机械工程学院卓越计划学生企业学习报告.docx

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机械工程学院卓越计划学生企业学习报告

机械工程学院卓越工程师教育培养计划试点

学生企业学习报告

姓名：

李会国

学号：

080458

专业：

机械电子工程

企业指导教师：

陈耀昌

企业教师职称：

教授级高工

校内指导教师：

张宝生

校内教师职称：

教授

2011年09月10日·北京

目录

1实习说明…………………………………………………………………………………………………

2实习单位简介……………………………………………………………………………………………

3企业学习概述……………………………………………………………………………………………

4企业实习内容……………………………………………………………………………………………

4.1磨床基础

4.2磨床主传动设计

4.3磨床进给系统设计

4.4磨床测量与缺陷改进

5实习感受与体会………………………………………………………………………………………..

一、实习说明

1．企业学习时间

2011年09月26日——2012年01月15日

2．企业学习地点

（1）北京第二机床厂

3．实习性质

教育部卓越工程教育培养计划企业学习

二、实习单位简介：

　北京第二机床厂有限公司是在始建于1953年的原北京第二机床厂的基础上改制组建的一家中国机床行业骨干国有企业，是中国机床工具工业行业骨干企业（“十八罗汉厂”）之一。

地处北京市丰台区卢沟桥畔，占地10余万平方米。

公司通过ISO9001:

2000质量管理体系认证，拥有“北二”品牌的名牌系列产品，是中国机床工具工业协会常务理事单位，北京市高新技术企业。

　　公司装备有大型五面体加工中心、六工位卧式加工中心、数控龙门导轨磨床、箱体类零件柔性生产线等现代化加工设备；配置先进的检测仪器，是国家二级计量单位。

　　北京第二机床厂有限公司主要经营业务包括：

研制、生产、销售数控磨床及高精度外圆磨床、普通精度外圆磨床、专用磨床、凸轮轴磨床、超精加工机床、立卧式加工中心、成套设备、机床配件、功能部件并提供机床维修、维护、机械加工等专业服务。

其中，数控（端面）外圆磨床、高精度外圆磨床、普通精度外圆磨床及超精加工机床在国内居领先水平。

产品广泛应用于航空、航天、军工、汽车、船舶、纺织、电子、轴承、冶金、机床工具、工程机械等行业，在广大用户中享有盛誉。

　　公司遵循“精密可靠、诚信服务、顾客满意、持续改进、争创品牌”的质量方针，坚持“立足高精，发展数控，扩张大型，成线配套”的产品发展方向，竭诚为广大用户提供精良的制造装备和优质的产品服务，致力成为中国高精度外圆磨床、数控外圆磨床、超精加工设备制造商的第一品牌。

三、企业学习概述

在16周的企业学习期间内，由北京第二机床厂公司的老师向我们系统的讲解了其公司数控外圆磨床的基础，数控外圆磨床设计与制造技术主传动设计，数控外圆磨床设计与制造技术进给传动系统和数控外圆磨床设计与制造技术基础件系统。

参观生产加工装配车间，了解了其具体的生产模式。

并且在北京第二机床厂的老师指导下独立完成了头架和进给系统和床身的设计，我们在为期十六周的实习时间内理论知识与实际操作并重，学到了许多在书本里，教室中学不到的知识，这些都使我们受益匪浅。

