机械设计制造及其自动化毕业设计实习报告

一、任务书

机械设计制造及其自动化专业的培养目标是使学生德、智、体全面发展，具有从事机电一体化产品、系统和控制智能的设计、维护、制造及开发基本能力的应用型专门人才。学生要有机械电子两方面的基础理论，还要将理论与实践相结合，在实践中提高能力。通过毕业实习，可以进一步巩固和深化所学的理论知识，弥补理论教学的不足，以提高教学质量。因此，这次实习的任务如下：

主要任务：

1 针对本次毕业设计课题内容，在生产实践中了解、分析一些典型的自动化生产线的设备组成、关键技术和生产概况，以及最新发展趋势。

2 结合所学的专业知识详细分析CA6140卧式车床上的法兰盘在工厂生产过程。

3 学习了解了营口星火重型机床有限公司先进的CAD、CAE、FastCAM、Solidworks技术，及软硬件组成和应用情况。

4 在生产部学习生产管理知识，如何提高产品质量和经济效益。

实习方法：

1 采取现场参观和劳动相结合的方法。向车间工人和技术人员学习，请企业专业技术人员现场讲解设备工作过程、加工情况、质量控制等。

2 现场调查研究。结合毕业设计内容，收集和查阅相关技术文献与资料。

3 现场讨论学习，加深知识理解和吸收。

4.现场实际操作学习，极大地提高了实战经验。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二、实习内容

本次实习主要参观装配和技术加工车间，了解机床在加工时的加工工艺。

2.1生产实习内容

1. 摇臂万能铣床的主要特点是可以转任何一个角度，所应用的场合一般是单件小批量生产；

    2. 摇臂万能铣床的六大件分别是悬梁、转盘、床身、工作台、床鞍、升降台；该铣床的导轨分为移置导轨和滑动导轨两种导轨，其中滑动导轨需要淬火处理，一般较长的导轨需要淬火；

3. 摇臂万能铣床在铣齿轮时需要装分度头，装刀时刀具与主轴锥面紧密结合，这样使不易变形；同时铣床的锥度有7：24不能自锁，而莫氏锥度能自锁.
    4. 牛头刨床加工效率低，应加工窄长面工件，万能磨床可以磨轴类外圆柱、孔、和锥面；以及加工其他东西；
    5. 工作台面加工需要注意：平行度，平面度，精度等；工作台面表面需要进行淬火处理；在安装时需要用百分表进行精度调整而且精度的调整要与国家标准来对照；
    6. 床鞍轴承上、下两半圆在镗床上安装好以后再进行加工；
    7. 升降台之间设计迷宫形油槽的作用是为了让润滑油不易益处，使工作台面能够有效地润滑；
    8. 万能摇臂铣床X轴方向丝杆动，螺母不动；Y轴方向丝杆不动，螺母动；Z轴方向丝杆动，螺母不动；当丝杆不动螺母不动时就是卡死现象；
    9. 铣床与刨床加工工件的不同特点：铣床用于加工较大的面（如底面），加工效率较高；而刨床加工T形槽和窄长面（如导轨面）；
    10.粗磨与精磨得基准是统一的，定位时与百分表接触，如果机床本身精度有问题需要人工进行精度的调整；
    11.夹紧与孔的大小，接触面的面积大小，水平面是否水平有着密切的联系；
    12. 工作台一般用铸件毛坯来加工，材料牌号HT250,仅第一步，钳（划线）分为两个步骤：

