機械工藝的實(shí)習報告
在前兩次的實(shí)習中,我們都好像在旅游。而今年年底之前的這一次實(shí)習是我們第一次真正的在一個(gè)固定的地方學(xué)習相對來(lái)說(shuō)比較實(shí)際的東西——機械工藝實(shí)習。我們對這一次實(shí)習是比較比較期待的，因為我們要去實(shí)習的地方是中國一拖。這是一個(gè)以農業(yè)裝備、工程機械、動(dòng)力機械、車(chē)輛和零部件制造為主要業(yè)務(wù)的大型綜合性機械制造企業(yè)集團。在那里我們可以看到一些機械設備的生產(chǎn)線(xiàn)和生產(chǎn)過(guò)程。這是我們以前沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的東西。
帶興奮的心情我們坐著(zhù)火車(chē)去一拖，凌晨五點(diǎn)多我們來(lái)到了一拖東方大酒店。大家抓緊時(shí)間爬上床去休息。等到下午三點(diǎn)多，老師帶著(zhù)我們去接受安全教育，然后放了一些關(guān)于工廠(chǎng)歷史安全事故，這是一個(gè)很重要的過(guò)程。那些血淋淋的事件給了我們很大的震驚，也讓我們對自身在工廠(chǎng)內的安全更加注重和提高警惕。之后老師還對我們進(jìn)工廠(chǎng)時(shí)提了一些行為規范和穿著(zhù)要求。
第二天我們就正式開(kāi)始進(jìn)廠(chǎng)參觀(guān)實(shí)習。當一進(jìn)廠(chǎng)房?jì)�，我們就很驚奇，寬大的廠(chǎng)房是我們以前沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的，而且里邊又是排滿(mǎn)生產(chǎn)設備和裝備線(xiàn)。接下來(lái)的幾天我們都是在這樣的地方開(kāi)始我們的學(xué)習，每天都在機器聲中穿行。在講解員的帶領(lǐng)下，一邊看著(zhù)一件件零件和一臺臺機器被生產(chǎn)出來(lái)，一邊聽(tīng)著(zhù)老師的講解，使我們慢慢地解除了對機械工藝加工的神秘感。而我們這次著(zhù)重就機械工藝加工過(guò)程中的工件定位與夾緊進(jìn)行學(xué)習和研究。
機床、夾具、刀具和工件組成了一個(gè)工藝系統。工件加工面的相互位置精度是由工藝系統間的正確位置關(guān)系來(lái)保證的。因此加工前，應首先確定工件在工藝系統中的正確位置，即是工件的定位。而夾緊是讓工件在正確的位置上保持不動(dòng)。
工件定位的目的是為了保證工件加工面與加工面的設計基準之間的位置公差(如同軸度、平行度、垂直度等)和距離尺寸精度。工件加工面的設計基準與機床的正確位置是工件加工面與加工面的設計基準之間位置公差的保證;工件加工面的設計基準與刀具的正確位置是工件加工面與加工面的設計基準之間距離尺寸精度的保證。所以工件定位時(shí)有以下兩點(diǎn)要求：
一是使工件加工面的設計基準與機床保持一正確的位置;
二是使工件加工面的設計基準與刀具保持一正確的位置。下面分別從這兩方面進(jìn)行說(shuō)明：
1 .為了保證加工面與其設計基準間的位置公差(同軸度、平行度、垂直度等)，工件定位時(shí)應使加工表面的設計基準相對于機床占據一正確的位置。
2 .為了保證加工面與其設計基準間的距離尺寸精度，工件定位時(shí)，應使加工面的設計基準相對于刀具有一正確的位置。
表面間距離尺寸精度的獲得通常有兩種方法：試切法和調整法。
試切法是通過(guò)試切——測量加工尺寸——調整刀具位置——試切的反復過(guò)程來(lái)獲得距離尺寸精度的。由于這種方法是在加工過(guò)程中，通過(guò)多次試切才能獲得距離尺寸精度，所以加工前工件相對于刀具的位置可不必確定。
調整法是一種加工前按規定的尺寸調整好刀具與工件相對位置及進(jìn)給行程，從而保證在加工時(shí)自動(dòng)獲得所需距離尺寸精度的加工方法。這種加工方法在加工時(shí)不再試切。生產(chǎn)率高，其加工精度決定于機床、夾具的精度和調整誤差，用于大批量生產(chǎn)。 工件定位的方法 工件定位的方法有三種：
