁基体组织，使其获得马氏 体、索氏体和贝氏体等。尤其对球墨铸铁和合金铸铁更有效果。 淬硬通常采用感应淬火。激光热处理工艺参数的选定 工艺试验及快速磨损试验证明,激光功率、离焦量、扫描速率和激光热处理面积比是影响激光热处理淬硬层深度、宽度、硬度、金相组织、气缸套内表面品质及耐磨性的主要工艺参数。为此,在KMS-ii缸套、活塞环室内快速模拟磨损试验台上进行了几项主要工艺参数选定试验。 变激光功率 在同样气缸配对副、同一离焦量(L=27.5mm)和同一扫描速率(V=20mm/S)下,改变激光功率大小,进行快速磨损试验,试验结果见表1。从表中可见,激光功率1kW与激光功率1.2kW时,气缸套及配对活塞环的耐磨性很接近,而激光功率0.8kW时,其耐磨性则大幅度下降,因此保证足够的激光功率是非常必要的。 变离焦量 表2给出了不同离焦量L下的气缸套、活塞环耐磨性试验结果。离焦量L=27.5mm为最佳离焦量,在该离焦量下激光热处理气缸套及其配对活塞环均具有优异的耐磨性。而在加大离焦量(L,=32.5mm)或减小离焦量(L=l7.5mm)后,激光热处理气缸套及其配对活塞环耐磨性大幅度下降,气缸套相对磨损分别增加50.9%和84.9%,配对活塞环相对磨损分别增加31.6%和39.2%。 变扫描速率 表3列出了改变激光扫描速率v,得出的激光热处理气缸套及其配对活塞环耐磨性试验结果,其磨损值均较小且接近。其中用330处理一只气缸套的试验结果最佳(其扫描速率V=21mm/s),可见在保证足够激光功率及适宜离焦量的前提下,可适当加快扫描速率,以提高激光热处理生产效率。 激光热处理面积比的选择 激光热处理面积比P,是指热处理扫描带总面积占气缸套内表面总面积的百分比。此项试验研究在l981年-1982年“拖拉机气缸套激光热处理工艺研究部管科研项目中做了系统试验,80年代中期又做了一些补充验证试验,选定激光热处理面积比P不低于30%为宜。激光处理气缸的耐磨稳定性试验 激光热处理气缸套在磨损过程中,是否会出现初期磨损速率低,而随着试验时间的增加和磨损量的加大,导致磨损急剧上升,并产生剥落现象,即其耐磨稳定性如何?为此,我们将激光热处理气缸套在室内快速磨损试验台上连续试验25h.每隔5h测量一次气缸套径向磨损值和活塞环闭口间隙增大值,试验10h后,换上第2组环。试验结果表明气缸套磨损正常,未出现后期磨损急剧增大现象,说明在激光淬硬层未磨尽之前,耐磨性很好,无剥落现象,随着 淬硬层的逐步磨损,配对活塞环的磨损有下降的趋势。虽然试验15h后(半径磨损值已达0.10mm以上)磨损有增加的趋势,即磨损速率dD/dT略有上升,但斜率变化并不大。证明激光热处理气缸套具有优良的耐磨稳定性,这-优点对实际使用 是非常重要的。试验结果见表4和图l。与其它不同材质气缸套的耐磨性及配副性能对比 选取国内生产的 硼铸铁、高磷铸铁、 中磷铸铁、中磷钒钛铸铁、磷铬钒钛铸铁、中频淬火气缸套及工艺稳定后的激光热处理气缸套,配钨铬铸铁、硼钒钛铸铁、 钨钒钛铸铁、 铬钼铜铸铁活塞环组(第1气环镀铬,油环镀铬,下同)一并进行室内快速磨损试验,以考核激光热处理气缸套的耐磨性配副性及其使用寿命。结果见表5。实际装机使用试验 上述试验结果是在室内快速模拟磨损试验台上获取的;为获取实际使用中的情况,我们分别将 硼铸铁气缸套、激光热处理气缸套配铬钼铜铸铁、钨铸铁钒钛活塞环组,交叉装在试验样机上,进行了实际使用对比试验,其试验结果见表6 分析表5及表6所示实验数据,可以看出: 1 室内快速模拟磨损试验与实际装机使用试验结果均验证了激光热处理气缸套具有优良的耐磨性性及配副性能.