机械厂实习书.docx

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机械厂实习书

汪永明编

安徽工业大学机械工程学院

2003年8月

机械设计制造及自动化专业

机械厂生产实习指导书

根据机械设计制造及自动化专业教学计划的要求，安排机械厂生产实习两周。

这是在金工实习的基础上，进一步联系实践的重要教学环节，将为后续的专业课程学习及今后从事机械制造技术打下一定的基础。

一、实习目的

1.通过现场参观与调研，了解某一产品的机械制造生产过程。

2.熟悉主要典型零件（减速机箱体、传动轴、柴油机机座、机体、曲轴、凸轮轴、齿轮等）的机械加工工艺过程，了解拟定机械加工工艺过程的一般原则及进行工艺分析的方法。

3.了解典型零部件的装配工艺。

4.了解减速机、绞线机、船用柴油机的结构特点及装配工艺。

5.了解一般刀、夹、量具的结构及使用方法。

6.参观工厂计量室与车间检验室，了解公差与测量技术在生产中的应用。

7.参观工厂的先进设备及特种加工，以扩大学生的专业知识面以及对新工艺、新技术的了解。

二、实习内容与要求

1、机械制造的生产过程：

了解该厂的主要减速机、绞线机、船用柴油机的整个生产过程情况及生产中的主要工艺文件（如机械加工过程卡片、机械加工工序卡片等）

2、典型零件工艺：

1）箱体零件的加工：

了解某型号减速机箱体、箱盖（或某型号船用柴油机机座、机体）的机械加工方法，并记录其工艺过程。

分析箱体零件加工平面与孔系的主要加工方法。

2）轴类零件的加工：

了解该减速机传动轴（或柴油机曲轴和凸轮轴）及其机械加工工艺并记录其工艺过程。

了解某道工序的具体加工工艺（技术要求，刀、夹、量具，切削液等）。

3）齿轮加工：

了解齿轮的机械加工工艺，并记录其工艺过程，分析滚齿、插齿加工的运动及特点。

结合工厂的参观，简述磨齿、珩齿、剃齿等的齿轮精加工方法。

3、了解刀、夹、量具的结构及使用方法，常用机床型号及其特点。

4、装配工艺：

1）了解减速机（或船用柴油机）的结构特点及其装配工艺；

2）了解减速机（或船用柴油机）装配后的最终检验项目和检验方法；

3）了解主要零部件在车间的检验情况，了解公差与技术测量在现场应用的实例。

三、实习方法

1.学生通过在该厂的箱体车间、电1车间、电2车间、齿轮车间和装配车间（或箱体车间、中小件车间、分离机车间、齿轮车间和装配车间）等的现场调研实习，对减速机、绞线机（或柴油机）的主要零件的生产流程、加工方法及其主要工艺文件的学习，初步了解它们的机械制造生产过程。

2.聘请工厂技术人员，做典型零件的加工工艺专题技术讲座。

3.学生要记实习笔记（按本指导书的内容与要求），实习结束后完成实习报告。

4.学生实行分组实习，每组选出组长两名，协助带队指导教师，共同负责实习工作。

四、实习纪律

1.实习前学生必须熟悉和领会本指导书各项要求。

2.实习期间不得无故缺勤，有事须提前向指导教师请假。

3.严格遵守工厂各项规章制度，按时上下班，尤其是注意安全，防止发生意外事故。

4.尊重工厂技术人员和工人师傅的指导，发扬尊师爱生、团结互助的精神。

5.实习过程要严肃认真、刻苦钻研、勤学好问，在工人或技术人员同意的前提下，参加适当的劳动。

五、实习考核

生产实习的考核，根据实习的各项要求，检查实习笔记，实习报告等实习业务收获，并综合学生在实习中的表现，出勤情况、劳动态度等予以评定成绩，按五级评分（优、良、中、及格、不及格）。

