机床厂生产实习报告

                         目         录

1.实习目的……………………………………………2页

2.实习内容…………………………………………3~24页

1.典型机床产品的工作原理及结构和性能

2.几类典型机械零件加工工艺方法和机械加工设备       

  的功能

3.机床产品的装配工艺

4.机床产品电器控制系统的基本原理

5.机床箱体零件毛坯准备、加工

6.数控发展方向

7.重庆机床厂组织机构、经营管理、产品规划

3.总结、参考文献…………………… 25 页

实习目的:

通过实习，了解一两种机电产品（或典型零部件）的工作原理及结构和性能；

通过实习，了解几类典型机械零件加工工艺方法和机械加工设备的功能、特点与原理；

通过实习，了解一种机电产品（或主要部件）的装配工艺和检测方法；

通过实习，了解一两种机电产品的电气控制系统的基本原理、控制电器如何进行装配调试；

通过实习，了解零件毛坯的准备，包括铸造、锻压、型材下料车间相应的工艺过程及设备；

通过实习，了解本专业的若干新设备、新结构、新工艺、新材料及未来发展趋势；

通过实习，对某特定工厂的经营管理、组织机构有一个初步概念；

培养学生从实际中学习、调查研究、收集资料、工程写作等能力；

学习广大工人和现场技术人员、企业管理人员的优秀品质，加强职业道德。树立热爱本职工作，刻苦钻研科学技术为祖国现代化多作贡献的思想。

实习内容

1.典型机床产品的工作原理及结构和性能

1.1 YKX3132(M)型数控滚齿机

1.1.1 YKX3132型数控滚齿机的结构布局和移动原理

整机主要由大立柱、小立柱、床身、工作台、滚刀箱等几部分组成。滚刀箱固定在大立柱正面的轴向(垂直)拖扳上，可沿垂直导轨(Z向)上下移动；滚刀箱内安装滚刀的主轴组件，可以沿滚刀轴方向(Y向)做移动，实现窜刀调整；大立柱安装在床身纵向导轨上，通过伺服电机驱动可沿x轴(径向)移动，实现径向进刀和退刀；工作台和小立柱固定在床身的另一侧，工作台上装工件齿轮。小立柱上的顶尖，用于对轴齿轮或齿轮夹具的定心。图2为滚齿机传动图。

图2  YKX3132(M) 数控滚齿机传动图

⑴  机床的主运动

    机床主运动是由装在大立柱顶部的变频调速电动机YPl60L-6驱动的。功率为11KW,基本转速为1000r/min,其恒功率调速范围为1000-2000r/min。

电动机→→27：27→27：27→30：61专滚刀主轴

⑵  机床的分度运动

    根据滚切原理，滚刀转一转，工件相应转转，从机床传动系统图（图3）得:1××××i_分×=（其中分齿挂轮传动比：i_分= = Z0一滚刀头数    Z2一工件齿数)

⑶  机床的进给运动

大立柱的径向进给运动(x轴)及快速移动是由交流伺服电动机(nmaX_2000r／min，22Nm)驱动，可无级调速。

→→→→大立柱

    径向快速进给速度Vmax=800mm／min

⑷  刀架滑板轴向进给Fz及快速移动(z轴)

均由同一伺服电动机(n_max=2000r／min，22Nm)驱动，可无级调速。

   →→→→刀架滑板

轴向快速移动速度Fzmax=660mm/min

(5)  机床的差动运动

    根据滚切原理，在加工斜齿轮时，滚刀垂直移动一个工件的螺旋导程T，则工件必须相应的多转或少一转，这就需要搭差动挂件，i_分仍按i_分=调整，则：

    ×××i_差××i_合×i_分×=1

    其中：T=    t=10    i_合=2

     公式中：B——工件螺旋角

             m——工件法向模数

            Z0——滚刀头数

（6）  滚刀的轴向移位

机床为YKX3132(二轴数控滚齿机)时滚刀的轴向移位是由刀架尾部的XLED0．09一00—1／84l摆线针轮减速机通过丝杠、螺母驱动的。用电机运行时间的长短来控制移动的距离。

   移位的速度V_窜刀：1400××=0．166mm／s

    滚刀轴向移动距离与电机运行时间的关系：

    △T== Sec

    △L=位移量

    △T=移位时间 

1.1.2  加工齿轮时的运动

    滚齿原理

齿轮齿条传动渐开线啮合原理，其运动特点：当齿条以速度v等速移动时，推动齿轮以转速n等速转，并且齿条的移动速度和齿轮分度圆上的圆周速度相等，相当于齿条中线和齿轮分度圆在P点上做纯滚动(如图3a)。如果将齿条磨出刀刃来，井让它像刨刀那样作上下往复的切割运动(如图3c)，同时强制性地保证齿条刀和齿坯之间的相对运动，严格地按齿条与被加工渐开线齿轮啮合时的运动关系，就能够把齿坯切出这样的渐开线齿轮来(图3b)。我们将这种靠一定运动关系加工出渐开线齿形的方法．叫做展成加工法。

