机械制造工艺学生产实习指导书.docx
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机械制造工艺学生产实习指导书
WuhanUniversityofScienceandTechnology
机械制造工艺学生产实习指导书
（修订版）
赵刚张伟肖明编撰
机械自动化学院
机械设计与制造教研室
2006年4月
一、实习的性质、地位、目的和任务
机械制造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密切。
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。
这样的实践知识的积累只能是在机制工艺实习过程中得以完成。
因此，机制工艺实习在高等工科院校的专业教学中占有非常重要的地位，是学生大学阶段获得有关机械制造及加工工艺规程的实践经验与应用技能的主要途径。
机制工艺实习的基本任务就是将学生在课程学习中学到的理论知识，去解决实习中遇到的工程问题，与生产中的实践经验相结合，以便更进一步理解并掌握有关机制工艺学的基础知识。
二、实习的基本内容和教学要求
实习教学的基本内容和要求主要是使学生能在生产现场尽可能多地了解到机械制造的工艺过程以及相关的基础知识。
初步掌握各主要加工方法的性质、特点、基本原理。
具有选择常用机器零件材料、毛坯、加工方法，制定加工工艺规程的基本能力。
初步掌握各主要加工方法所用设备和工具的工作原理、大致结构及运用范围。
学习并掌握机器零件结构工艺及常用机加工工序。
具体体现在如下几个方面：
1.了解典型零件，包括缸体、飞轮、缸盖、重型轴、轴套、机架等零件的结构特点及其用途、制造技术要求、所使用的毛坯材料、热处理方法等。
2.观察分析具体的加工工艺过程，清楚了解各主要工序，包括工序的名称、功用、特点以及所涉及的主要加工设备。
3.了解单件小批生产的工艺特点，熟悉有关典型零件的加工工艺过程，掌握工艺规程的制定方法。
4.了解单件小批生产零件的定位原理和典型夹紧方式，并能结合典型零件的主要工序进行定位分析。
5.了解普通重型机床的型号、传动结构、加工范围以及各种刀具的使用情况。
6.了解大批大量生产的工艺特点，熟悉流水线作业中，典型零件的机加工工艺过程及其制定方法，了解装配工艺过程。
7.了解专用夹具的结构及各元件的功能，分析其定位和夹紧方式。
8.了解有关专用机床的型号、结构和传动原理、加工范围以及各种刀具的使用情况。
9.根据需要聘请现场工程技术人员授课，收集、分析、整理有关技术资料，并就现场生产工艺过程，组织学生研究讨论，提出整改意见。
10.在实习现场尽可能多地收集有关专用夹具设计资料，为机制工艺课程设计奠定坚实的实践基础。
三、实习计划与日程安排
根据教学要求，制定实习计划如下：
1.实习动员。
由学院教学领导、院总支领导、实习带队教师组织学生在实习前进行一次实习动员，强调各项组织纪律及重要事项。
2.实习时间2周，每个工作日现场参观、实习，晚上实习总结。
3.实习教材暂以各实习基地技术资料及现场工程技术人员讲义为蓝本，对不同的实习基地而言，其针对性较强。
4.所有实习自带餐具，费用自理，车票须保留。
四、实习考核
相应的考核内容主要包括：
1.实习表现，包括现场记录、授课笔记和出勤情况；
2.实习报告（不少于10页）；
3.实习考试或答辩。
五、实习安全与实习纪律
1.讲文明，懂礼貌，维护学院集体荣誉，遵守社会公德，遵守实习基地的各项规章制度。
2.服从带队老师及工作人员指挥，实习中做到嘴勤、手勤、腿勤、脑勤。
3.遵守实习基地的安全制度，自觉穿戴工作服、安全帽。
严禁穿拖鞋、凉鞋及短裤进入实习基地。
4.严禁打闹、嘻笑，未经工作人员许可，不得随意触动手柄、开关、按钮。