四、企业学习内容

4.1磨床的基础

（1）加工工艺基础

●满足加工件从安装到加工完成所涉及的工艺手段：

工件安装、

工件定位、工件夹紧、工件加工、工件测量、工件下料及工具

系统

●满足加工工艺措施的适应程度：

高效性、稳定性、可靠性、安

全及柔性加工

●一般加工工艺性要求：

通用机床：

满足车、铣、镗、钻、磨等的各专业加工要

求，适应一定的加工范围及加工精度要求。

专用机床：

满足特定加工件的加工要求

复合机床：

满足一次装夹的多专业加工过程（车、铣、

复合、车磨复合、车铣磨复合，车、热处理，检、磨、复合）

外圆磨床加工工艺性要求及附件

●加工工艺性要求

通用（万能）外圆磨床：

（内孔）外圆（锥）纵、切磨削

端面外圆磨床：

端面及外圆切入磨削

专用外圆磨床

异形轴专用型：

凸轮、曲轴、轧辊、多锥、锥面、圆弧、

方（菱）型

数控型：

磨削中心，复合外圆磨床

其它类：

立式外圆磨、马鞍磨床、无心磨、叶轮（尖）外

圆磨、车轴磨床、磁头磨床、阀芯磨床、轴承环磨床、牙轮磨

床等

●加工件附件：

顶尖、拨杆与轧头、磨削内孔附件（磨架、

磨具、砂轮接杆、三爪卡盘、冷却及防护）

●砂轮（工具）有关的附件：

砂轮修整器、砂轮法兰盘、砂轮

静平衡系统、砂轮吊具

外圆磨床加工工艺性专用附件

●加工件定位工艺性：

顶尖类：

镶、半、平、活，反、梅花型等顶尖及顶夹复合

顶尖

卡盘类：

自定心，液压卡盘（三爪、四爪）花盘，磁盘

特殊卡具：

端定和浮动顶尖、偏心夹具、弹簧卡头、三辊

夹具、电磁无心夹具等

跟刀架：

托架、开口、闭口、液动随动等形式及数控型

砂轮整：

数控、直角、仿型、圆弧、成型滚轮、金刚轮盘、

金刚片等方式

（2）外圆磨床加工工艺性设计要点

●加工效率：

高速磨削、消除空程磨削、自动化功能（砂轮

自动补偿、平衡、自动测量）

●提高机床操作、调整的方便性：

操作软件、定程磨削的闭环

控制、工件锥度校正、进给轴数显、顶尖修整装置、砂轮

直径的校正装置、机床检测标准芯轴

●保证机床加工可靠，稳定及安全性能：

砂轮失电的退出装置、

工件软着陆装置、温控装置、软、硬超程设定装置、机床

全防护装置、油雾吸排装置

（3）液（气）传动基础

●基本形式：

机械能转换成液（气）的压力、流量、方向控制、程

序控制的过程。

●传动技术的特点

以液（油、水）和气作为传动介质

操作控制的方便性和运动的平稳性

自润滑性能和过载保护能力

●液压（传动）技术主要应用：

进给传动及控制、电液伺服传动及

控制、压力成形、润滑、冷却、清洗

●液压传动系统的基本配置

动力部分（供油系统）：

电动机、油泵、压力阀

执行部分（传动位移）：

液动机或油缸

控制部分：

方向阀、节流阀、溢流阀、顺序阀、伺服阀

辅助部分：

油管、压力表、过滤、密封、蓄能、冷却和加热

外圆磨床液压传动技术

●液压传动技术

工作台传动、开停、调速、换向、停留

砂轮架快速进给和自动进给：

切入速度和周期进给量的

自动调整

砂轮修整进给传动及循环：

自动修整和自动修整补偿

机床的辅助动作：

尾架伸缩，量仪进退，润滑控制，工

件卡紧

●设计程序

拟定相应的液压回路

画出液压传动系统原理图

计算进给速度和作用力（确定压力、流量、功率、缸径、

管径的参数）

选用标准或专门设计的液压元件

绘制液压元件的连接总图及油路装配图

外圆磨床液压传动技术

●液压传动技术

工作台传动、开停、调速、换向、停留

砂轮架快速进给和自动进给：

切入速度和周期进给量的

自动调整

砂轮修整进给传动及循环：

自动修整和自动修整补偿

机床的辅助动作：

尾架伸缩，量仪进退，润滑控制，工