的主要因素。

    滚齿的刀具——滚刀

    滚齿需要的运动:

切削运动(主运动)  切削运动就是滚齿机主轴带动滚刀的旋转，转速为n_b；

    分齿运动  分齿运动是保证滚刀转速n_b。和被切齿轮转速c之间啮合的关系。

    垂直进给运动  要切出整个齿宽，必须使滚刀沿被切齿轮轴线作垂直进给运动S_z。

   

图3  滚齿加工原理

1.1.3  YKX3132（M）液压数控机床液压系统

    对于机床的动力方面，传统的动力有电动机、柴油机、蒸汽机、气动、液动等。由于考虑到安全性、高可靠性、快速性、工厂可行性、价格的合理性、生产的可行性、效率性等实际使用原因。对于YKX3132（M）的设计，设计者选用的是控制系统为液压控制原理。

   　与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点：

　　1、液压传动的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置。

　　2、重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。

　　3、操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达2000：1）。

　　4、可自动实现过载保护。

　　5、一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长。

　　6、很容易实现直线运动。

　　7、很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。

控制原理

同过对液压电磁法通电与断电来控制液压阀的通向。对于YKX3132(M)的液压控制，其系统图如：图4，其中控制原理如表图：

图表5

控制图表5  （“—”表示失电；“＋”表示得电）

   

YKX3132(M)液压系统图表4

主要特点

YKX3132(M)是在高效滚齿机基础上发展的两轴数控滚齿机。机床的径向进给运动(X轴)和轴向进给运动(Z轴)，采用了伺服电机驱动数控系统控制，可设置一次、二次方框循环，L循环等多种切削循环方式，除可加工圆柱直齿轮、斜齿轮、短花键轴、链轮等外，还可加工锥度齿、鼓形齿等特殊齿形的齿轮。切削速度可达到70-120mm/min，可使用多头滚刀采用大进给量滚齿。本机床具有滚刀自动窜刀和磁力自动排屑装置。根据用户要求，可配置油雾分离装置，自动上下工件装置，自动去毛刺装置，各种工件夹具，窜刀轴(Y轴)数控，以及冷却液和液压油自动控温装置等。

1.2  YK4232型数控剃齿机的工作原理及其结构和性能

1.2.1 剃齿工作原理与工具

剃齿刀与剃削原理 

剃齿在原理上是利用螺旋齿轮啮合原理，在专用的剃齿机上进行的。常用的刀具是圆盘形剃齿刀，如图6所示。盘形剃齿刀本质上是一个精度很高的斜齿轮，齿形做得非常准确，为使这个斜齿轮能进行切削，选用高速钢材料制成，并经过淬火处理，且在刀齿的两侧齿面上作出若干条容屑槽，以形成许多切削刃而可实现剃齿加工。在与被加工齿轮啮合运转过程中，剃齿刀齿面上众多的切削刃将从被切齿轮齿面才上切下极薄金属层(厚度约为 0．005～O．1mm)，从而提高齿形精度，降低齿面粗糙度，如图7所示。剃齿机及剃齿运动  图8是剃削直齿圆柱齿轮时被切齿轮与剃齿刀之间位置关系及运动情况简图。剃齿加工时，剃齿刀由机床传动链使之正、反旋转，被剃齿轮装在工作台的心轴上，由剃齿刀带动其作正、反向转动。              

图6  剃齿刀

图7 剃齿加工过程

图8   剃齿时的运动

1.2.2   YK4240数控剃齿机的机械传动原理（如图9所示）

图9   YK4240数控剃齿机的传动系统图

2.几类典型机械零件加工工艺方法和机械加工设备的功能

2.1  YKX3132(M)数控滚齿机的关键部件结构及其性能

    该滚齿机是在传统滚齿机的基础上，经过数控化改造，并考虑到提高生产率，能满足高速滚齿、硬质合金刮刀刮齿等的需要，床身、立柱等主要的关键铸件采用双层壁，高筋板结构和矩形大平面塑贴导轨，结构紧凑，动静刚度强、机床传动链短、精度高、轴向、径向进给采用预载滚珠丝杆副驱动。机床工作区全密封防护罩加油分离器，消除高速滚齿时油雾对生产环境的污染，并带自动磁力排屑器。下面对滚刀箱部件和工作台部件说明如下：