六、实习地点

1.巢湖市湖滨机械厂

2.安庆市船用柴油机厂

七、实习思考题

1.试记录某减速机传动轴（或柴油机曲轴）的机加工工艺过程，各工序所使用的设备、刀具、夹具是什么？

2.深孔钻加工特点是什么？

采用什么刀具？

3.传动轴（或曲轴、凸轮轴）、齿轮、箱体加工时是如何安装定位的？

定位基准是什么？

4.减速机箱体（或柴油机机座、机体）加工过程中，安排了哪些热处理？

其目的是什么？

5.箱体上加工孔时，如何保证孔系精度？

6.实效处理目的是什么？

常用的方法有哪些？

7.齿形加工有哪些方法？

8.机加工时常采用哪些切削液？

有何作用？

9.在机器生产过程中，装配过程起什么作用？

减速机（或柴油机）装配工艺过程是什么？

10.车削加工用常用刀具材料是什么？

11.实习中你见到哪些机床夹具？

12.例举出实习过程中你见到的机床名称和型号。

八、实习日程安排

日期

内容

备注

第1天

实习动员，布置实习任务、要求等有关事项。

领实习劳保服等，分实习小组，预习实习大纲，做好实习准备。

上午8：

30

教室待定

第2、3天

第2天上午乘车去巢湖（或安庆），安排食宿事宜。

入厂教育，由工厂有关领导介绍工厂生产与技术情况，工厂安全教育、参观热处理车间、铸造车间、冲压车间等。

第4~9天

按实习小组，分别在箱体车间、齿轮车间、电1车间、电2车间和装配车间（或箱体车间、中小件车间、分离机车间、齿轮车间和装配车间）实习相关内容，各车间均有工厂技术人员负责介绍相关情况和实习内容。

另外，安排半天时间，聘请工总工做专题讲座。

第10天

乘车从巢湖（或安庆）返回马鞍山。

第11、12天

写实习小结，补充现场调研或查阅工艺文件，在此基础上写出实习报告，进行实习总结，考评打分。

九、实习报告内容

1.实习报告封面：

包括实习报告题目、姓名、班级、学号、指导教师、日期等；

2.实习报告正文：

需要记录实习过程见到的一些内容（根据本指导书的“实习内容与要求”来写），重点记录和分析典型零件加工工艺，并完成实习思考题；

3.实习心得体会。

注：

实习报告要求不少于20页。

附录：

机械制造技术基础的相关专业知识

一、金属切削过程方面的一些基本概念

1、金属切削过程是用刀具从金属材料（毛坯）上切去多余的金属层，从而获得几何形状、尺寸精度和表面粗糙度都符合要求的零件的过程。

2、金属切削机床的运动分为基本运动和辅助运动。

（1）基本运动按切削时工件与刀具相对运动所起的作用来分，金属切削机床的基本运动可分为主运动和进给运动。

1）主运动是刀具与工件之间的相对运动。

它使刀具的前刀面能够接近工件，切除工件上的被切削层，使之转变为切屑，从而完成切屑加工。

一般，主运动速度最高，消耗功率最大，机床通常只有一个主运动。

例如，车削加工时，工件的回转运动是主运动。

2）进给运动是配合主运动实现依次连续不断地切除多余金属层的刀具与工件之间的附加相对运动。

进给运动与主运动配合即可完成所需的表面几何形状的加工，根据工件表面形状成形的需要，进给运动可以是多个，也可以是一个；可以是连续的，也可以是间歇的。

（2）辅助运动是除主运动和进给运动之外，为完成工件的加工全过程所需的其它运动。

它包括以下几类：

空行程运动、切入运动、分度运动、操纵及控制运动。

3、工件表面

（1）待加工表面——是工件上有待切除的表面。

（2）已加工表面——是工件上经刀具切削后产生的新表面。

（3）过渡表面（加工表面）——过渡表面是工件上由切削刃形成的那部分表面。

4、切削用量三要素：

切削速度vc、进给速度vf（进给量f）、切削深度ap（背吃刀量）

5、金属切削过程中发生的现象

金属切削过程中，始终存在着刀具切削工件和工件材料抵抗切削的矛盾，从而产生一系列现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度以及有关刀具的磨损与刀具寿命、卷屑与断屑等。