(一)直接找正法定位
直接找正法定位是利用百分表、劃針或目測等方法在機床上直接找正工件加工面的設計基準使其獲得正確位置的定位方法。這種方法的定位精度和找正的快慢取決于找正工人的水平，一般來(lái)說(shuō)，此法比較費時(shí)，多用于單件小批生產(chǎn)或要求位置精度特別高的工件。
(二)劃線(xiàn)找正法定位
劃線(xiàn)找正法定位是在機床上使用劃針按毛坯或半成品上待加工處預先劃出的線(xiàn)段找正工件，使其獲得正確的位置的定位方法，此法受劃線(xiàn)精度和找正精度的限制，定位精度不高。主要用于批量小，毛坯精度低及大型零件等不便于使用夾具進(jìn)行加工的粗加工。
(三)使用夾具定位
夾具定位即是直接利用夾具上的定位元件使工件獲得正確位置的定位方法。由于夾具的定位元件與機床和刀具的相對位置均已預先調整好，故工件定位時(shí)不必再逐個(gè)調整。此法定位迅速、可靠，定位精度較高，廣泛用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)中。
工件定位之后就要考慮夾緊的問(wèn)題，夾緊的目的是防止工件在切削力、重力、慣性力等的作用下發(fā)生位移或振動(dòng)，以免破壞工件的定位。因此正確設計的夾緊機構應滿(mǎn)足下列基本要求：
1 .夾緊應不破壞工件的正確定位;
2 .夾緊裝置應有足夠的剛性;
3 .夾緊時(shí)不應破壞工件表面，不應使工件產(chǎn)生超過(guò)允許范圍的變形;
4 .能用較小的夾緊力獲得所需的夾緊效果;
5 .工藝性好，在保證生產(chǎn)率的前提下結構應簡(jiǎn)單，便于制造、維修和操作。手動(dòng)夾緊機構應具有自鎖性能。
工件夾緊力三要素的確定根據上述的基本要求，正確確定夾緊力三要素(方向、作用點(diǎn)、大小)是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。
1 .夾緊力方向的確定
(1) 夾緊力的方向不應破壞工件定位。
(2)夾緊力方向應指向主要定位表面。
2 .夾緊力作用點(diǎn)的確定
(1)夾緊力的作用點(diǎn)應落在支承范圍內。
(2)夾緊力的作用點(diǎn)應落在工件剛性較好的部位。
(3)夾緊力的作用點(diǎn)應靠近工件的加工部位。
這次實(shí)習中，涉及到的機器工件很多，而我則著(zhù)重研究了機械中的曲軸零件，以就下就簡(jiǎn)單地介紹曲軸及其加工工藝知識。
曲軸是引擎的主要旋轉機件，裝上連桿后，可承接連桿的上下(往復)運動(dòng)變成循環(huán)(旋轉)運動(dòng)。它也是發(fā)動(dòng)機上的一個(gè)重要的機件，其材料是由碳素結構鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個(gè)重要部位：主軸頸，連桿頸，(還有其他)。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個(gè)典型的曲柄滑塊機構。曲軸的潤滑主要是指與搖臂間軸瓦的潤滑和兩頭固定點(diǎn)的潤滑. 這個(gè)一般都是壓力潤滑的，曲軸中間會(huì )有油道和各個(gè)軸瓦相通，發(fā)動(dòng)機運轉以后靠機油泵提供壓力供油進(jìn)行潤滑、降溫。發(fā)動(dòng)機工作過(guò)程就是，活塞經(jīng)過(guò)混合壓縮氣的燃爆，推動(dòng)活塞做直線(xiàn)運動(dòng)，并通過(guò)連桿將力傳給曲軸，由曲軸將直線(xiàn)運動(dòng)轉變?yōu)樾D運動(dòng)。曲軸的旋轉是發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力源。
