机制工艺实习报告
学 院 机械自动化学院
专 业 机械工程及自动化
学 号
学生姓名
指导教师
日 期 20年4月
一、实习目的
机制工艺学的研究对象是机械产品的制造工艺，包括零件的加工和装配两方面的内容。零件加工工艺和装配工艺实施生产中最活跃的因素，所以在由工件，刀具，机床，夹具所构成的工艺系统中，它所包含和涉及的范围最广，同时又和生产实际联系得最为紧密。因此学生只有在具备了相当的实践知识的前提下，才能对制造工艺的各个生产环节产生充分而深入的理解。
1）使学生能在生产现场尽可能多地了解到机械制造工艺过程及相关的基础知识；
2）初步掌握各主要加工方法的基本原理、特点及设备结构，了解常用机器零件材料、毛坯、加工方法（设备）的特点与应用场合；
3）初步掌握各主要加工方法所用设备和工装夹具的工作原理、大致结构及应用范围等；4）具备制定机械加工工艺规程的基本能力。
二、实习基地
1、武汉钢铁集团机械制造有限责任公司
1.1概述
武汉钢铁集团机械制造有限责任公司是在新中国成立后新建的第一个大型钢铁联合企业中的机械制造企业。公司现已成为中南地区最大冶金、轧钢、铸造、成套设备等专业制造厂家之一，还是卢森堡PW公司在中国唯一定点制造高炉冷却壁的公司。1998年—20##年取得法国BVQI国际质量ISO9002:1994质量认证证书。20##年通过中质协质量审核中心ISO9001: 2000认证，并取得认证证书。现有员工2400人，占地面积33万平方米。公司加工主要设备有：捷克W200T W160T，德国产T130，日本产DP300*9M,波兰TR100*8M，西门子数控车C534，X6662，龙门铣、沈阳、青海产C61100B1、C61160A、双柱立车等一大批重型机械加工设备。组建了最精于设计加工队伍，产品远销南钢、宝钢、沙钢、鞍钢等大型钢厂及武钢各个厂矿，公司共有296项科研成果获得国家及部，省，市和武钢集团公司科技进步奖。
1.2 主要产品和加工设备
模型车间
主要设备如下：
1）刨床：平刨床、单面压刨床、双面平刨床、精光刨床
2）带锯机：原木带锯机、再剖带锯机、轻型带锯机
3）台式钻床
产品：高炉冷却壁木模
铸造车间
主要设备如下：
1）砂型铸造和特种铸造设备
产品：高炉冷却壁
锻造车间
主要设备如下：
1）2t自由液压锻锤
2)2t机械压力机
3)1.5t液压机
产品：质量在2000kg以下的锻件
齿轮加工中心
主要设备如下：
①磨齿机 ②数控机床 ③磨床 ④线割机 ⑤插齿机 ⑥倒角机
产品：各种齿轮
金工车间
①金属切屑机床 ②车床 ③磨床 ④刨床
主要产品：小锥齿轮，φ420*710托辊，加热炉步进梁花辊辊子
1.3 典型零件加工工艺
1、圆柱齿轮
齿轮自身的精度影响其使用性能和寿命，通常对齿轮的制造提出以下精度要求：
1)运动精度：确保齿轮准确的传递运动和恒定的传动比。要求最大转角误差不超过相应的规定值。
2)工作平稳性：要求传动平稳，振动、冲击、噪音小。
3)齿面接触精度：为保证传动中载荷分布均匀，避免局部载荷过大、应力集中等造成过早磨损或折断。
4)齿侧间隙：要求传动中的非工作面留有间隙以补偿温升、弹性形变和加工装配的误差并利于润滑油的储存和油膜的形成。
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。木型对铸造工艺及铸件质量有着直接的关系和影响。木型制作人员也是现在国内缺少的技能人才.木型工需要掌握木型工基础知识,铸造工艺,木型、芯盒的种类及制作要求,铸工造型及下芯方法等知识。在铸造生产中用来造型和制芯用的模型叫做木型。木型中用来形成铸型型腔、制作铸件的内腔、穿透孔和铸件外形不易驱除部分的砂芯,叫做芯盒。铸件都是根据图样的要求先制作出合格的木型,然后用这个木型造型,浇铸而成。木型是造型、制芯工艺过程中不可缺少的工艺装备。木型与铸件的形状、尺寸等直接有关,它是获得合格铸件的先决条件,对保证铸件质量,提高劳动生产率,改善工艺条件等都具有重要作用。
2、锻件
技术要求：
1）每个钢锭的水口、冒口应有足够的切除量，以保证锻件无缩孔和严重的偏折。
2）锻件应在有足够能力的锻压机上锻造成形，以保证锻件内部充分锻透。
3）锻件不允许有肉眼可见的裂纹、折列、叠和其他影响使用的外观缺陷。局部缺陷可以清除，但清理深度不得超过加工余量的75%，锻件非加工表面上的缺陷应清理干净并圆滑过渡。
4）锻件不允许存在白点、内部裂纹和残余缩孔。
1.4 典型工艺路线
1、圆柱齿轮加工工艺程的内容和要求
圆柱齿轮的加工工艺程一般应包括以下内容：齿轮毛坯加工、齿面加工、热处理工艺及齿面的的精加工。在编制工艺过程中，常因齿轮结构、精度等级、生产批量和生产环境的不同，而采取各种不同的工艺方案。