5.不得迟到、早退，不得请事假，病假须持医院证明。
无故缺席者，一律取消实习成绩。
武汉重工铸锻有限公司
武汉重工铸锻有限公司（国营第471厂）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铸锻中心。
公司创建于1958年，经过四十余年的不断进取，已发展成为集炼钢、锻造、有色及黑色铸造、机械加工、热处理、成套设备制造于一体的国家大型综合机械制造企业。
公司技术力量雄厚，工艺先进，装备精良，拥有现代化管理手段和质量保证体系，能为中外造船、矿山、冶金、石油、化工、水利、电力、航空、航天、水泥、机械等各行各业提供各类大中型铸锻件、成品曲轴、电站用大孔径厚壁无缝钢管及成套设备产品。
该公司目前正在加紧调整产品结构，开展多元化经营，全力实现由单一生产铸锻零部件向生产整机设备的转变。
1999年，公司承接三峡工程永久船闸液压启闭机设备和秦山核电站工程650MW汽轮机导气管及主蒸汽超及管道的制造任务。
一、炼钢能力
该公司拥有电炉、钢包精炼炉、真空脱气装置和电渣重熔炉。
生产系统完整、配套齐全，可生产各种高质量碳素钢、合金结构钢、不锈钢、工模具钢、高级轧辊钢和焊丝用钢等。
生产的钢锭规格为0.2吨—70吨的38种锭型。
冶金碳钢和部分低合金钢的最大钢水量一次可达80吨，电渣锭重量5－15吨。
二、锻造能力
该公司拥有25、38、45MN立式水压机各一台以及20MN卧式水压机，拥有3吨以下的自由锤锻和45MN以下的自由锻水压机群及完整的配套设施，可生产长度≤20米，重量≤40吨，法兰直径≤1500毫米的各种水压机锻件和锤锻件。
三、热处理能力
拥有能加热到1100℃的大型井式炉和各种车底式炉、盐浴炉等加热设备，以及相应的冷却设备、测温仪表、淬火行车、矫直机、取样设备等设施。
可为各类锻件进行热处理，包括不锈钢、耐热钢、高合金钢等锻件的热处理。
四、机械加工能力
拥有各类重型卧车、立车、曲轴车床、轧辊磨床、铣刨床、深孔钻镗床等机械加工设备以及数控镗铣床、数控车床、曲轴磨床、曲轴动平衡机等精密机床。
大直径深孔加工是该公司的显著优势之一，精加工变直径深孔达18米，孔径达800毫米。
部分金属切削设备工艺参数
设备种类
零件外形尺寸（mm）
孔直径（mm）
零件最大重量（t）
外径
长度
卧式车床
Φ3550
21000
160
Φ1600
16000
32
Φ2000
10000
50
Φ2000
20000
40
立式车床
Φ5000
2750
40
Φ3500
2500
30
Φ2500
1600
10
曲轴车床
Φ2080
8000
16
Φ1600
7000
11
深孔钻镗床
Φ2250
18000
Φ800
40
Φ700
12000
Φ320
12
Φ700
6000
Φ50－320
10
轧辊磨床
Φ1000
5000
15
数控车床
Φ1250
7000
高500－1500
18
数控龙门镗铣床
宽2000
5000
高500－1500
20
数控曲轴磨床
Φ1300
6000
6
曲轴主轴颈磨床
Φ100－300
7000
5
五、检测、计量及质量保证体系
该厂具有完善的质量保证体系，取得了GB/T19002-1994GJB/Z9002-96质量体系认证证书，船用产品已获得中华人民共和国船舶检验局（CCS）、英国劳氏船级社（LR）、德国劳氏船级社（GL）、法国船级（BV）、美国船舶局（ABS）、挪威船级社（DNV）、日本海事协会（NK）、韩国船级社（KR）和意大利船级社（RINA）认可。
该厂还取得了大口径厚壁无缝钢管、超高压容器、液压启闭机等产品的生产许可证。
六、主要产品
该厂主要生产大型舰船用零部件，包括船用轴系、舵系零件，生产方式主要以单件小批生产为主。