曲軸是帶有曲拐的軸，它仍具有軸的一般加工規律，如銑兩端面、鉆中心孔、車(chē)、磨及拋光等，也有它的特點(diǎn)，包括形狀復雜、剛度差及技術(shù)要求高，采取相應的工藝措施，分析如下：
1、剛度差
曲軸的長(cháng)徑比較大，又具有4個(gè)連頸，剛度較差。為防止變形，在加工過(guò)程中應當采取下列：選用有較高剛度的機床、刀具及夾具等，并用中心增強剛性，從而減少變形和振動(dòng);采用具有兩邊傳動(dòng)間傳動(dòng)的剛度高的機床來(lái)進(jìn)行加工，可以減少扭轉變彎曲變形和振動(dòng);在加工中盡量使切削力的作用互相;合理安排工位順序以減少加工變形;增設校直工序。
2、形狀復雜
連頸和主頸不在同一根軸線(xiàn)上，在連頸加工中易產(chǎn)生衡的現象，應配備能迅速找正連頸的偏心夾具，且應衡塊。
3、技術(shù)要求高
其技術(shù)要求一般根據軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項：
(一)尺寸精度
起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對其尺寸精度要求較高(IT5~IT7)。裝配傳動(dòng)件的軸頸尺寸精度一般要求較低(IT6~IT9)。
(二)幾何形狀精度
軸類(lèi)零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應將其公差限制在尺寸公差范圍內。對精度要求較高的內外圓表面，應在圖紙上標注其允許偏差。
(三)相互位置精度
軸類(lèi)零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定的。通常應保證裝配傳動(dòng)件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求，否則會(huì )影響傳動(dòng)件(齒輪等)的傳動(dòng)精度，并產(chǎn)生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動(dòng)一般為0.01~0.03mm，高精度軸(如主軸)通常為0.001~0.005mm。
(四)表面粗糙度
一般與傳動(dòng)件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.5~0.63μm，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.63~0.16μm。
定位基準選擇：
1、粗基準的選擇
為了保證中心孔鉆在主頸毛坯外圓面的軸線(xiàn)位置上，主頸的外圓面為粗基準。同時(shí)為了保證所加工的基準軸向尺寸，選用第四主頸兩側扇板面為軸向粗基準。
2、輔助粗基準的選擇
在扇板上銑出兩個(gè)工藝平面即是加工連頸時(shí)所用的輔基準。
3、精基準的選擇
加工主頸及與其同軸心的軸頸外表面時(shí)，以中心孔為準。加工連頸時(shí)，用加工的法蘭和小頭的外圓及連頸1作為精基準基面，這樣便于保證技術(shù)要求。此外，軸位基準采用第3主頸的兩個(gè)臺階面，與設計基準一致。
曲軸的加工流程如下：
1、毛坯(小型曲軸為鍛造、大型曲軸為球墨鑄鐵鑄造)，鍛造時(shí)是將棒料燒紅后通過(guò)多道鍛模，鍛成多拐平面狀，在紅熱狀態(tài)下最后一道工序將各拐擰轉到相應的角度。
2、車(chē)定位，在普通車(chē)床上找出主軸頸的中心，車(chē)兩端定位(如圖) 3、鉆質(zhì)量中心孔
質(zhì)量中心孔：當物體繞一軸線(xiàn)旋轉時(shí)，如果對外未表現出力的作用，那么這一軸線(xiàn)稱(chēng)為該物體的質(zhì)量中心線(xiàn)，再按此質(zhì)量中心線(xiàn)鉆出中心孔，這樣的中心孔稱(chēng)為質(zhì)量中心孔。幾何中心孔：中心孔位于幾何軸線(xiàn)上，這樣的孔稱(chēng)為幾何中心孔(比較：質(zhì)量中心孔先要對曲軸進(jìn)行動(dòng)平衡找出曲軸的質(zhì)量軸線(xiàn)，可以減少曲軸動(dòng)平衡時(shí)的去重工作量，提高動(dòng)平衡的合格率。但質(zhì)量定心機床要比普通幾何中心孔機床的價(jià)格貴得多)。如圖：