编制齿轮加工工艺过程大致可以划分如下几个阶段：
1)齿轮毛坯的形成：锻件、棒料或铸件；
2)粗加工：切除较多的余量；
3)半精加工：车、滚、插齿；
4)热处理：调质、渗碳淬火、齿面高频感应加热淬火等
5)精加工：精修基准、精加工齿形
齿轮加工定位过程分析
2、基准的选择
对于齿轮加工基准的选择常因齿轮的结构形状不同而有所差异。带轴齿轮主要采用顶点孔定位；对于空心轴，则在中心内孔钻出后，用两端孔口的斜面定位；孔径大时则采用锥堵。顶点定位的精度高，且能作到基准重合和统一。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。
1)以内孔和端面定位 这种定位方式是以工件内孔定位，确定定位位置，再以端面作为 轴向定位基准，并对着端面夹紧。这样可使定位基准、设计基准、装配基准和测量基准重合，定位精度高，适合于批量生产。但对于夹具的制造精度要求较高。
2)以外圆和端面定位 当工件和加剧心轴的配合间隙较大时，采用千分表校正外圆以确定中心的位置，并以端面进行轴向定位，从另一端面夹紧。这种定位方式因每个工件都要校正，故生产率低；同时对齿坯的内、外圆同轴要求高，而对夹具精度要求不高，故适用于单件、小批生产。
3、齿轮毛坯的加工
齿面加工前的齿轮毛坯加工，在整个齿轮加工过程中占有很重要的地位。因为齿面加工和检测所用的基准必须在此阶段加工出来，同时齿坯加工所占工时的比例较大，无论从提高生产率，还是从保证齿轮的加工质量，都必须重视齿轮毛坯的加工。在齿轮图样的技术部要求中，如果规定以分度圆选齿厚的减薄量来测定齿侧间隙时，应注意齿顶圆的精度要求，因为齿厚的检测是以齿顶圆为测量基准的。齿顶圆精度太低，必然使测量出的齿厚无法正确反映出齿侧间隙的大小，所以，在这一加工过程中应注意以下三个问题：
1)当以齿顶圆作为测量基准时，应严格控制齿顶圆的尺寸精度；
2)保证定位端面和定位孔或外圆间的垂直度；
3)提高齿轮内孔的制造精度，减少与夹具心轴的配合间隙；
4、齿形及齿端加工
齿形加工是齿轮加工的关键，其方案的选择取决于多方面的因素，如设备条件、齿轮精度等级、表面粗糙度、硬度等。齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。
2 国营长江船用机械厂
2.1 概述
国营长江船用机械厂（国营第463厂）建于1956年，是原中国船舶工业总公司定点生产柴油机系列配件和气胎离合器的专业工厂。工厂建地面积54000米2，现有职工近千人，其中各类高中级专业技术人员200余人。具有黑色铸造、有色铸造、锻造、热处理、表面处理、冷作、电焊、机械加工等方面的综合加工能力，工厂有完备的测试手段，是国家二级计量单位，三级国防计量机构。工厂目前生产的主要产品有：扭矩为11200Nm-71000Nm的系列气胎离合器；缸径为Φ160mm- 520mm的系列柴油机铝活塞、合金铸铁气缸套；规格4 1/2″–13 1/2″的园螺纹、偏梯螺纹石油套管接箍系列。工厂是国家指定的中大型柴油机离心浇铸气缸套铸铁件国家专业标准（ZBU004-89，ZBU005-89）的主要起草厂家，是气胎离合器国家标准（GB10100-88）的主要起草单位，是国内首家被美国石油学会（API）认可授权生产并使用其会标的企业，通过了中国船级社（CCS）工厂认可及ISO9001：2000质量体系认证，是中国石油物资装备总公司授证认可的石油系统配套网络成员单位。
2.2 主要产品和加工设备
铸造车间
主要设备如下：
①立式离心浇注机 ②重力浇铸机
主要产品:活塞
机加工车间
设备：车床，钻床，铣床，镗床等设备
主要产品:柴油机铝活塞，合金铸铁缸套。
2.3 典型零件及工艺路线分析
活塞低压铸造工艺流程如下：
1）低压浇注工艺：低压铸造的工艺规范包括充型、增压、铸型预热温度、浇注温度，以及铸型的涂料等。
2）充型和增压
升液压力是指当金属液面上升到浇口，附所需要的压力。金属液在升液管内的上升速度应尽可能缓慢，以便有利于型腔内气体的排出，同时也可使金属液在进入浇口时不致产生喷溅。
3）充型压力和充型速度
充型压力Pa是指使金属液充型上升到铸型顶部所需的压力。在充型阶段，金属液面上的升压速度就是充型速度。
4)增压和增压速度
金属液充满型腔后，再继续增压，使铸件的结晶凝固在一定大小的压力作用下进行，这时的压力叫结晶压力。结晶压力越大，补缩效果越好，最后获得的铸件组织也愈致密。但通过结晶增大压力来提高铸件质量，不是任何情况下都能采用的。
5)保压时间