该厂从国外引进的“TR”镦锻曲轴专利技术及设备，已生产了12PC2-5V、L-V型PA6V280，L-V型20/27、DS、PS、12V230、6ATL25、12V280、5-8T23L、7FDL-16、MTU956等国内外二十余种型号的中速柴油机全纤维曲轴，在此基础上亦可承接新型号“TR”镦锻曲轴的产品开发。
该厂还生产各类船用柴油机零件、船用螺旋桨、机械轴类零件、冶金轧辊、铸件工艺品等。
该厂自1969年生产中国第一只万吨级船舶用铜合金整体螺旋桨以来，已经为中外造船界提供了上千只铜合金、钛合金、不锈钢螺旋桨，其中最大螺旋桨直径达8米，净重27吨。
该厂自1991年开始了电站锅炉用高压、高温大口径厚壁无缝钢管的研制，同期经国家经贸委批准，该厂承担了国家计委下达的“八五”国家重点建设项目《生产电站用大口径厚壁无缝钢管》的技术改造任务。
该厂从日本“住友金属”引进了世界上最先进的锻造钢管制造工艺和生产管理技术及部分关键设备。
通过五年的钢管试制、性能评定、质量鉴定和技术改造，现已建成了钢管生产线和健全的钢管生产质量保证体系，可年产大口径厚壁无缝钢管二万吨。
该厂试制的电站、锅炉用钢管的性能，经机械部组织的专家鉴定，其性能和质量达到了国外同类钢管的实物水平。
大口径厚壁无缝钢管的主要生产工艺如下：
将30t直流电弧炉初炼的钢水，转到40tLFV钢包精炼炉精炼后，浇注成优质钢锭，在红热状态下送往锻管工序。
在4500t立式水压机上，将切除冒口后的红热钢锭冲孔成“U”型杯状，然后在2000t卧式水压机上经一次或多次拔伸，使管壁减薄，管身变长，最终成形。
最后在多种机械加工机床上切削钢管内外表面。
钢管表面切削的主要设备有：
外表面切削车床、磨床，内表面切削深孔镗床、磨床，能满足用户所需钢管的外形尺寸和精度及表面粗糙度的要求。
钢管制造工艺流程示意图：
送红钢锭→大面积切割钢锭冒口→钢锭加热→冲孔→钢坯加热→拔伸→切弃料（毛管两端）→热处理（喷雾淬火）→取试样→性能试验（冲击试验、拉伸试验、弯曲试验）→校直→车架位→镗内孔→精车外圆→内、外磨→超声波、涡流探伤→喷涂→包装发货
所使用的材料主要有：
20G、25、35、45、SA106C、SA299、20MnH、21CrMo10、35CrMo、34CrNi3Mo。
其规格范围一般是：
外径325－1066.8mm，壁厚25－162mm，长度≤8500mm。
大口径厚壁无缝钢管的主要用途有：
1、电站锅炉用高压、高温钢管；2、电力工业用钢管；3、化学工业用钢管；4、机械构造用钢管，如：
重型挖掘机用铲杆、液压机缸体、水闸启闭机油缸、重型矿车油缸、打桩机缸体等。
5、离心铸造管的管模；6、压力容器筒体、反应塔塔体、反应釜釜体、合成塔塔体等；7、各类工业用钢管。
该厂对外承接的生产任务多为大型轴类零件、发动机连杆、发动机曲轴等产品的生产。
合同号
订货单位
铸件下料明细表
2004协3-045
武汉同泰冶金装备公司
合同序号
零件名称
材料牌号
单位下料重量
下料要求
①
止链器轴
35CrMo
220Kg
连下
②
闸刀
35CrMo
220Kg
连下
③
厚托板
16Mn
220Kg
连下
合同号
2003协216-1
材料
JB45A
产品图号
SFWG4000-48/3700
精加工质量（Kg）
12310
产品名称
主轴
粗加工质量（Kg）
9566
序号
工序名称
工序内容
加工设备
1
划线
检查毛坯表面质量及加工余量,在两端划中心孔十字圆线.
平台
2
打中心孔
装夹找正,在两端打中心孔75°A30
T611H
3
车
装夹找正,按图一要求:
①切试环②机性合格后,先带白外圆至√,摸底探伤合格后,再按图一加工各部,并在B端面划找正圆Φ400.