4、銑傳送搭子
5、車(chē)與主軸頸同軸的所有軸頸。采用中心孔定位，驅動(dòng)采用第三連桿軸頸上的傳送搭子。使用成型刀具，加工效率高 ，但刀具壽命低。如圖： 6、車(chē)連桿軸頸，是在專(zhuān)用車(chē)床上，刀架跟隨連桿軸頸一邊旋轉一邊進(jìn)刀，一次同時(shí)車(chē)兩個(gè)同角度的連桿軸頸;(試制或非批量生產(chǎn)是在普通車(chē)床的卡盤(pán)上做一個(gè)偏心夾具，把連桿軸頸作為旋轉中心)
7、鉆油道孔，曲軸從主軸頸到拐臂到連桿軸頸內部都有潤滑油道，是用專(zhuān)用設備進(jìn)行深孔鉆;
8、高頻淬火，對主軸頸和連桿軸頸進(jìn)行淬火，提高表面硬度;
9、磨主軸頸，
10、磨連桿軸頸，是非常精密的專(zhuān)用曲軸磨床，會(huì )自動(dòng)邊測量邊磨削，精度是按0.01毫米控制的;
11、 動(dòng)平衡去重
動(dòng)平衡：發(fā)動(dòng)機在穩定工況運轉時(shí)，如果傳給支撐的作用力的大小和方向不隨時(shí)間而變化，這種狀態(tài)稱(chēng)為動(dòng)平衡。發(fā)動(dòng)機的動(dòng)平衡包括：慣性力系的平衡性和扭矩的平衡性。靜平衡：旋轉質(zhì)量系統在靜平衡器上能夠隨遇平衡，即系統的質(zhì)心位于旋轉軸線(xiàn)上。曲軸工作時(shí)，它的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都有離心慣性力。理想的情況是慣性力都能在曲軸內相互平衡，不傳遞到支承上。但曲軸的質(zhì)量分布不是均勻的，旋轉時(shí)離心力系不能平衡，也就是說(shuō)曲軸的不平衡現象是以主軸頸軸線(xiàn)為中心的質(zhì)量分布不對稱(chēng)引起的慣性力所致。 曲軸的不平衡，破壞了發(fā)動(dòng)機的平穩運轉，產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，加劇磨損，影響發(fā)動(dòng)機的工作和使用壽命。曲軸的平衡去重包括兩個(gè)部分：不平衡量的檢測;不平衡量的修整。不平衡量的單位：F=mrw2，由于mr是物體本身的性質(zhì)決定的，不隨轉速的變化而變化，用mr(g.mm)作為不平衡量的單位。
以上就是我這次實(shí)習的總結，由于這次實(shí)習只有短短的五天的時(shí)間，而且還要看一些別的東西，比如后橋、發(fā)動(dòng)機、齒輪等的加工工藝，與及在實(shí)習的過(guò)程中并沒(méi)有多少資料可以查詢(xún)，所以對曲軸及其加工過(guò)程的了解就這么多。其實(shí)我還是希望能有多一點(diǎn)的時(shí)間去更深地研究曲軸及其工藝流程。
不過(guò)這一次實(shí)習對我們來(lái)說(shuō)收獲也不小，因為以前從來(lái)沒(méi)有做過(guò)這樣的實(shí)習或接觸過(guò)關(guān)于機械方面的東西。這次的實(shí)習除了對一些機械零件、它的加工藝流程以及一些機械加工生產(chǎn)線(xiàn)有了一些了解之外，還使我們對課內的理論知識有了一個(gè)更深入、更形象的理解。同時(shí)在這次實(shí)習中我們看到了一個(gè)個(gè)巨型的齒輪讓我們很是激動(dòng)不已。我們更加深了對機械設計的興趣。我想這也是我們要實(shí)習的目的之一吧�？傊@次實(shí)習給我們增長(cháng)了很多關(guān)于機械加工的直觀(guān)的認識。我希望還有機會(huì )去做這樣的實(shí)習。
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