一、以划线为基准，划出台面余量线、中心线；

二、其余按要求划出各面的余量加工线；此道工序在大件车间完成，在铣床或刨床上加工；
    13. 升降台的导轨面有两种：水平导轨面、垂直导轨面；
    14. 砂轮越程槽：为了加工方便而设立的，此砂轮越程槽在刨床上加工；设立的目的是为了防止在加工燕尾导轨时将刀具打坏；
    15. 加工工件时需要考虑效率、成本、和精度，具体要求由工厂情况而定；
    16. 在机床上加工工件时，必须用夹具装好夹牢工件。将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。将工件夹牢，就是对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧，这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程，称为装夹。
    17..工件的装夹方法有找正装夹法和夹具装夹法两种。找正装夹方法是以工件的有关表面或专门划出的线痕作为找正依据，用划针或指示表进行找正，将工件正确定位，然后将工件夹用虎钳中，按侧边划出的加工线痕，用划针找正。
    18. 工作夹紧概述 
   夹紧的目的是防止工件在切削力、重力、惯性力等的作用下发生位移或振动，以免破坏工件的定位。因此正确设计的夹紧机构应满足下列基本要求： 
     （1）夹紧应不破坏工件的正确定位； 
     （2）夹紧装置应有足够的刚性； 
     （3）夹紧时不应破坏工件表面，不应使工件产生超过允许范围的变形； 
     （4）能用较小的夹紧力获得所需的夹紧效果； 
     （5）工艺性好，在保证生产率的前提下结构应简单，便于制造、维修和操作。

手动夹紧机构应具有自锁性能。
    19.工件在夹具中定位的任务是：使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置。工件定位的实质就是要限制对加工有影响的自由度。
    20. 加工中心中贴塑导轨的加工过程：加工面拉毛、滑铣、晾干、涂胶、最后压紧，一般要压紧48小时；
    21. 在检验燕尾是否是55度，应于标准化进行接触磨（涂色法）；
    22. 工作面是否水平需要水平仪来检测，将水平仪放在桥板上首尾相接，依次测量；
    23. 若精加工以后的重要工作面上有夹砂和气孔时，先将夹砂和气孔钻掉，然后再进行塞补；
    24. 在介绍测量工作台面平面度时，先建立一个假想平面，在上面放三个等高块，需要用平尺和可调量块，如图所示：
    25. 发蓝处理：强制性的氧化措施
    26. 升降台的砂轮越程槽加工时一定要在淬火之前，因为淬火之后工件不易加工；
    27. 工作台的加工先加工工作台面，再以工作台面为粗基准加工导轨面；
    28. 镗床夹具镗床夹具又称镗模，是一种精密夹具，主要用于加工箱体类零件上的孔或孔系。
    29.镗床夹具由主要部分组一个完整的镗床夹具，应该由夹具体、定位装置、夹紧装置、带有引导元件的导向支架及套筒、镗杆等主要部分组成。
    30.工件在镗床夹具上常用的定位形式工件在镗床夹具上常用的定位形式有用圆柱孔、外圆柱面、平面、V形面及用圆柱销同V形导轨面、圆柱销同平面、垂直面的联合定位等。
    31 . 钻床夹具的主要类型钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。
    32. 钻模的设计要点钻 套 钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工孔的位置，引导刀具进行加工，提高加工过程中工艺系统的刚性并防振。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。
     （1）固定钻套 

（2）可换钻套 

（3）快换钻套 

（4）特殊钻套；

钻模板 钻模板用于安装钻套，确保钻套在钻模上的正确位置，钻模板多装在夹具体或支架上， 常见的钻模板有： 

（1）固定式钻模板 

（2）铰链式钻模板 

（3）可卸（分离）式钻模板 

（4）悬挂式钻模板
    33.工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位；工件限制的自由度少于六个称为不完全定位。
    34. 支承：作用起限制自由度已达到定位的作用；支承有三种（1）固定支承（2）调节支承（3）自位支承《浮动支承》
    35. 床身导轨的粗磨应在端面磨削，生产效率高，加工表面精度低；床身导轨的精磨应在周边磨削，生产效率低，加工表面精度高。
    36. 导轨精磨时砂轮修整应增加或加少材料。
    38. 升降台燕尾导轨导磨性好，刚度差；矩形导轨磨性差，刚度好。
    39. 铣刀类型选择
      根据被加工零件的几何形状，选择刀具的类型有：
        1）加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切，而避免      刀刃与工件轮廓发生干涉，一般采用球头刀，粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀， 
        2）铣大的平面时：为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀， 
        3）铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀， 
        4）铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀， 
        5）孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具，
    40.  加工中心是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床，是具备两种机床功能的组合机床。它的最大特点是工序集中和自动化程度高，可减少工件装夹次数，避免工件多次定位所产生的累积误差，节省辅助时间，实现高质、高效加工。
    41.加工中心可完成镗、铣、钻、攻螺纹等工作，它与普通数控镗床和数控铣床的区别之处，主要在于它附有刀库和自动换刀装置。