CR61160
4
探伤
超探验收标准JB/T1270-93
5
打引孔
装夹找正,在B端面打引孔Φ105深120
T611H
6
钻镗孔
装夹找正,继续引孔至Φ108深110,钻通孔,并按图一镗通孔到要求.
HzZ1
7
检查
按图一检查,合格后转7#
8
车
夹T端,顶B端,以法兰Φ910外圆找正,按图二要求加工架位和找正带,带平B端面,并划找正圆Φ300（为看线）.
CR61160
9
镗孔
装夹找正,按图二镗通孔到要求.
HzZ1
七、主要生产设备
公司从日本住友金属引进了大口径厚壁无缝钢管的全套生产技术；从波兰引进了"TR"曲轴镦锻专利和专有技术。
公司在生产设施上已拥有炼钢、锻造、热处理、铸铁、铸钢、铸铜、机械加工、非标设备制造和安装等工艺手段及配套技术设备1300余台（套）。
拥有30吨直流电弧炉、10吨、5吨电炉、15吨电渣重熔炉、50吨级真空铸锭装置、40吨级钢包精炼炉各一台；12MN、20MN、25MN、38MN、45MN水压机各一台，3吨以下蒸汽锤4台。
拥有200余台金属切削机床，其中大型机床30余台，高精度数控机床6台和从德国进口的具有世界先进水平的数控曲轴磨床一台。
以上设备组成五条主要生产线：
1、大口径厚壁无缝钢管生产线，引进日本住友冲孔顶伸技术生产，是世界上仅有的四条生产电站锅炉用大口径厚壁无缝钢管的设施之一；
2、"TR"锻造曲轴生产线，从国外引进的"TR"锻造曲轴专利技术及装置，可生产国内外二十余种型号的中速柴油机全纤维曲轴。
具有国际先进生产水平；
3、大型锻件生产线，从炼钢-锻压-机加工-热处理一体化，为中南地区最大的铸锻件生产基地。
4、大中型成套设备制造生产线。
5、船用螺旋桨生产线。
机械加工设备
拥有各类重型卧车、立车、曲轴车床、轧辊磨床、铣刨床、深孔镗床等加工设备以及数控镗铣床、数控车床、曲轴磨床、曲轴动平衡机等精密机床。
大直径深孔加工是我厂显著优势之一，精加工变直径深孔达18米，孔径达800毫米。
数控曲轴磨床
重型卧车
捷克SK50A5m立车
大型深孔钻镗床
数显镗床
设备名称
型号
规格
数控定梁龙门镗铣床
XKA2420×50
工作台面宽度2000mm
工作台面长度5030mm
卧式镗床
TX6113A-1
主轴直径130mm
曲轴车床
C41100
最大工件回转直径1000mm
武钢集团机械设备制造公司
武钢集团机械设备制造公司（武钢机总厂）是武汉钢铁集团的全资子公司，是国资大型综合性机械制造企业。
主要经营机械设备、备件、炉窑、管网及金属结构设计、制造、安装及检修工程，塑料制造、表面工程技术处理、机械工程技术改造、产品研制、技术咨询及转让、建筑材料、耐火材料、冶金机械设备、闲置机电设备销售等业务。
为武钢生产和维修配套的机械设备，同时也为其他的企业定制所需要的机械设备。
公司共有296项科研成果获国家及部，省，市和武钢集团公司科技进步奖；10项产品获冶金部优质产品称号；3项技术取得中华人民共和国发明和实用新型专利。
特色产品有16m铸钢渣罐、镀锡光面导电辊、球形万向节、1600吨剪断机剪刃、尼龙刷洗辊、金属带材开卷机等。
该公司主要由模型车间、铸造车间、锻造车间、齿轮加工中心和金工车间等生产单位组成。
参观过程中应着重了解机械设备制造的一个完整过程。
1>模型车间
①主要设备
设备类型
设备名称
型号
规格
刨床
木工平刨床
MB504B
最大刨削宽度400mm
木工平刨床
MB506C
最大刨削宽度630mm
单面木工压刨床
MB1013
最大刨削宽度1300mm
双保护木工安全平刨床
MB504-1
最大刨削宽度400mm
最大刨削深度2.5mm
刀轴切削圆直径102mm
工作台长×宽2400×530mm
重量1500Kg
空载噪音83dB
带锯机
细木工带锯机
MJ346B
锯轮直径630mm
普通木工带锯机
MJ316A
锯轮直径630mm
钻床
台式钻床
Z512-2
最大钻孔直径12mm
备注
安全操作注意事项
①高度超过300mm的物体不准锯.
