认知实习报告（华中科技大学）
概要：材料成型及控制工程涉及各种加工生产过程及相关工艺，研究成型工艺开发、成型设备、工艺优化、模具设计与制造的相关问题。在学习理论知识的同时，需要进行相关生产过程及工艺的实习来丰富实践经验，暑期认知实习是一个很好的实践平台。在为期一周的实践活动中，实际接触了重型机床制造、船用螺旋桨及曲轴的生产、大型工件铸锻工艺、注塑成型、冲裁模制造及生产、焊接工艺、冷轧、热轧、快速成形等。
实习目的：认知实习是材料成型及控制工程专业重要的教学环节，是对各种生产过程及工艺重要的感性认识。通过实习，实际接触生产制造及相关工艺流程，了解本专业的性质、内容及其在工程技术领域中的应用，同时巩固所学的理论知识，理论联系实际，提出并解决问题，可以更好更深入的学习及研究专业课程。
实习行程安排：
7月8日：参观武汉重型机床集团公司（武重）的各个生产厂区。
7月9日：参观武汉重工铸锻公司（471厂）的各个生产厂区。
7月10日：参观武汉美嘉机械塑料公司、斯摩摩汽车模具公司的生产厂区。
7月11日：参观武汉钢铁集团公司（武钢）的热轧总厂、冷轧总厂。
7月12日：参观武汉滨湖机电有限公司快速成形技术。
实习内容：
（一）、武汉重型机床集团公司（武重）
? 公司概况：武汉重型机床集团隶属于中国兵器工业集团公
司（原武汉重型机床厂，简称武重）是国内生产重型、超重型 机床规格最大、品种最全的大型骨干企业，产品主要服务于能源、交通、冶金、机械、
铁路、航空、航天、军工等行业，承担着中国兵器重型装备板块发展重任。主导产品有重型、超重型立式车床、卧式车床、不落轮对车床、卧式铣镗床和落地式铣镗床、龙门镗铣床、滚齿机、回转工作台及各种专用机械设备等8大类、50多个系列、300余个品种。产品全部实现数控化和复合化功能；公司还能为客户提供机床大修改造、设备再制造、机械加工服务和各类铸、锻、金属结构件产品。其研发生产的DL250超重型数控卧式镗车床、CKX5680数控七轴五联动车铣复合加工机床、XKD2755×570数控定梁双龙门移动镗铣床等均是高技术含量的产品。
? 参观路线：多媒体介绍----镗床区----铣床区----磨床区----齿轮生产区----部分
车床区----铸造区----模具制造区----焊接区----锻造区。
? 参观所得：重型机床是生产大型设备必需的装置，自动化代替人工操作是重型设备 及其生产制造发展的必经之路，一件成型的产品需要多种生产工艺相互配合，相互协调，共同完成。工件成型后需要做热处理及表面防腐防蚀处理，再经检验后方可出厂。
在我们通过观看视频了解武重的简单发展、涉及的产业、获得的荣誉之后，开始参观各个生产厂区。由于已经整体搬迁到新厂区，其工作环境比较好，生产设备也是相当好的，所有工件的移动及装夹全部依托天顶完成。
在镗床、铣床区，镗削大平面、铣削大型工件，全部实现自动化、数控化。对于铣床，除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面（如曲面等），生产效率较高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。加工零件之前，需要对工件进行精确的定位及装夹，对较大的工件，需要多种定位方式相结合来限定其沿加工方向的自由度，以提高加工精度。参观过程中，接触了数控龙门移动铣床铣削大平面，数控车床车削大型工件的弧形部分。加工零件之后，需要进行防腐蚀处理，对大型工件最好的处理办法是在工件表面或内部涂上油漆隔断其与空气的接触，而对较小的工件则需要使其进入油中防止腐蚀现象。成型的大型工件主要靠水路运输或由大型卡车进行运送。
对于齿轮加工，相比较其他工件而言，要求更高的精度以及更好的性能，其加工方 法主要有仿形法和范成法，插齿、滚齿、磨齿等工艺方法。进入齿轮加工车间，接触了车铣复合加工中心、成形磨齿机、滚齿机等由于齿轮加工的工况带有高温、多水分以及很强的冲击力，对刀具很容易产生磨损，故加工时需使用大量切削液对其降温，保护工件及刀具，防止其产生热变形及其他缺陷。齿轮初步加工成形后，内、外表面均比较粗糙，精度等级较低，需要对其进行磨齿以提高表面粗糙度，磨齿过程温度高，需大量使用切削液冷却工件及刀具。
多数质量要求较高的零件的毛坯需要通过铸造获得。当然，通过铸造工艺，有些零件在后期经过表面处理之后可以直接投入使用。在武重的铸造区，主要涉及砂型铸造（埋砂）及木模制造。一件机械产品的大体制作流程是设计→工艺→木模→铸造→加工→组装。木型（造型及制芯）对铸造工艺及铸件质量有着直接的关系和影响。在铸造工艺中，型砂是十分重要的，一般由铸造用原砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成。要求具有较高的强度和热稳定性，以承受各种外力和高温的作用，良好的流
动性，一定的可塑性，较好的透气性，高的溃散性。参观过程中，其型砂是黑色的，是