由室内快速磨损试验得出,激光热处理气缸套耐磨性比 硼铸铁气缸套提高10.9%、29.3%,配对活塞环耐磨性提高43%-48.9%,由实机使用试验得出,激光热处理气缸套耐磨性比硼铸铁气缸套提 高3.6%-30.6%,配对活塞环耐磨性提高29.8%、49.2% 2.激光热处理气缸套与各种活塞环组匹配,其磨损值小而接近,数据重复性好(在0.054mm-0.0613mm之间波动),说明所选定的工艺参数合理,工艺稳定. 3 激光热处理气缸套的耐磨性虽然低于 磷铬钒钛合金铸铁气缸套(该材质国内很稀少,且很难保证钒钛的含量),但高于 硼铸铁等其它材质气缸套,如表5所示,其耐磨性比磷铬钒钛铸铁气缸套低7.4%-34.7%,比 硼铸铁等其它材质高1o%-61.5%,可见激光热处理气缸套耐磨性居国内领先水平.按我所根据95 系 列 柴 油 机气缸 套实际使用试 验数据及室内快速磨损试验数据,经数据处理得出曲线(见图2),查得激光热处理气 缸套使用寿命达8000h以上. 4 室内快速磨损实验及实机使用效果都反映出，与激光热处理汽缸套相匹配的活塞环，磨损值小而接近（闭口间隙增大值为1.149mm-1.298mm,表5），而与其它材质汽缸套（中频淬火气缸套除外)相匹配的活塞环磨损值大而分散(闭口间隙增大值分别为1.65mm-1.805mm,1.79mm-1,925mm、1.543mm-1.894mm,1.33mm-l.45mm,表5),证明激光热处理汽缸套具有优异的减磨性和配副性能,这是其它几种材质气缸套难以比拟的。 5从表5可见,激光热处理气缸套与中频淬火气缸套相比,耐磨性提高6l.5%,配对活塞环耐磨性却降低15.3%,经测试分析认为其主要原因是激光热处理金相组织中含有渗碳体,对配对活塞环的切割磨损能力高于中频淬火气缸套。 6 在试验过程中,对激光热处理气缸套样品进行了数次电镜扫描分折、二次变形分析及X光衍射定量分析,确定激光热处理层的金相结构为细马氏体加残余奥氏体和少量碳化物。细马氏体具有硬度高(HV800以上):摩擦系数小、减磨性好和耐磨性高等优点,使激光热处理气缸套具有优良的耐磨性和配副性能。试验中还发现若马氏体组织细小(隐针状马氏体组织),则气缸套磨损值减小,配对活塞环磨损也下降。一种薄壁缸套加工工艺构想根据公司发展规划，并参考了有关资料，结合一些同行业厂家的经验，我提出了一种薄壁缸套加工工艺，就教于各位同仁，敬请指教。该工艺的特点是专线专用，拟用的设备、工装、检具仅用于薄壁缸套加工专线。该工艺流程如下：（1）粗车外圆（2）粗铰内孔（3）半精车外圆（4）半精铰内孔（5）镗内孔（6）车外圆（7）切支撑肩（8）磨外圆（9）珩孔（10）精磨外圆。以下就各工序的设备工装及检具予以说明：一、粗车外圆。由于我公司粗加工设备较为充足，初拟本工序仍在HB2030粗车机床上进行加工。工序的任务是粗车外圆，平二端面，为后道工序粗铰内孔提供外圆定位基准，同时切除大部外圆余量，本工序拟用的夹具为四瓣式弹性套夹具（见附图一），该夹具的设计思想基于以下三点：（1）本公司毛坯内孔较光洁，且孔的尺寸较稳定（2）该夹具与楔块式夹具相比具有与工件接触面积大，夹紧力均衡，不易因较大的夹紧力而使工件破裂，（3）该夹具结构简单，易于制造和维护，并且夹紧油缸等同于CP7632A，结构简单方便维护。二、粗铰内