6、金属切削过程四大规律：

金属切削变形、切削力变化、切削热与切削温度、刀具磨损与耐用度变化四大规律。

7、四大规律在生产实际中的应用：

改善工件材料的切削加工性、合理选择切削液、刀具几何参数合理选择、切削用量合理选择等。

二、机械加工工艺系统的组成

机械加工工艺系统由机床、刀具、夹具和工件组成。

（一）机床

1、金属切削机床是一种用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，因比又称为“工作母机”或“工具机”，习惯上简称为机床。

2、机床的分类：

以机床的加工方法和所用刀具的特征来分，根据我国制定的金属切削机床型号编制方法（GB/T15975-1994），目前将机床分为12类：

车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床和其他机床。

在每类机床中，又按工艺特点、布局型式、结构性能的不同，细分为若干组，而每一组又细分为系（系列）。

3、机床的型号编制方法

机床的型号是机床产品的代号，用以简明表示机床的类型、通用和结构特性、主要技术参数等。

按照GB/T15375-94《金属切削机床型号编制方法》规定，我国机床的型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律排列组成。

通用机床型号的表示方法为：

例题1CA6140型卧式车床

CA6140

主参数（最大车削直径400mm）

系别代号（卧式车床系）

组别代号（落地及卧式车床组）

结构特性代号（结构不同）

类别代号（车床）

例题2MG1432A型高精度万能外圆磨床

MG1432A

重大改进顺序号（第一次重大改进）

主参数（最大磨削直径320mm）

系别代号（万能外圆磨床系〕

组别代号（外圆磨床组）

通用特性（高精度）

类别代号（磨床类）

（二）刀具

1、刀具材料应具备的性能高的硬度和耐磨性、足够的强度和韧性、高耐热性、良好的工艺性、良好的工艺性。

生产中所用的刀具材料以高速钢和硬质合金居多。

2、刀具的类型根据用途和加工方法不同，刀具分为如下几大类：

车刀、麻花钻、扩孔钻、铰刀、拉刀、圆柱铣刀、面铣刀、成形铣刀、插齿刀、丝锥、键槽铣刀、齿轮滚刀、剃齿刀、砂轮等。

（三）工件工件是机械加工过程中被加工对象的总称，是机械加工工艺系统的核心。

（四）夹具夹具是在机械加工过程中，为保证加工精度而采用的保证工件相对于机床和刀具正确的相对位置，并保证加工过程中不因外力的作用而改变已有正确位置的工艺装备的总称。