②直径40mm以内的圆楔不准锯.
③锯圆形物体时,一定要在两端钉上固定板.
明刃电刨操作注意事项
①长度在300mm以下,厚度在10mm以下不准刨.
②厚度在20mm以下的材料,一定要使用安全压板.
②主要产品：
高炉冷却壁木模
该车间主要依靠木工机械和工人来生产木制模型，而这些木模将在铸造工艺过程中作为模型和型芯。
其外形根据零件的加工图纸来加工的，在砂型的制作中充当模型，而在砂型制作完成以后取出。
采用木制模型加工方便，重量轻，而且成本相对于金属模来说较低。
但是木材材质的固有缺陷也难免使模型表面存在缺陷，一般在加工过程中需进一步修整。
正在加工中的铸造用木模
2>铸造车间
主要采用砂型铸造；主要生产高炉冷却壁。
整个车间分成砂型制作和浇铸两跨。
在砂型制作跨，应注意观察各种砂型铸造方法，对所学机制工艺学知识做进一步的巩固和深化。
整模砂箱造型
地坑造型
就整模造型而言，模型是一整体，分型面是平面，铸型型腔全部在半个铸型内。
其造型简单，铸件不会产生错箱的缺陷。
而地坑造型是利用车间地面砂床做为铸型下箱。
大铸件需在砂床下铺以焦炭，埋上出气管，以便浇注时引气。
地坑造型仅用上箱便可造型，减少了制造专用下箱的生产准备时间，减少了砂箱的投资。
但造型费工，且要求的技术高。
地坑造型中可加入钢筋结构，更方便制作，在浇注之前只需将上箱吊装即可，省却了制作的工艺和时间。
在铸造跨有独立的熔炼工序，需要铸造的铸铁和铸钢都是在该跨生产。
两台电弧炉用来熔炼铁水。
电弧炉的原理是在炉体中插入石墨电极，利用电极在高电压下产生的电弧高温来熔化废钢，以便浇注。
使用电弧炉可以一次加工生产更多的铁水，效率较高，可节省时间，减少污染。
由电弧炉生产出来的铁水装载在铁水罐里由椼车吊运到需要浇注的位置。
用来熔化钢水的电弧炉
浇注之后，等待金属溶液冷却之后拆除砂箱，零部件毛坯就制成了。
毛坯制成以后还需要对毛坯进行一系列的粗加工以使毛坯达到设计要求。
铸造毛坯难免存在表面缺陷，一般有夹砂等缺陷，工人一般会施行清砂工序，或用气割的方法将铸造表面的多余金属切割掉。
3>锻造车间
主要设备：
2t液压自由锻锤1台
3t液压自由锻锤1台
1.5t液压自由锻锤1台
在金属内部会存在纤维组织，纤维组织的稳定性很高，不能用热处理和其他的办法消除，只有通过金属的塑性变形，才能改变其方向和形状，而锻造就是时希望被加工工件的最大正应力方向与纤维的方向重合。
从而使工件的性能得到改善，所以对于很多重要零件，尤其是轴类零件和传动零件，锻造的工艺是必不可少的。
坯料首先在加热炉里加热，在保温炉里保温。
不同的锻造工艺对锻造温度有一定的要求，要求坯料在锻造时处于比较适合发生塑性变形的结构区域。
温度过高会造成工件的过热和过烧，使晶粒急剧增大，造成金属机械性能下降和晶界被氧化，失去塑性。
而温度过低，则金属的可锻性变差不能继续锻造。
一般情况下，工件的始锻温度约为1400摄氏度，终锻温度约为800摄氏度。
当锻件需要被锻造的时候，会由专用车辆将炉内保温的工件夹到空气锤的技工位置。
锻造的工序主要有：
墩粗，拔长，弯曲，冲孔，扭转，错移，墩台阶等。
在锻造的过程中，还有工人师傅实时测量工件的尺寸，以确保锻造工艺的质量。
参观内容主要是自由锻，在实际生产过程中还常使用胎模锻。
模型锻造是在冲击力或者压力作用下，使金属坯料在模锻模膛内被迫塑性变形，从而获得与模膛形状相符的锻件。
它比自由锻有更多的优点：