 2.1.1滚刀箱部件 

  图10为滚刀箱中的主轴部分结构。主轴结构比较复杂，包括外主轴和内主轴两部分。外主轴被一对主滚动轴承(滚锥轴承)支承在滚刀箱的壳体上。内主轴后段做出花键，插入外主轴孔内的花键孔中，因此当外主轴转动时内主轴将被带动同步转动。内主轴的前端被主轴滑

图10  滚刀箱部分图

座上的一对推力球轴承(承受轴向力)和一个滑动轴承(承受径向力)所支承。内主轴头部有莫氏5号锥孔。滚刀装在带有莫氏5号锥柄的刀杆上(图中未画出)，并被主轴尾部的拉杆拉紧。刀杆的左端则插入装在主轴滑座上的刀杆套筒中，这一措施可以有效提高滚刀承受切削力的工艺系统刚度。至所以要把主轴设计成内外两套主轴的原因在于它是实现窜刀运动所必须的：要求滚刀连同主轴要作轴向(Y向)窜刀调整，而传动齿轮不可能随同移动，因此只好把主轴分成内外两件，

相互可以轴向移动的。     

2.1.2 齿轮坯工件夹具

零件加工精度在很大程度受安装误差的影响，因此工件夹具的设计和现场对夹具的调试十分重要。图11为滚齿机加工轴类零件和盘类零件各一种典型夹具。夹具分别用螺钉固定在在滚齿机工作台上。工件正确安装法的基本要求的安装是保证齿坯的径向跳动和轴向跳动在规定范围之内检验方法依靠千分表或百分表例如对轴类零件，要求两只千。分表1、2分别打在被加工零件轴距离较远的两端；而对于盘类零件，则要求千分表不但检验径向跳动(千分表2的表杆保持水平)，同时还必须控制零件的端面跳动(千分表1的表杆保持垂直)。特别对直径大的盘形齿轮，控制端面跳动更不可省略。

              图11 轴类和盘类零件在滚齿机工作台上

2.3   机械加工工艺过程及组成—轴类零件加工 

    在一个传动系统中,传动轴起着力矩、角速度等的传递，是非常重要的部件，因此传动轴的加工就显得尤为重要。其加工工艺也较为复杂，通过实习结合理论知识了解到其加工的方法及其工艺，以如图12所示为一传动轴的零件，说明其加工过程。

图12  传动轴零件图

    在加工过程中首先要确定的就是加工的基准，以及攻击加工时的点位。在实际生产过程中，加工基准要满足工艺基准，其包含工序基准、定位基准、设计基准、测量基准、装配基准。

    定位基准的选择  为了保证已加工表面之间的相互位置精度及尺寸精度，合理地选择定位基准对保证零件精度、排列加工顺序有着重要作用。对于传动轴的加工来说，从其零件图可以得知，其设计基准为轴的两端面，且考虑到加工方法为车，因此其定位基准为两端面。为了保证其瞒住同轴度、圆跳动的工艺要求，在轴的两端打上定位孔以作夹具定位用。

    工序基准   其中涉及到粗加工，精加工时选择的加工基准，其选择的好与否将决定零件能达到的精度等的多少。因此粗加工的选择通常是轴的两端面，加工好后以轴的两端面为定位加工其余表面。

    精基准的选择  为保证零件的精度要求，互陪性要求等。各基准还需要满足基准重合的原则、基准统一的原则、互为基准的原则、自为基准的原则。综合以上等基准选择及其零件工艺图得加工工艺，工艺具体内容如图表13

图表13

3.机床产品的装配工艺

3.1 制订装配工艺规程的原则

1、保证产品质量

2、满足装配周期的要求

3、降低装配成本

4、保持先进性

5、注意严谨性

6、考虑安全性和环保性

3.2制订装配工艺规程的原始资料

1、产品图纸和技术性能要求

产品图纸包括总装图、部装图和零件图。总装配图上可以了解产品和部件的结构、装配关系、配合性质、相对位置精度等装配技术要求，从而制订装配顺序、装配方法；零件图则是作为在装配时对其补充加工或核算装配尺寸链的依据；技术条件则可作为制订产品检验内容方法及设计装配工具的依据；对产品、零件、材料、重量的了解可作为购置相应的起吊工具、运输设备的主要参数。