（机床夹具见后面）

三、机械加工工艺规程方面的一些基本概念

1、机械加工工艺过程的组成

用机械加工的方法，直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能的过程，称为机械加工工艺过程。

  工序是组成加工过程的基本单元（机械加工工艺过程由一系列的工序组成）。

（1）工序

指一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时对几个）工件连续完成的那部分工艺过程，称为工序。

区分工序的主要依据是：

工作地点是否变动。

（2）安装

工件加工前，使其在机床上占据正确位置的过程，称为安装。

安装分：

定位和夹紧两过程。

（3）工位

指工件在工作台上占据的每一个加工位置，称为工位。

（4）工步

当加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的那部分加工过程，称为工步。

（5）走刀

刀具对工件的每一次切削，称为走刀。

表5.2各种生产类型工艺过程的主要特点

生产类型

工艺过程特点

单件生产

成批生产

大批量生产

工件的互换性

一般是配对制造，没有互换性，广泛用钳工修配

大部分有互换性，少数用钳工修配

全部有互换性。

某些精度较高的配合件用分组选择装配法

毛坯的制造方法及加工余量

铸件用木模手工造型；锻件用自由锻。

毛坯精度低，加工余量大

部分铸件用金属模；部分锻件用模锻。

毛坯精度中等，加工余量中等。

铸件广泛采用金属模机器造型，锻件广泛采用模锻，以及其他高生产率的毛坯制造方法。

毛坯精度高，加工余量小。

机床设备

通用机床。

或数控机床，或加工中心。

数控机床加工中心或柔性制造单元。

设备条件不够时，也采用部分通用机床、部分专用机床。

专用生产线、自动生产线、柔性制造生产线或数控机床。

夹具

多用标准附件，极少采用夹具，靠划线及试切法达到精度要求。

广泛采用夹具或组合夹具，部分靠加工中心一次安装。

广泛采用高生产率夹具，靠夹具及调整法达到精度要求。

刀具与量具

采用通用刀具和万能量具。

可以采用专用刀具及专用量具或三座标测量机。

广泛采用高生产率刀具和量具，或采用统计分析法保证质量。

对工人的要求

需要技术熟练的工人。

需要一定熟练程度的工人和编程技术人员。

对操作工人的技术要求较低，对生产线维护人员要求有高的素质。

工艺规程

有简单的工艺路线卡。

有工艺规程，对关键零件有详细的工艺规程。

有详细的工艺规程。

3、机械加工工艺规程的概念：

（1）定义：

规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件，称为机械加工工艺规程。

（2）工艺规程的作用：

（见教材P130）

a）指导生产的主要技术文件：

起生产的指导作用；

b）是生产组织和生产管理的依据：

即生产计划、调度、工人操作和质量检验等的依据。

c）是新建或扩建工厂或车间基础；

（3）工艺规程卡片格式：

（见教材P128）

a）工艺过程综合卡片（或工艺过程卡片）：

其格式见教材p128表5.3。

此卡片的特点：

列出了整个零件加工所经过的工艺路线，工序内容说明不具体。

适用范围：

单件小批生产。

b）机械加工工艺卡片：

其格式见教材p128表5.4。

此卡片的特点：

以工序为单位详细说明整个工艺过程，能直接指导生产。

适用范围：

成批生产。

c）机械加工工序卡片：

其格式见教材p128表5.5。

此卡片的特点：

以工序为单位详细完整地记载了该工序加工所必须的工艺资料，用来具体指导工人进行操作。

适用范围：

大批大量生产。

4、零件的结构工艺性分析：

（1）结构工艺性：

零件的结构在一定的生产条件下，能够采用较经济的机械加工方法，保质保量的制造出来的特性，称为结构工艺性。

（2）机械加工对结构工艺性的要求：

1）考虑实际加工的可能性：

如方形盲孔的加工；

2）便于刀具的趋进和退出：

如边缘孔的钻削；

3）应统一或减少尺寸种类：

如轴上的退刀槽尺寸的统一、凸台的统一高度等待；

4）尽可能减少加工表面面积：

如箱体底面凹进；

5）避免深孔加工：

如深孔设计成阶梯孔；

6）应外表面联接代替内表面联接：

因外表面加工比内表面加工容易；

7）零件的结构应与生产类型相适应。

5、基准的概念及分类：

（1）基准的定义：

零件上用来确定其它点、线、面位置时所依据的那些点、线、面，称为基准。

（2）基准的分类：

1）设计基准：

零件工作图上用来确定其它点、线、面位置的基准，为设计基准。

2）工艺基准：

是加工测量和装配过程中使用的基准，又称制造基准。

    a、工序基准：

是工序文件上标定加工表面位置的基准。

    b、定位基准：

是加工过程中，使工件占据正确位置所使用的基准。

    c、度量基准（测量基准）：

是用来测量加工表面位置和尺寸而使用的基准。

    d、装配基准：

是装配过程中用以确定零部件在产品中位置的基准。

6、工艺路线的拟订（见教材P136）

拟订工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，需顺序完成以下几个方面的工作。

（1）选择定位基准

原则

原则说明

具体实例

精

基

准

的

选

择

原

则

基准重合原则

应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。

————

统一基准原则

应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的加工表面，以保证各加工表面之间的相对位置关系。

例如，加工轴类零件时，一般都采用两个顶尖孔作为统一精基准来加工轴类零件上的所有外圆表面和端面，这样可以保证各外圆表面间的同轴度和端面对轴心线的垂直度。

互为基准原则

当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准反复加工的方法。

例如，车床主轴前后支承轴颈与主轴锥孔间有严格的同轴度要求，常先以主轴锥孔为基准磨主轴前、后支承轴颈表面，然后再以前、后支承轴颈表面为基准磨主轴锥孔，最后达到图纸上规定的同轴度要求。