在砂中加入防止铸件产生粘砂的煤粉所致。铸造熔融金属主要用电，浇注一般在晚上进行，整个厂区都停止运作给其供电。铸件铸好后，需要对其进行打磨处理，除去铸件表面的毛刺、飞边等铸造缺陷，方可进行下一步加工。
锻造也是零件制坯的重要方法，在高温下对零件进行捶打，利用冲击力改变零件内部组织、晶粒大小等来达到良好的使用性能或加工性能。而焊接则是后期处理工艺，对需要组装的零件，焊接时非常重要的手段，可以焊成各种形状，主要针对较薄的零件。
（二）武汉重工铸锻公司（471厂）
? 公司概况：武汉重工铸锻有限公司隶属于中国船舶重工集团公司，是中国造船工业
和中南地区的最大铸锻中心，是集炼钢、锻造、有色铸造、机械加工、热处理、成套设备制造于一体的国家大型企业。公司拥有水压机大型锻件、大口径厚壁无缝钢管、船用柴油机曲轴总成、有色铸件、成套设备等五条专业化生产线。为中外造船、航天航空、水利电力、石油化工、矿山冶金、机械制造等行业用户提供了各类大中型船用轴系、舵系、螺旋桨、船用大型柴油机曲轴、中速柴油机曲轴及低速柴油机零部件、电站用大口径厚壁无缝钢管等优质铸锻件产品及成套设备产品。公司现已成为我国造船工业铸锻件专业配套基地和大口径厚壁无缝钢管生产基地，为我国国防和现代化建设做出了重要贡献。
? 参观路线：展厅----重型机械厂----曲轴生产区（船用、非船用）----制管区----
螺旋桨生产区----铸造、锻造区----热处理区。
? 参观所得：曲轴和螺旋桨是船体核心部分，质量要求相对较高，需经过锻造、热处 理、机械加工等工艺成型，热处理是获得高质量工件的重要手段之一。
进入471厂，先通过展厅了解该公司的相关基本情况及其主要生产方向，该厂主要为船舶生产零部件，尤其是军用船舶方面，其生产的曲轴和螺旋桨主要供军方使用，“兴船报国”是其宗旨。相对武汉重型机床厂而言，471厂各厂区均较老旧，工作环境较差，参观期间有较多的尘土飞扬，但其生产的产品质量是很好的。
展厅参观后，进入重型机械厂，这里是对大型工件（主要是管类零件）进行机械加工的地方，有车削、磨削等工艺。在曲轴生产区，主要是船用柴油机曲轴总成，其成品均在曲轴表面涂油并盖上一层塑料防腐蚀。曲轴由较多的盘形凸轮组成，是引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下（往复）运动变成循环（旋转）运动。曲轴的旋转是发动机的动力源，是整个机械系统的源动力，曲轴的设计生产及制造是十分重要的。
工业上对于管类零件的应用十分广泛，471厂主要生产大口径厚壁不锈无缝钢管，先经过铸造获得较大的无缝钢管铸锭，然后进行机械加工、磨削钢管内表面得到成品。
厂区内有
数十座大型高温炉，可进行炼钢、铸造、热处理、锻造等。
螺旋桨是靠桨叶在空气或水中旋转，将发动机转动功率转化为推进力的装置，是飞机、轮船、潜艇等的推进器。因有较多的大型曲面，其生产制造比较困难，一般通过铸造、机械加工等工艺进行生产。471厂拥有生产螺旋桨的全套设备、船用螺旋桨因其长期在海水中浸泡，需要强的耐海水腐蚀能力，故其表面处理非常重要，一般通过在其表面镀上防腐金属层即可达到目的。
（三）武汉美嘉机械塑料公司、斯摩摩汽车模具公司
? 公司概况：武汉美嘉机械塑料有限公司是由武汉亚中模具工程塑料有限责任公司与、 摩纳哥MECA公司总投资8000万人民币成立的中外合资公司。公司有一支30名专业人员组成的设计S中心，具有各种设计软件和三维检测试验设备，拥有现代化大型注塑机180T—1500T 和机加工设备60台套。主要产品汽车发动机塑料工程件和汽车内饰件。20xx年通过法国 UTAC 公司质量体系国际认证，为 DPCA （神龙公司），日产公司，福特等公司供应各种汽车塑料配件。从欧洲引进最先进的汽车进发动机歧管，进排气罩盖生产线。公司承诺：为国内外汽车厂提供各种塑料零件的研发和生产，提供质量优，价格低，服务好的产品，成为华中地区最具影响的汽车塑料配件厂。
斯摩摩（武汉）汽车模具有限公司由武汉惠恒实业有限公司和法国Financière Snop Dunois集团的全资子公司SMOM模具公司合资创办。公司主要业务范围包括设计、制造、销售、维修和安装汽车冲压件级进模具、组装模具、检具、焊接夹具及相关机器设备；进出口上述机器设备或其零部件；为上述机器设备提供维修及安装调试等相关服务。公司从成立之初就以为汽车行业提供创新、优质、高效的工装和服务为使命，本着“服务社会，服务客户，服务股东，服务员工”的企业宗旨，坚持“团队，信任，和谐，创新”的经营思想，利用SMOM在欧洲的加工经验、工艺技术、市场渠道，结合网络科技和CAD/CAM/3D数控向欧洲用户提供高品质的模具，同时结合中国的市场需求向中国用户提供高品质的模具。
? 参观路线：A.美嘉：模具---气缸罩盖生产线----塑料产品焊接
B．斯摩摩:模具制造区---冲压工艺区---焊接工艺区
? 参观所得：在制造业中，利用模具生产可以大大提高生产效率，模具的好坏往往决 定产品的质量，因此模具的设计与制造是重中之重。模具也是未来制造业的领军者。
A.