2.2.1毛坯选择

零件是CA6140卧式车床上的法兰盘，材料为灰铸铁HT200，由于其本身并没有承受到多少力的作用，轮廓尺寸不大，且零件形状并不复杂，工件质量为1.4kg，根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.3-1，我们可以选择用金属型浇铸的铸造形式给予完成毛坯制备，毛坯的加工余量等级为F，且毛坯形状应尽量选择与零件形状接近，对于Φ20通孔、Φ4孔及Φ6孔在毛坯中不铸造出来，而是通过加工的方式获得。

毛坯的相关尺寸通过确定加工余量之后决定。

2.2.2定位基准的选择

定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。

因法兰盘可归为轴类零件，且带有Φ20通孔，孔是其设计基准，并存在与其他表面较高的位置精度要求，为避免由于基准不重合而带来误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，就是选择Φ20通孔和Φ100凸台左端面为精基准。以此来完成对Φ45外圆、端面及倒角、Φ90的右端面、槽3×2以及孔4、孔6的加工。这样易于保证Φ20通孔与100左端面及90右端面的相互位置精度。

由于本法兰盘所有表面都需要加工，而Φ20通孔和Φ100凸台左端面做为精基准又需要现进行加工，因此应选择外圆及一端面作为粗基准，端面参照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以法兰盘右端Φ45的外圆及Φ90的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧Φ45外圆，这样可同时消除四个自由度，再以Φ90的右端面定位可消除五个自由度。以此完成对零件左端及Φ20通孔的加工。

2.2.5 工件表面加工方法的选择

本零件的加工面有外圆、内孔、端面、车槽等，其材料为灰铸铁HT200。对于工件任意加工表面的加工方法拟定我们综合考虑了现有的加工技术，工厂的实际情况以及加工方案实施的难易程度，而对于公差等级的选用我们参照《简明机械制造工艺手册》表5-59、5-60、5-61，并最终选用了该加工方法所能达到的经济精度。

一．(右) Φ45外圆表面：公差等级为IT7~IT8，表面粗糙度为0.8, 采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

二．Φ20内孔：公差等级为IT7，无表面粗糙度要求，采用钻→扩→粗铰→精铰的加工方法，倒角用车刀加工。

三．（左）Φ45外圆表面：未注公差等级，根据表面粗糙度等级及已选加工方法可以确定公差等级为IT7~IT8，表面粗糙度为0.4，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

四．Φ90外圆表面：未注公差等级，根据表面粗糙度等级及已选加工方法可以确定公差等级为IT7~IT8，表面粗糙度为0.4，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

五．Φ90突台右端面：未注公差等级，根据表面粗糙度等级及已选加工方法可以确定公差等级为IT7~IT8，表面粗糙度为1.6，采用粗车→半精车→精车的加工方法。

六．Φ90突台左端面：未注公差等级，根据表面粗糙度等级及已选加工方法可以确定公差等级为IT8~IT9，表面粗糙度为0.4，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

七．Φ100外圆表面：未注公差等级，根据表面粗糙度等级及已选加工方法可以确定公差等级为IT7~IT8，表面粗糙度为0.8，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

八. Φ100突台右端面：未注公差等级，根据表面粗糙度等级及已选加工方法可以确定公差等级为IT8~IT9，表面粗糙度为0.4，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