件卡紧

●设计程序

拟定相应的液压回路

画出液压传动系统原理图

计算进给速度和作用力（确定压力、流量、功率、缸径、

管径的参数）

选用标准或专门设计的液压元件

绘制液压元件的连接总图及油路装配图密封设计

●密封作用：

阻止液体（气体）从零件结合面泄漏，并防止外界

灰尘、空气、水等浸入出现压力差或浓度差就形成泄漏

●密封的分类及特点

按工作零件状态：

静密封、动密封

按密封件材料和性能：

垫密封、胶密封、填料密封

按密封面间隙状态：

接触密封、非接触密封

●机械机构密封要求：

紧凑，制造、维修方便，成本低；密封结构紧凑，制造、维修方便，成本低、性能良好，稳定

●密封设计

按工作压力、速度及环境选用密封件及相应的结构形式保

证密封件的互换性

符合国家及行业相关标准

（4）密封设计

●密封作用：

阻止液体（气体）从零件结合面泄漏，并防止外界

灰尘、空气、水等浸入出现压力差或浓度差就形成泄漏

●密封的分类及特点

按工作零件状态：

静密封、动密封

按密封件材料和性能：

垫密封、胶密封、填料密封

按密封面间隙状态：

接触密封、非接触密封

●机械机构密封要求：

紧凑，制造、维修方便，成本低；密封结构紧凑，制造、维修方便，成本低、性能良好，稳定

●密封设计

按工作压力、速度及环境选用密封件及相应的结构形式保

证密封件的互换性

符合国家及行业相关标准

机床设计基本要求

●机床设计的基本要求：

好用、适用、稳定可靠

●足够的强度、刚度、抗振、耐热、耐磨、可靠

●技术参数及指标的确定

工艺指标—达到的加工能力

精度指标—被加工件的精度等级

性能指标—长时间保持加工精度

机床规格参数—主参数和一般参数

外圆磨床代表性的技术参数

●结构设计工艺性—满足制造、装配、使用、维护和经济性等

方面要求的结构设计

结构工艺性设计准则

零件加工的工艺性

部件间固定或位移结合的工艺性

装配工艺性

结构设计的经济性

●标准化、通用化及系列化

机床设计基本要求

●机床设计的基本要求：

好用、适用、稳定可靠

●足够的强度、刚度、抗振、耐热、耐磨、可靠

●技术参数及指标的确定

工艺指标—达到的加工能力

精度指标—被加工件的精度等级

性能指标—长时间保持加工精度

机床规格参数—主参数和一般参数

外圆磨床代表性的技术参数

●结构设计工艺性—满足制造、装配、使用、维护和经济性等

方面要求的结构设计

结构工艺性设计准则

零件加工的工艺性

部件间固定或位移结合的工艺性

装配工艺性

结构设计的经济性

●标准化、通用化及系列化

（5）主传动系统分类及设计组成

●主传动的类型

按驱动电机分类：

交流，直流，单速，多速，变速，主

轴伺服，电力矩转台

按传动装置分类：

机械（齿轮，带轮，链轮）液压

按速度连续性分类：

有级和无极（机，电，液）

●主传动系统设计的组成

动力及传动部分：

动力源，定比传动机构，变速机构，

足够的功率和转矩

运动的变换和控制部分：

开停，制动，换向，操纵、点

动、离合

执行件部分（主轴组件）：

包括相关的夹具定位件，高

传动精度及回转精度

辅助装置部分：

密封、润滑、热循环：

冷却，吸雾等，

操作方便灵活

支承件部分：

箱体及其轴承等

（6）主传动运动设计

●转速图的设计：

根据优先数列传动比，转速范围和变速组确定

●设计中的基本原则

级比的规律：

前慢后快，前多后少，前密后疏

传动比的限制：

升速＜2，降速＜4，变速组＜2

变速组升、降速对结构的影响：

一般采用前升后降的原则

尽可能传动链短

●特殊的变速传动系统

多速电机传动系统：

φ＝2，变速简单，体积稍大

采用混合公比的传动：