武汉美嘉机械塑料公司是专门为汽车生产塑料配件的厂商，主要提供发动机方面
B．斯摩摩汽车模具公司是中法合资企业，涉及模具制造（自产自用）、冲压零件、焊接组件及相关设备。在模具制造区，分小型和大型部分，一副模具是经过多种零件组装而成，组装后的零件是否能用，还需要进行模具的检验、调整、修理等才能正式投入使用。在冲压生产区，生产汽车薄件零件，用连续模生产可大大提高生产效率，边生产边检验，由生产人员抽样检验其是否合格。在焊接组件区，不能经一次就成型的零件需要焊接相关组件组成一个可用的零件，这里需要考虑的是所要求的零件是否能够通过冲压就能一次成型，若不能，则需焊接工艺才能达到目的。该公司的焊接设备都比较先进，自动化程度高，焊接由机械手完成，这种自动化应当是一种发展方向，只是需要时间、资金才能实现。
（四）武汉钢铁集团热轧总厂、冷轧总厂
? 公司概况：武钢热轧总厂，是我国最大热轧板及中厚板生产基地之一，并以硅钢、 汽车用钢、高性能结构用钢为代表品牌享誉市场，专用钢占产品比例达80%以上。为满足需求，热轧总厂致力创新，拓展品种，研发精品，磁轭钢、管线钢、桥梁钢、压力容器用钢、工程机械用钢、铁道车辆用钢、船舶及海洋用钢等8大系产品独树一帜，在武钢起着举足轻重的作用和地位。
武钢冷轧总厂，从当年填补国家钢铁稀缺品种（冷连轧方式生产冷轧薄板及镀锌板、镀锡板）的空白，逐步发展为当今国家汽车板基地。冷轧总厂拥有全流程汽车板生产技术支持以及进入汽车板市场的全方位支持，关键设备均采用世界最先进的控制技术及硬件配置，配备有世界前沿的设备和仪器仪表检测技术，如激光焊机、浅槽紊流酸洗、全氢罩式炉、陶瓷炉辊、张力矫直机、板型自动控制、轧辊精细冷却、西门子现代秒流量自动厚度控制、在线换辊等，对各种能源、物流、工艺和过程控制参数均配置了先进的计量检测设备，并进行有效地控制，使我厂整体生产工艺水平和产品实物质量达到国内领先水平，为武钢汽车板基地和家电板基地的建设奠定了坚实的基础。
? 参观路线：冷轧酸洗----冷连轧（横切、纵切）----冷轧镀锡车间----热轧车间
? 参观所得：冷轧、热轧是生产板状件的工艺，以再结晶温度为界，热轧在再结晶温 度以上进行轧制，冷轧是在热轧板卷的基础上经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧。
进入冷轧厂，首先映入眼帘的是许多的管子（输送氧气、二氧化碳、循环水等），在冷连轧区，经热轧处理后的原材料成卷的轧制，分横切、纵切生产线，薄板被分割成需要的尺寸后包装待运。而热轧厂温度很高，只能在远处观看，车间大型设备连续生产生产线较长，生产流程为板坯加热---除磷---粗轧---精轧---剪切---冷却卷曲---入库精整。生产过程中需大量用水降温，热轧卷需冷却后才能进行下一步加工。
（五）滨湖机电有限公司（孵化器）
? 公司概况：武汉滨湖机电技术产业有限公司从事机电一体化装备的研究、开发、生 产和销售，是集科工贸于一体的高新技术企业。以华中科技大学快速制造中心为依托单位，生产快速制造装备，提供快速制造/快速制模/三维测量成套技术，并进行技术服务和咨询。是国内生产快速制造装备品种最多的单位，所开发生产的大型激光快速制造装备具有国际领先水平。20xx年公司研制出的工业级1.2米×1.2米、基于粉末床的激光烧结快速制造装备，是全球最大成形空间的此类装备，获国家技术发明二等奖并入选中国十大科技进展。同时“HRPM系列金属粉末熔化快速成型系统”也成为了国内领先的商品化快速制造设备。