九．Φ100突台左端面：未注公差等级，根据表面粗糙度等级及已选加工方法可以确定公差等级为IT7~IT8，表面粗糙度为1.6，采用粗车→半精车→精车的加工方法。

十．Φ45右端面：未注公差等级，根据表面粗糙度等级及已选加工方法可以确定公差等级为IT12，无表面粗糙度要求，采用粗车的加工方法。

十一．槽3×2：未注公差等级，根据表面粗糙度等级及已选加工方法可以确定公差等级为IT12，无表面粗糙度要求，采用粗车的加工方法。

十二.Φ90突台距离轴线34mm的被铣平面:未注公差等级, 根据表面粗糙度等级及已选加工方法可以确定公差等级为IT7~IT8，表面粗糙度为3.2，采用粗铣→精铣的加工方法。

十三.Φ90突台距离轴线24mm的被铣平面:未注公差等级，根据表面粗糙度等级及已选加工方法可以确定公差等级为IT7，表面粗糙度为0.4，采用粗铣→精铣→磨削的加工方法。

十四.4-Φ9孔：未注公差等级, 根据表面粗糙度等级及已选加工方法可以确定公差等级为IT11~IT12，无表面粗糙度要求，采用钻削的加工方法。

十五.Φ4的孔：未注公差等级, 根据表面粗糙度等级及已选加工方法可以确定公差等级为IT11~IT12，无表面粗糙度要求，采用钻削的加工方法。

十六. Φ6的孔：未注公差等级, 根据表面粗糙度等级及已选加工方法可以确定公差等级为IT9，表面粗糙度为3.2，采用钻→铰的加工方法。

2.2.6制订工艺路线

制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。

（1）工艺路线方案一：

工序一： 粗车 Φ100柱体左、右端面。

工序二： 钻、扩Φ20mm孔。

工序三： 粗车Φ90柱体左端面，粗车Φ45 、Φ90、Φ100的外圆表面。

工序四： 半精车Φ100柱体左、右端面，半精车Φ90左端面，半精车Φ45 、Φ90、Φ100的外圆表面，车100柱体的倒角、Φ45 柱体的过度倒圆

工序五： 精车Φ100左端面、Φ90左端面

工序六： 粗铰、精铰Φ20mm孔至图样尺寸

工序七： 粗车Φ90右端面，粗车Φ45外圆、端面及倒角。

工序八： 半精车Φ90右端面，半精车Φ45外圆、端面及倒角。

工序九： 精车Φ100左端面、Φ90右端面，车槽3×2，车Φ20孔两端倒角

工序十： 粗铣Φ90柱体距离轴线34mm、24mm的两侧面

工序十一： 精铣Φ90柱体距离轴线34mm、24mm的两侧面

工序十二： 钻Φ4孔，铰 Φ6孔。

工序十三： 钻 4-Φ9孔。

工序十四： 磨削B面（即Φ45外圆面、 Φ100右端面、 Φ90左端面）。

工序十五： 磨削外圆面 Φ100， Φ90，Φ45。

工序十六： 磨削 Φ90突台距离轴线24mm的侧平面。

工序十七： 刻字刻线。

工序十八： 镀铬Φ100。

工序十九： 检测入库。

（2）工艺路线方案二：

工序一  粗车Φ45外圆表面、右端倒角及右端面，粗车Φ90柱体右端面。

工序二  半精车Φ45外圆表面、右端倒角及右端面，半精车Φ90柱体右端面。

工序三  钻、扩Φ20mm孔。 

工序四  粗车Φ100柱体左、右端面，粗车Φ90柱体左端面，粗车Φ45、Φ90、Φ100外圆表面。

工序五  半精车Φ100柱体左、右端面，半精车Φ90柱体左端面，半精车Φ45、Φ90、Φ100外圆表面，车Φ100、Φ90柱体倒角，车Φ45柱体的过度倒圆。

工序六  精车Φ100、Φ90柱体左端面。

工序七  粗铰、精铰Φ20mm孔至图样尺寸。

工序八  精车Φ100柱体左端面，精车Φ90柱体右端面，车槽3×2。

工序九  粗铣Φ90柱体距离轴线34mm、24mm的两侧面。