变速范围大，高、低速级少

采用背轮机构的传动系统：

回曲传动，变速范围大，结构

紧凑

采用公用齿轮的传动系统：

省齿轮，缩短轴的尺寸

无级变速传动：

机械、电气、液压

有级+无级变速传动系统

（7）磨床类型及型号编制

磨床的类型

砂轮磨削通常的一般分类：

外圆、无心、内圆、平面

按专业化分类：

曲轴、凸轮轴、导轨、花键、齿轮、螺纹、

工具、轧辊、双端面、活塞、气门等

按使用磨料分类：

砂轮、珩磨条、油石、砂带、磨粒、布

轮

按砂轮工作表面分类：

周边、端面、成型、大立磨

按特征分类：

加工精度、自动化程度、线速度、主轴方向

●外圆磨床型号编制

按型谱编制：

MGB1420A

按企业专用型号编制:

B2-K3000

模块系列化型号编制:

MK03、GY03

企业外圆磨床的发展和结构特点

●Φ200系列：

MG1420→M01，RHU450→M02

MGK1320G→MK1620，GL5A（P）→MKS1620

●Φ320系列：

M1432→M1432D

●Φ500系列：

M1450，M50→MK1650/T

●Φ50系列:

MMB1305全机械式外圆磨床

●结构特点

万能型与外圆型的主要区别：

头架、砂轮架、工作台、内磨性能

有差异

高速外圆磨床：

砂轮的轴承、电机功率、防护、冷却性能要调整

曲轴磨床：

多中心架、头、尾架同步驱动、偏心调整及大砂轮尺

寸

凸轮磨床：

工作台摇摆和靠模随动、数控联动

轧辊磨床：

靠模装置或数控联动

螺纹磨床：

工作和砂轮运动有严格的关系或数控联动，砂轮架绕

水平轴回转调整

磨削中心：

多砂轮复合磨削

（8）机床动作及性能概述

●机床的动作及性能是影响使用达到效果的能力和机床总体方案

设计的重要因素

动作：

切削运动和运动关系

产生动作的主要方式：

动力源、传动、执行工作

●性能能力指标

工艺性能：

制造、装配、使用、维护、运输的可实现性

外观性能：

视觉、感官、平衡、稳重、色彩等人机环的感

知性

控制性能：

手动、自动、数控、互锁、可靠性

防护性能：

噪声、安全、密封、润滑、抗振、抗磨损环保

的符合性

冷却性能：

排屑、过滤、油水分类、温控

可安装性能：

上下料定位、安装检测（扩大工艺性类型）

（9）工作台滑座部件动作及性能

●工作台：

安装传动元件：

手动、液动、NC等元件

一层或两层工作台（可回转型）

调锥（手动或NC）：

在一定范围内调整

头、尾架移动导向、定位、锁紧

工作台导轨导向、润滑和防护

可安装的附件：

可安装修整器、中心架、靠模座等

●滑座：

安装横进给传动元件（手动、液动、NC）

回转滑鞍或固定滑鞍的多种形式：

砂轮切入方向的改变及

便于前后等高的调整

横进给导轨导向润滑和防护

安装附件：

可安装传感系统（数显、位置检测）、电器开

关、消除空程装置

工艺要求：

吊装、调整、定位及拆卸

●床身：

导向、润滑、防护，支撑各部件

4.1机床

4.2头架传动系统设计

一设计任务书及设计要求

二设计步骤

1.传动装置总体设计方案…………………………………………

2.电动机的选择……………………………………………………

3.确定传动装置的总传动比和分配传动比…………………………

4.传动零件的设计………………………………………………………

5.v带的结构设计………………………………………………………

6.参考资料……………………………………………………………

、

头架传动系统设计说明书

一设计任务书及设计要求

设计任务：

根据在实习和授课内容简单进行头架传动系统设计

设计要求：

主传动：

皮带传动

降速比：

1:

4

变频调速：

最高转速300转/min

二设计步骤：

1传统设计总体方案：

（1）组成：

传动装置有变频电机，减速器，工作件组成。

（2）特点：

工作时传动平稳，能缓冲，吸尘。

（3）确定传动方案：

考虑到皮带传动，变频调速

其传动方案如下图1-1

图1-1

从电动机到工作机的总效率

=0.96﹡0.96=0.9216

为第一对皮带的效率，

为第二对皮带的效率。

2.电动机的选择

由于带式运输机不需要大范围的调速，故选用一般用途的Y系列三相异步电动机。

V带的传动比i=1:

4nw=300r/min

n=i﹡nw=300-1200r/min

综合考虑电动机和传动装置的尺寸，价格和带传动，和传动比。

选定型号为Y90s-4

如图二电动机示意图1-2

图1-2Y90s-4

3.确定系统的总传动比和分配传动比：

总传动比

4式中：

nm－电动机的满载转速，r/min。

取V带传动传动比

1.8i2=2.6

4.传动零件的设计

（一）v带传动的设计计算

1、确定计算功率PC

●由资料[Ⅰ]表8.21工况系数KA=1.1

PC=KAP=1.1KW

2、确定V带型号

根据Pc=1.1KW、n1=1400r/min，由资料[Ⅰ]选z型普通V带。

3、确定带轮基准直径dd1、dd2

由资料[Ⅰ]表8.6P124和图8.13P134取dd1=80mm

大带轮的基准直径为dd2=i1·dd1=144mm（i1为初次分配的带传动的传动比）

由资料[Ⅰ]查表8.3选取标准值dd2=150mm，则实际传动比i带、

1.89

误差

|（i-i带）/i|=0.05=5%符合误差范围合格

4、验算带速V

5.86m/s

带速在5～25m/s范围内。

合格符合条件

5、确定V带基准长度Ld和实际中心距a

（1）初定中心距a0

一般0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）

0.7（dd1+dd2）=0.7（80+150）=161mm

2（dd1+dd2）=2（80+150）=460mm取a0=240mm

（2）计算所需长度L0

847mm

（3）确定基准长度Ld

查资料[Ⅰ]表8.4选取基准长度Ld=925mmLi=900

（4）确定中心距a

240+（925-847）/2=318mm

中心距变动范围：

amin=a-0.015Ld=304.125mmamax=a+0.03Ld=345.75mm

取amin=305mmamax=346mm

6、验算小带轮包角

166.790>120°合格

7、确定V带根数Z

根据dd1=80mm、n1=1400r/min，查资料[Ⅰ]表8.10P127，用内插法得

P0＝0.59

功率增量△P0为

n1=0.0.031N.M

由资料[Ⅰ]图8.11包角系数

0.98

由资料[Ⅰ]表8.4带长度修正系数KL=1.03取K=1

计算V带根数Z

圆整取Z=2根

8、计算初拉力F0与带轮轴上的压力FQ

由资料[Ⅰ]表8.6查得型普通V带的每米长质量q＝0.17kg/m

单根V带的初拉力为

78.62（N）

作用在轴上的压力为

312.98（N）

9.V带轮的结构设计

1）查表得电动机轴的直径为d0=24mm外伸长度L=50故小带轮轴孔直径d=24mm，毂长应小于50mmd1=80mm>（2.5-3）d宜采用腹板式

m=10f=2.5t=12s=8bp=8.50=5.5

2）大带轮d2=150mm应采用腹板式其轮槽部分尺寸与小带轮同槽角为400

5.传动零件设计

1、确定计算功率PC

●由资料[Ⅰ]表8.21P132工况系数KA=1.1

PC=KAP=1.1KW

2、确定V带型号

根据Pc=1.1KW、n1=1400r/min，由资料[Ⅰ]图8.13P134选z型普通V带。