自为基准原则

一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为基准

图示为在导轨磨床上磨床身导轨表面，被加工床身1通过楔铁2支承在工作台上，纵向移动工作台时，轻压在被加工导轨面上的百分表指针便给出了被加工导轨面相对于机床导轨的不平行度读数，根据此读数操作工人调整工件1底部的4个楔铁，直至工作台带动工件纵向移动时百分表指针基本不动为止，然后将工件1夹紧在工作台上进行磨削。

在导轨磨床上磨床身导轨面

粗

基

准

的

选

择

原

则

保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则

被加工零件上如有不加工表面应选不加工面作粗基准，这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有较为精确的相对位置

图示套筒法兰零件，表面为不加工表面，为保证镗孔后零件的壁厚均匀，应选表面作粗基准镗孔、车外圆、车端面。

当零件上有几个不加工表面时，应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准。

套筒法兰加工实例

合理分配加工余量的原则

从保证重要表面加工余量均匀考虑，应选择重要表面作粗基准。

在床身零件中，导轨面是最重要的表面，它不仅精度要求高，而且要求导轨面具有均匀的金相组织和较高的耐磨性。

由于在铸造床身时，导轨面是倒扣在砂箱的最底部浇铸成型的，导轨面材料质地致密，砂眼、气孔相对较少，因此要求加工床身时，导轨面的实际切除量要尽可能地小而均匀，故应选导轨面作粗基准加工床身底面，然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面，此时从导轨面上去除的加工余量可较小而均匀。

床身加工粗基准选择

便于装夹的原则

为使工件定位稳定，夹紧可靠，要求所选用的粗基准尽可能平整、光洁，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口切痕或其它缺陷，并有足够的支承面积。

粗基准一般不得重复使用的原则

在同一尺寸方向上粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间位置误差会相当大，因此，粗基一般不得重复使用。

（2）表面加工方法的选择

在选择加工方法时，首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定它的最终工序方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。

1）各种加工方法的经济加工精度和粗糙度（见P136）    某种加工方法的经济加工精度：

是指在正常的工作条件下（包括完好的机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技术等级、标准的耗用时间和生产费用）所能达到的加工精度。

（加工成本与加工精度的关系见P136图5.11）（各种加工方法所能达到的经济精度、表面粗糙度等可查《金属机械加工工艺人员手册》）

2）加工方法和加工方案的选择

a）根据加工表面的技术要求，确定加工方法和加工方案；

（教材P136表5.7、表5.8、表5.9分别为外圆表面、内孔表面和平面加工方案及其经济精度）

b）要考虑被加工材料的性质；如：

有色金属铜的加工，就不能采用磨削的加工方法做为精加工；淬硬的材料必须选用磨削的方法进行加工。

c）要考虑生产纲领，即考虑生产率和经济性问题。

如：

大批大量生产应选用高效率的加工方法，采用专用设备。

d）应考虑本厂的现有设备和生产条件：

即充分利用本厂现有设备和工艺装备。

小结：

具有一定技术要求的加工表面，一般都不是只通过一次加工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往要通过多次加工才能逐步达。