工序十  精铣Φ90柱体距离轴线34mm、24mm的两侧面。

工序十一 钻、铰Φ4孔与Φ6孔。

工序十二 钻 4-Φ9透孔。

工序十三 磨削外圆面Φ100，Φ90，Φ45。

工序十四 磨削B面（即Φ45外圆面、Φ100右端面、Φ90左端面）。

工序十五  磨削Φ90柱体距离轴线24mm的侧面

工序十六 刻字刻线。

工序十七  镀铬Φ100。

工序十八  检测入库。

（1）定位基准的选择。由零件图可知，Φ90柱体的两侧面对Φ20孔中心线有一定的距离要求，其设计基准为Φ20孔中心线。为了使定位误差为零，应该选择以Φ20孔定位的自动定心夹具。因此这里选择定位销和支撑板组成对Φ20孔的定位，同时，为了缩短辅助时间，准备采用气动夹紧。

（2）切削力、扭矩结合功率的计算。刀具：硬质合金端面铣刀，Φ125mm，z=12，

则：                         

（见《切削用量简明手册》表3.28）

故  ==11315N

==707.2N·m

==710kW

  水平分力：1.1=12446.5N

  垂直分力：=3394.5N

（3）定位误差分析。

夹具的主要定位元件为短定位销，由于定位配合的间隙的影响，会使工件的中心发生偏移，所以该定位销的尺寸公差可视为本零件在工作时相配的尺寸公差，所以定位误差为：-0.013mm

平面支承定位的移动误差较容易计算，当忽略支承误差且定位基准制作精度较高时，工序尺寸的基准位移误差视为零。

（1）定位基准的选择。由零件图可知，Φ6、Φ4孔均在Φ45柱体外圆面上，对Φ45外圆表面有一定的距离要求，其设计基准为Φ45表面线。为了使定位误差为零，应该选择以Φ45外圆表面定位的V型块定位。因此这里选择以工件Φ45外圆表面及Φ100左端面和Φ90圆上小平面为定位基准，在V型块、支承撑板、支承钉实现完全定位。同时，为了缩短辅助时间，准备设计为翻转式钻模块。。

（2）钻削力及功率的计算。刀具：高速钢标准钻头，d=4mm。

计算公式：切削扭矩：（N·m）

轴向力：（N）

切削功率：（kW）

公式中个系数参看《机械制造公式设计手册》表3-31，根据以上计算出来数据可得各结果如下：

=0.175（N·m）

=604（N）

=0.036（kW）

（3）定位误差分析。

零件规定孔在轴线Φ45圆周上，已知孔位置主要由夹具体定位误差、夹具体与钻模板的配合误差、钻模板以及夹具体的制造误差组成。

夹具体即V型块的制造误差为：- 0.030~-0.060

夹具体与钻模板即可换钻套反转钻模的配合误差：+0.034~+0.016

故误差不超过允许误差。

 

 

 

 

 

三、总 结

1、了解了当代机械工业以及摇臂万能铣床的发展概况，生产目的、生产程序及产品供求情况。
　　2、了解了机械产品以及摇臂万能铣床的生产方法和技术路线的选择，工艺条件的确定以及流程的编制原则。
　　3、了解了机械产品以及摇臂万能铣床的的质量标准、技术规格、包装和使用要求。
　　4. 在企业员工的指导下，见习生产流程及技术设计环节，锻炼自己观察能力及知识运用能力。
　　5、社会工作能力得到了相应的提高,在实习过程中，我们不仅从企业职工身上学到了知识和技能，更使我们学会了企业中科学的管理方式和他们的敬业精神。感到了生活的充实和学习的快乐，以及获得知识的满足。真正的接触了社会，使我们消除了走向社会的恐惧心里，使我们对未来充满了信心，以良好的心态去面对社会。同时，也使我们体验到了工作的艰辛，了解了当前社会大学生所面临的严峻问题，促使自己努力学习更多的知识，为自己今后的工作奠定良好的基础。