3、确定带轮基准直径dd1、dd2

由资料[Ⅰ]表8.6P124和图8.13P134取dd1=71mm

大带轮的基准直径为dd2=i1·dd1=156.2mm（i1为初次分配的带传动的传动比）

由资料[Ⅰ]查表8.3P116选取标准值dd2=180mm，则实际传动比i带、

2.86

误差

|（i-i带）/i|=0.03=3%符合误差范围合格

4、验算带速V

2.89m/s<25m/s

带速在<25m/s范围内。

合格符合条件

5、确定V带基准长度Ld和实际中心距a

（1）初定中心距a0

一般0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）

0.7（dd1+dd2）=0.7（71+180）=175.7mm

2（dd1+dd2）=2（71+180）=502mm取a0=180mm

（2）计算所需长度L0

733.67mm

（3）确定基准长度Ld

查资料[Ⅰ]表8.4选取基准长度Ld=735mmLI=710

（4）确定中心距a

180+（735-710）/2=180.67mm

中心距变动范围：

amin=a-0.015Ld=169.65mmamax=a+0.03Ld=202.72mm

取amin=170mmamax=203mm

6、验算小带轮包角

150.440>120°合格

7、确定V带根数Z

根据dd1=71mm、n1=777.78r/min，查资料[Ⅰ]表3-3用内插法得

P0＝0.25KW

=0.4N.m查表3-10

功率增量△P0为

n1=0.056

由资料[Ⅰ]图8.11P131包角系数

0.98

由资料[Ⅰ]表8.4P118带长度修正系数KL=0.99取K=1

计算V带根数Z

Z=3.2

圆整取Z=4根

8、计算初拉力F0与带轮轴上的压力FQ

由资料[Ⅰ]表8.6P124查得型普通V带的每米长质量q＝0.17kg/m

单根V带的初拉力为

78.62（N）

作用在轴上的压力为

312.98（N）

9.V带轮的结构设计

1）

带轮的材料选用HT150,大带轮的结构形式采用腹板式，小带轮的结构形式采用实心式。

带轮的基本结构尺寸计算：

已算得d1

=71,

d2=180mm

6.参考资料

1.《机械设计基础》第五版杨可桢李仲生主编

2006年5月版

2.《机械零件设计手册》国防工业出版社

1986年12月版

3.《机械设计手册》机械工业出版社

2004年9月第三版

4.《机械课程设计指导书》第二版

其他有关数据见装配图的明细表和手册中的有关数据。

4.3MGB1420A的进给系统

MGB1420A型高精度半自动外圆磨床进给系统,机床运动部分采用工件径向进给，砂轮轴向往复的运动形式，具有高精度、高效率传动的特点。

一磨床结构和运动形式

（1）床头主轴模块有主轴箱体、套筒式主轴、夹具油缸、主轴电动机及夹具组成。

主轴支撑采用滑动轴承支撑结构，其和传统主轴结构相比，具有了更大的刚性和更高的回转精度，这就保证了磨削的精度和磨削状态的稳定。

（2）轴向进给模块由双层工作台，砂轮轴，往复液压缸，往复电动机及滑块机构组成。

（3）径向进给模块由板桥，滑块，交流伺服电机，联轴器，组合轴承，滚珠丝杠，螺母座，金刚石砂轮组成。

具体结构如图一所示：

图1机床径向进给示意图

图2进给系统的原理图

图2是本系统的传动原理图，除了必备的手动进给及液压快速进退外,还能完成微量进给、自动修整进给、自动磨削进给（包括粗进给、精进给及光磨延时）、补偿进给,自动消除传动链间隙和自动退回进给量等机能。

所有这些机能与液压、电气的控制,保证机床能完成定程磨削?

包括纵磨和切人磨>,自动测量仪控制的自动磨削及砂轮修整等循环。

二采用进给机能集中控制结构

本系统改变