? 参观所得：快速成形技术通过金属粉末堆叠、粘接等工艺并利用三维模型软件等快 速制造，成型能力非常强悍，几乎什么都可以制造，而且材料利用率高，环境污染小，是未来制造业的发展方向。
该公司依托华中科技大学快速制造中心而建，生产HRPS系列粉末烧结快速成形系统、HRP系列薄材叠层快速成形系统、HRPL系列光固化快速成形系统、HRPM系列金属粉末熔化快速成形系统、HZK系列真空注型机、Power RE系列结构光三维扫描系统等快速制造产品。其技术有选择性激光烧结、光固化成形、金属粉末融化成形等。利用这些技术，可以生产原来没有办法生产的内部多孔的工件、结构比较复杂的零件，可大大减少生产时间，提高生产效率，且其产品性能优良。
认知实习总结
经过五天的认知实习，我们参观并实际了解了工厂车、镗、铣、磨、铸造、锻造、模具制造及其生产、冲压、注塑成形、快速制造成形、热处理等工艺。这些生产工艺涵盖了我们所学的工艺基础，实习过程中结合所学的理论知识，提出、分析并解决遇到的相关问题，巩固了所学的理论知识。同时，我们通过参观获得了相关的实践经验，可以为大学的专业课学习奠定实践基础，让我们更好更深入的学习。在生产车间所学到的注意事项、车间运营、管理模式、零件存放及防护等知识对以后的实习及研究都有帮助。
工业生产过程需要多种工艺相互结合、相辅相成，每道工序对工件的质量都有一定程度的影响，因此要把握好每一道工序，对误差应及时进行检测、修正。对零件的检测是比较重要的，一个零件加工成型后质量好与坏，只有经过检验才能确定，它一般是生产的最后一道关卡。检验后的零件需要按序组织存放、管理。同样，生产车间也需要良好的组织与管理，使工作人员、生产设备各司其职，提高生产效率。在所参观的武重机床厂和武汉美嘉机械塑料公司，每台设备都标识其运行状态，这样可以利用其它生产过程中未利用的设备进行另一项生产，设备间不容易相互干扰，具有较高的效率。
在武汉美嘉机械塑料公司、斯摩摩汽车模具公司及武重的模具制造区，我们了解了模具的制造及其带动的生产。国内目前的模具制造行业存在瓶颈，模具需要不断设计改进以适应市场需求，才能不断发展。铸造、冲压、锻造等工艺需要大量使用模具，铸造过程需要使用木模制作型芯，冲压过程需要使用模具（如连续模、级进模等）进行生产，连续模可以同时进行几道工序，可以大大提高生产效率。对于模具的设计、制造、组装，虽需要大量时间、资金，成本较高，但其带来的效益是非常可观的，应大力发展。
更值得一提的是自动化生产的需要。目前我国的自动化程度不够，许多生产车间还是人工操作，效率不高。在武重机床厂，所有机床全部实现自动化、数控化，具有高速度、高精度、开放性及高可靠性等优点，这样车间的环境也比较好；而在武重铸锻，环境较差，设备较旧，自动化程度不够。发展自动化是工业生产的必经之路，像斯摩摩汽车模具公司，自动化程度较高，焊接过程有机械手完成，精度要求更容易达到，焊接的质量也较好。
对这些生产车间的参观，我们了解到一些典型零件的生产流程。如在武汉重工铸锻，大型轴类零件的生产流程是：铸造---退火处理---机械粗加工---最终热处理---机械精加工。整个生产流程，与我们学过的金属学与热处理很好的结合，更好的帮助我们理解课本上脱离生产实际的知识。学校的理论知识教育和工业生产的实际知识是有一定的差距的，很多实际经验是在课堂上无法学到的。实际生产时利用先进技术及相对高端的设备，而我们在课堂上接触的知识都是一些经典理论基础，相对来说较为陈旧，与新技术有一定的脱节，这样我们就需要利用理论知识与原理不断自主去了解、学习、思考、总结新技术，注重平时学习的积累，以适应未来工业生产的需要。
理论+实践，才能学好一门技术，才能学好一个专业，才能获得系统的知识。