2、产品的生产纲领

产品的生产纲领决定了产品的生产类型，而生产类型的不同，其装配工艺特征也不同。

    3、现有生产条件

现有生产条件包括已有的装配设备，工艺设备，装配工具。装配车间的生产面积，装配工人的技术水平等。所制订的装配工艺规程能切合实际，符合生产条件。

4、相关标准资料

3.3  制订装配工艺规程的内容及步骤

1、产品图纸分析

从产品的总装图、部装图了解产品结构，明确零、部件间的装配关系；分析并审查产品的结构的装配工艺性；分析并审核产品的装配精度要求和验收技术条件；研究装配方法；掌握装配中的技术关键并制订相应的装配工艺措施；进行必要的装配尺寸链计算，确保产品装配精度。

2、确定装配的组织形式

根据产品的生产纲领，结构特点及现有生产条件确定生产组织形式。

3、划分装配单元

将产品划分成可进行独立装配的单元是制订装配工艺回程中最主要的一个步骤，这对于大批量装配结构复杂的机器尤为重要。

4、选择装配基准

    无论哪一级的装配单元，都需要选定某一零件或比它低一级的装配单元作装配基准件。

5、确定装配顺序:

（1）预处理工序在前，如零件的去毛刺、清洗、防锈防腐、涂装、干燥等。

（2）先下后上，先内后外，先难后易，首先进行基础零、部件的装配，使产品重心稳定，想装产品内部零、部件，使其不影响后续装配作业；先利用较大空间进行难装零件的装配。

（3）及时安排检验工序。

（4）使采用同设备、供状及需要特殊环境的装配在不影响装配节拍的情况下，尽量集中。处于基准件同一方位的工序尽量集中。

（5）电线、油（气）管路应与相应工序同时进行，以便零、部件反复拆卸。

（6）易燃、易爆、易碎、有毒物质或零、部件的安装禁令放在最后。

6、划分装配工序

装配工序的划分工作包括如下内容：

（1）确定工序集中、分散的程度。

（2）划分装配工序并确定其具体设备。

（3）制订各工序操作规范，如过盈配合所需压力，变温装配的温度，紧固螺栓连接的拧紧扭距及装配环境要求等。

（4）选择设备及供应。

（5）制订各工序装配质量要求及检测项目。

（6）确定工时定额，并协调各工序内容。

7、填写装配工艺文件

装配工艺文件主要有装配工艺过程卡片、检验卡片和试车卡片等。简单的装配工艺过程有时可用装配（工艺）系统图代替。

4.机床产品电器控制系统的基本原理

4.1  电器安装、调试

    每当一台机床被生产出来都要经过很多到检查，以确保机床的安装真确，满足零件加工要求。在实际安装检测过程中，工人师傅通常不需要明白在每个电器图的原理，只需要明白怎么同过电器图来正确安装电路。

4.1.1  电路图的读取，线路的安装

图15  YK3132(M)电器安装图

    