型腔压力增至结晶压力后，并在结晶压力下保持一段时间，直到铸件完全凝固所需要的时间叫保压时间。如果保压时间不够，铸件未完全凝固就卸压，型腔中的金属液将会全部或部分流回批捐，造成铸件“放空”报废：如果保压时间过久，则浇口残留过长，这不仅降低工艺收得率，而且还会造成浇口“冻结”，使铸件出型困难，故生产中必须选择一适宜的保压时间。
6)铸型温度及浇注温度
低压铸造可采用各种铸型，对非金属型的工作温度一般都为室温，先特殊要求，而对金属型的工作温度就有一定的要求。如低压浇注模具制作时，金属型的工作温度一般控制在200～250度，浇注薄壁复杂件时，可高达300～350度。
关于合金的浇注温度，实践证明，在保证铸件成型的前提下，应该是愈低愈好。
7)涂料
如用金属型低压铸造时，为了提高其寿命及铸件质量，必须刷涂料；涂料应均匀，涂料厚度要根据铸件表面光洁度及铸件结构来决定。
零件二，缸套
设备：电动机，外模，石棉板，挡板，支撑架，浇注小车
加工的工艺流程大致如下：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。
3 武汉船舶机械厂（国营461厂）
3.1 概述
武汉船用机械有限责任公司（WMMP），隶属于中国船舶重工股份有限公司（中国重工601989），是世界500强企业中国船舶重工集团公司的重要成员单位。公司占地面积120万平方米，其中武汉总部占地面积70万平方米，现有员工2500余人，注册资本145890万元。公司集大型、成套、非标装备研制、生产、销售和服务于一体，产品涉及海军装备、交通物流、能源装备和焊接材料等多个领域，并在船用配套设备、海洋工程装备、港口起重机械、焊接材料、桥梁产品等方面获得了长足发展。公司为国家高新技术企业，建有国家级企业技术中心，拥有一流的技术创新团队，具备先进的装备制造能力，主要产品研制始终保持与国际先进技术发展同步。公司旗下拥有青岛海西重机有限责任公司、武汉铁锚焊接材料股份有限公司、武汉海润工程设备有限公司等3家控股子公司，并与日本川崎重工、德国GEA、中冶南方等国内外著名企业建有合资公司，形成了包括16家控股参股子公司在内国际化、集团化经营格局，经营规模和发展水平国内行业领先。
3.2 主要产品和加工设备
主要产品：锚绞机、转叶式舵机、柱塞式舵机、单臂甲板起重机、油缸变幅甲板起重机
主要设备：加工中心、落地镗铣床、龙门镗铣床、立式车床等
4 武汉重工铸锻有限公司
4.1 概述
武汉重工铸锻有限责任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。
公司创建于1958年，经历了建设、改革、发展的创业历程。公司建立有完善的质量保证体系，通过ISO9001质量体系认证，船舶产品通过国内、外九家船级社认可并取得大口径厚壁无缝钢管、液压启闭机、超高压容器等产品制造许可证。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作出了重要贡献。
4.2主要产品和加工设备
主要产品：轴、螺旋桨、浆、低速柴油机曲轴等
主要设备：30吨交流电弧炉、8000吨油压机、立床、镗床、卧床等
三、实习心得
为加强我们对机械制造工艺学学科的理解和认识，学校在本学期中旬组织我们到上述实习基地进行了为期两周的参观实习。我们两周的实习在匆忙而又充实的时间里转眼即过，在这两周里的所见所闻让我大开眼界，特别是械加工工艺方面对我有较大影响。
结合工厂师傅的讲解和查阅相关书籍，我对机械加工有了比较清晰的认识，收获颇多。现在以加工螺旋桨、缸套为例，将本次收获简介如下：
例一：螺旋桨建造方案如下
1.1桨叶样板
桨叶叶面样板的制作如下。按常规螺旋桨叶面螺旋面生成原理，将桨叶面刮成砂型，然后根据砂型叶面螺旋面的尺寸和形状，用4mm钢板做成标准叶面形状的样板。该样板与砂型叶面螺旋面的误差不大于2mm。桨叶叶背样板的制作依据叶背螺旋面而成，制作过程和技术要求与叶面样板相同。
1.2桨叶冷压模具
根据桨叶叶面及叶背样板的尺寸和形状。制作螺旋桨叶面及叶背冷压用模具。制作模具时应考虑工件加工过程中的反弹余量。同时标出0.3R、0.4、…、1.0R及ou参考线。
这些线与理论值的误差不大于1.0mm。
1.3下料
1）叶面外层板下料。根据螺旋桨叶面伸张轮廓图的形状和尺寸。在叶面半径及切面弦长方向各加10%的余量下叶面外层板。这些线与理论值的误差不大于1.0mm。
2）叶面内层板下料。根据螺旋桨叶面伸长轮廓图的形状和尺寸，下叶面内层板备用。在对料上标出0.3R、0.4R、…、这些线与理论值的误差不大于1.0mm。