具体实例：

例如，加工一个精度等级为IT6、表面粗糙度Ra为0.2μm的钢质外圆表面，其最终工序选用精磨，则其前导工序可分别选为粗车、半精车和粗磨。

主要表面的加工方案和加工工序选定之后，再选定次要表面的加工方案和加工工序。

（3）加工阶段的划分

1、根据零件的技术要求划分加工阶段。

（见P139）

分以下几个阶段：

2、将零件的加工过程划分为加工阶

段的主要目的是：

（见P139）

（1）保证零件加工质量（精度、表面质量只能逐步提高）；

（2）有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理；

（3）有利于合理利用机床设备。

（4）便于穿插热处理工序：

穿插热处理工序必须将加工过程划分成几个阶段，否则很难充分发挥热处理的效果。

此外，将工件加工划分为几个阶段，还有利于保护精加工过的表面少受磕碰损坏。

粗加工阶段

在此阶段主要是尽量切除大部分余量，主要考虑生产率。

半精加工阶段

在此阶段主要是为主要表面的精加工做准备，并完成次要表面的终加工。

精加工阶段

在此阶段主要是保证各主要表面达到图纸要求，主要任务是保证加工质量。

光整加工阶段

在此阶段主要是为了获得高质量的主要表面和尺寸精度。

（4）工序的集中与分散

工序集中原则

按工序集中原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量多些，将许多工序组成一个集中工序，最大限度的工序集中，就是在一个工序内完成工件所有表面的加工。

（见P139-140）

采用数控机床、加工中心按工序集中原则组织工艺过程，生产适应性反而好，转产相对容易，虽然设备的一次性投资较高，但由于有足够的柔性，仍然受到愈来愈多的重视。

工序分散原则

按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些，最大限度的工序分散就是每个工序只包括一个简单工步。

传统的流水线、自动线生产基本是按工序分散原则组织工艺过程的，这种组织方式可以实现高生产率生产，但对产品改型的适应性较差，转产比较困难。

（5）工序顺序的安排

机械加工工序的安排原则

1）先基准后其它表面

先把基准面加工出来，再以基准面定位来加工其它表面，以保证加工质量。

2）先粗加工后精加工

即粗加工在前，精加工在后，粗精分开。

3）主要表面后次要表面

如主要表面是指装配表面、工作表面，次要表面是指键糟、联接用的光孔等。

4）先加工平面后加工孔

平面轮廓尺寸较大，平面定位安装稳定，通常均以平面定位来加工孔。

热处理工序及表面处理工序的安排

根据热处理的目的，安排热处理在加工过程中的位置。

1）退火：

将钢加热到一定的温度，保温一段时间，随后由炉中缓慢冷却的一种热处理工序。

其作用是：

提高强度和韧性，降低硬度，改善切削加工性。

应用：

高碳钢采用退火，以降低硬度；放在粗加工前，毛坯制造出来以后。

2）正火：

将钢加热到一定温度，保温一段时间后从炉中取出，在空气中冷却的一种热处理工序。

注：

加热到的一定的温度，其与钢的含C量有关，一般低于固相线200度左右。

其作用是：

提高钢的强度和硬度，使工件具有合适的硬度，改善切削加工性。

应用：

低碳钢采用正火，以提高硬度。

放在粗加工前，毛坯制造出来以后。

3）回火：

将淬火后的钢加热到一定的温度，保温一段时间，然后置于空气或水中冷却的一种热处理的方法。

其作用是：

稳定组织、消除内应力、降低脆性。

4）调质处理（淬火后再高温回火）：

其作用：

是获得细致均匀的组织，提高零件的综合机械性能。

应用：

安排在粗加工后，半精加工前。

5）时效处理：

其作用：

是消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。

应用：

一般安排在毛坯制造出来和粗加工后。

6）淬火：

将钢加热到一定的温度，保温一段时间，然后在冷却介质中迅速冷却，以获得高硬度组织的一种热处理工艺。

其作用是：

提高零件的硬度。

应用：

一般安排在磨削前。

7）为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安排在工艺过程最后阶段进行

其它工序的安排

为保证零件制造质量，防止产生废品，需在下列场合安排检验工序：

1）粗加工全部结束之后；

2）送往外车间加工的前后；

3）工时较长和重要工序的前后；

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