可以锻造形状比较复杂，尺寸比较精确的锻件，以减小加工余量，节约材料。
不过，模锻设备投资较大，成本高。
锻件的质量受到模锻设备吨位的限制，一般生产质量在150kg以下的锻件，所以模锻更适合于大批量的中小锻件生产。
4>齿轮加工中心
主要设备
设备类型
设备名称
型号
规格
滚齿机
800mm滚齿机
Y3180
最大工件直径800mm
最大模数10mm
大模数少齿数滚齿机
Y30100
最大工件直径1000mm
最大模数20mm
滚齿机
Y320
最大工件直径2000mm
最大模数15mm
插齿机
插齿机
Y54A
最大加工直径500mm
最大模数6mm
插齿机
Y58A
最大工件直径800mm
最大模数12mm
铇齿机
锥齿轮铇齿机
Y236
最大工件直径610mm
最大模数8mm
插床
插床
B50320
最大插削长度320mm
钻床
数控坐标钻床
ZK3450
最大钻孔直径50mm
工作台工作面高度630mm
工作台工作面长度800mm
插齿机加工齿轮
加工齿轮的方法主要是范成法，不需要特殊刀具，只要调整适当的机床参数，就可以用相同的刀具加工出不同规格的齿轮。
齿轮需要较好的机械性能，并且可靠性要求比较高，所以一般齿轮坯料首先都是经过锻造，然后在金工车间用车床加工出外圆，再由刨床或者铣床制好端面，由端面做定位基准面精加工外圆。
然后就可以用铣床来加工齿轮轮齿。
一般都是用铣床来加工外啮合齿轮的轮齿，而加工内啮合齿轮的轮齿就需要插齿机来完成。
在插齿机上由液压驱动刀具做垂直方向上的往复运动，以加工内啮合轮齿。
在加工齿轮的过程中，在刀具运行过程中不断的有矿物油冲洗被加工表面，这样做的目的一方面是防止温度过分升高，影响齿轮的加工质量，防止刀具退火，另一方面也可防止温度过高而使齿轮表面发生氧化。
立式铣齿机加工大齿轮
卧式铣齿机加工齿轮
5>金工1车间
主要生产流程：
平台→一段（设备大）→装配
二段（设备小）
镗床：
T220T200T160T130铣床：
10m龙门铣X62（卧铣）
车床：
立车—C580C550C532X53（立铣）
卧车—C650C630C6201680钻床:
：
Z35Z38
刨床插床：
B550B532B520
①主要设备
设备类型
设备名称
型号
规格
车床
普通车床
CW61100
床身上最大工件回转直径1000mm
最大工件长度5000mm
普通车床
CY6140
床身上最大工件回转直径400mm
最大工件长度1500mm
立式车床
C5225
最大车削直径2500mm
铣床
龙门铣床
XA2130×100
工作台宽度3000mm
工作台长度10000mm
龙门铣床
X2010A
工作台宽度1000mm
工作台长度3000mm
立式升降台铣床
X53K
工作台工作面宽度400mm
工作台工作面长度1600mm
镗床
卧式镗床
T6112
主轴直径125mm
卧式镗床
TX68
主轴直径85mm
钻床
钻床
RFh00/300
Hungary制造
磨床
卧轴矩台平面磨床
M7150A
工作台工作面高度500mm
工作台工作面长度2000mm
卧轴矩台平面磨床
M7130
工作台工作面高度300mm
工作台工作面长度1600mm
专用外圆磨床
H057
最大磨削直径500mm
最大磨削长度4000mm
插床
插床
B5050A
最大刨削长度500mm
插床
B5020
最大插削长度200mm
②主要产品
零件名称
小
升级会员 