3）叶背外层板下料。根据螺旋桨叶背伸张轮廓图的形状和尺寸。在叶背半径及切面方向各加15%余量叶背外层板背用。在对料上标出0.3R、0.4R、…、这些线与理论值的误差不大于1.0mm。
1.4 叶面外层板及内层板冷压加工
1）将桨叶叶面冷压模具上下模分别固定油压机的压头及底座上，固定是确保上下模具的0.3R、0.6R及0.95R半径线与ou参考线的相对误差不大于0.1mm。
2）将前述已准备好的各桨叶叶面外层板材料分别置于冷压模具上进行冷压加工，放置时确保桨叶叶面外层板0.6R半径线及ou参考线与冷模具各线的相对误差不大于1.0mm。冷压成形后用于手工校正，确保其形状和尺寸与桨叶叶而样板的相对误差不大于2.0mm。
3）将前述已准备好的各桨叶叶而内层板分别置于冷压模具上进行冷压加工，放置时确保桨叶而内层板材料0.6R半径线及ou参考线与冷压模具下模板各线的相对误差不大于1.0mm。冷压成形后用手工校正，确保其形状和尺寸与桨叶叶而样板的相对误差不大于2.0mm。
1.5 叶背外层板及内层板冷压加工
按叶面板同样的方法和技术要求加工叶板。
1.6 桨叶的组装与焊接
1）桨叶组装用胎架。根据桨叶叶面螺旋面的形状与尺寸，制作组装桨叶用胎架。在胎架上标出0.3R、0.6R及1.0R半径线，确保各半径线和ou参考线与叶面线板各线相对误差不大于1.0mm。
2）桨叶的组装与焊接。将桨叶叶面外层板用点焊进行固定。固定时，确定桨叶叶面内层板0.6R半径线及ou参考线与桨叶叶面外层板各线的相对误差不大于1.0mm。用于手工电弧焊将桨叶叶面内外层板焊牢。将桨叶内部加强筋放置于桨叶叶面内层板相应位置定位并焊牢。加强筋定位时，确保其定位理论线与实际位置线相对误差不大于1.0mm。
1.7 螺旋桨静平衡试验
螺旋桨装焊完工后，应进行静平衡试验。桨叶叶尖处允许不平衡重量经计算为0.75kg。校静平衡装置的精度偏差值不得大于允许不平衡重量1/3即0.25kg。
螺旋桨校平衡后取去的重量应在叶背焊缝处用电焊方法进行加重，并在与之对称的另一叶片上用手提砂轮机给予打磨直至满足要求为止。
总之，在该对焊接螺旋桨的制造过程中，考虑到浆直径较大，所使用的钢板较厚，不仅每个桨叶的叶面都要由双层板组合而成，内部还设有纵横加强筋，加工工艺复杂，而且加工难度大。同时，制定严格的装配、焊接工艺程序，并按程序进行装配、焊接与检验，确保了该对浆的制造在工艺上能满足设计要求，并在实船使用中也达到了较为理想的效果。
例二：缸套建造方案如下
2.1 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。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。
2.2 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。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H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。
2.3 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。
2.4 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。
2.5 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。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。
2.6 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：
①设备定位部位的定位精度要比工装基础件高；
②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。
2.7 外圆工装的调整。外圆加工工装均为自定心夹具，主要有楔形夹具、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。
本次实习对我而言达到了实习的目的，使我较全面的认识到机械加工方面的工艺，加深了我对课本知识的理解，有助于帮助我对理论知识的掌握。最重要的一点是，本次实习在大三下学期举行，对于即将参加工作我而言，使我提前认识到工作的环境和实践。同时，也让我明白到理论知识的重要性，在今后我会珍惜课堂上的学习，认真学习。最后还要感谢实习带队老师对我的的帮助和指导。