从图15中，可以了解到部分电路图的安装。

输入电源   电源电压：380V，电频：工频（50Hz）保护电阻： 63A保护   线径：16mm²

稳压电源   稳压范围：380V±5%  线径：10 mm²      备注：稳压器需要与地连接   

电源保护   保护开关：QF1  保护电流大小： 63A  

控制变压器及22V插座   控制电压：线电压220V   变压输入电压：相电压380V  线径：1.5mm²   备注：在输入输出都接与保护器

机床照明、开关断电     控制电压：由变压器输入（220V） 控制逻

           辑：QS1=QF6*(SQ1+SQ2)*SA1 （其中SQ1、SQ2属于常闭）

4.1.2   数控电器调试要求

机床型号：YKX3132        采用系统Oimte-TD

调试内容

（1）    电器元件与配电板装配

（2）    系统面板、控纵板装配

（3）    电气接插件等

（4）    外接线

（5）    机床部件及整体上电情况

（6）    电箱与机床走线及元件接线

（7）    检查直流电源正常

（8）    检查直流电源极性

（9）    传PLC程序、系统驱动参数、报警文本、标准加工程序、螺补程序

（10）   试手动动作、设定参考点。协助测试量位置精度

（11）   试循环动作、记录轴负载

（12）   试加工区域保护、主轴保护、回零保护、循环保护

（13）   试段电回退等特殊功能

（14）   协助钳工试切工件

（15）   数据存储

（16）   光盘资料

4.2   验收检查

YKS3132型数控液齿机精度验收

在检查的过程，必须是每个检查的实际值在允许值的范围内，这样才能保证其整个机床的合格性。。

4.3  装配后YKS3132(M)主要参数

YKX3132(M)主要参数

5   机床箱体零件毛坯准备、加工

    机床零件的毛坯主要包括铸件、锻件和型材三大类，对于机床壳体，还还有板料成形、焊接等零部件。机床产品属于成批生产或单位生产性质，毛坯的制备不同于汽车、摩托车等大量生产类型。在大批大量生产的条件下，为了提高生产率和降低成本，铸造工艺往往采用金属模型铸造和压力铸造，断崖工艺往往采用模型锻造和粉末冶金成形等。这种工艺方法不但生产率高，由于毛坯加工余量可以控制的很小，许多表面不需要加工，整个机械加工成本将会大幅度降低。但采用这些先进工艺，不但要购置价格高昂的自动化设备，特别是每种产品都要专门制作成套的模具，模具成本很高，当产品批量很小时，十分不划算。对于机床产品的零件，铸件主要是砂型铸造，锻件主要是自由锻造。

6.数控发展方向

    数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。当前数控车床呈现以下发展趋势。

    1. 高速、高精密化

    2. 高可靠性

    3. 数控车床设计CAD化、结构设计模块化

    4. 智能化、网络化、柔性化和集成化

7.重庆机床厂组织机构、经营管理、产品规划

重庆机床集团于20##年整合重组原重庆第二机床厂、重庆工具厂组建的集团公司。重庆机床集团设置有董事会，下面设置的人力资源部、财务部、采购部、研究所等。企业技术系统由一支370余人的科研、工程技术人员组成的队伍，其中高、中级技术职称人员有230人，并汇集了众多技术精湛的能工巧匠。拥有大批先进的加工设备和计量、检测仪器，其中精、大、稀设备163台，国外进口设备83套，是国家一级计量单位。CNC、CAD、CAM、CAE、CAPP、CAJ等推广应用程度高，以前的老工人也被一批批的组织进行学习。各级技术人员有负责研究开发机床的，也有负责加工零件的。

重庆机床集团从与用户签订合同以后就是产品的生产过程。一台机械设备，往往是由几十乃至几万个零件装配而成，生产组织者根据零件的数量、难易程度将这些零件分散到各个车间或合作厂家进行生产，其生产过程是非常复杂的。将原材料转变为成品的全过程称为生产过程，其中包括原材料的运输、装卸、保管、生产准备、制造毛坯、机械加工、装配、检验、试车，油漆和包装等。在生产过程中，直接改变生产对象(原材料、毛坯或零件)的形状、尺寸和性能使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。毛坯的铸造、锻造、焊接、冲压、改变材料性能的热处理和零件的机械加工等也属于工艺过程。工艺过程在生产过程中具有实质性的地位和作用，是生产过程中的重要组成部分。

机械产品生产过程具体包括以下内容：

1)原材料的运输、保管和准备。

2)生产的准备工作。

3)毛坯的制造。

4)零件的机械加工与热处理。

5)零件装配成机器。

6)机器的质量检查及运行试验。

7)机器的油漆、包装和入库

总      结

时间过得很快，为两周的工厂生产参观实习就结束了。在这段时间里我学到了很多在学校学不到的东西，也认识到了自身的很多不足之处，可以说是收获颇丰。

通过实习，我获得了机械制造的基础知识,了解了现代机械制造工业的一般操作过程、生产方式和工艺过程,熟悉了工程材料主要成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构。同时还了解了生产实际的机械制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在机械制造中的应用。提高和加强了我的工程实践能力、创新意识和创新能力。培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念，强化了遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性，提高了我们的整体综合素质。
  生产实习让我更贴近技术工人的生活,增长了更多的专业知识,认识到了自己的长处与不足。通过这次的生产实习，让我明白了我们需要实际学习掌握的技能还很多很多。我们很快就要毕业了，步入工作岗位后就业单位不会像老师一样点点滴滴细致入微的把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、学习。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。也不仅仅是通过几项工种所要求我们锻炼的几种能力，更多的则需要我们每个人在实习结束后根据自己的情况去感悟，去反思。只有勤奋自勉，才有所收获，才是这次实习的真正目的。为我们今后走向工作岗位奠定了基础。

这次实习也使我对中国机械行业的发展有了深刻的认识，对以后所要从事的工作也有了具体了解，这对我将来的学习和工作有很大的帮助。总之，在这次实习中我收获了很多，希望以后还会有更多的像这样的实习机会。

参考资料

刘品  陈军主编  《机械精度设计与检测基础》 哈尔滨工业大学出版社。

周忆  于今主编  《流体传动与控制》 科学出版社。

李良军主编  《机械设计》 高等教育出版社。

姚英学  蔡颖主编  《计算机辅助设计与制造》。

王成主编  《生产实习指导书》 重庆大学机械工程学院。