組合機床回轉工作臺夾具設計
目 錄
前 言 2
第一章 工 廠 簡 介 3
一、 焦作市神華重型機械制造有限公司簡介 3
二、 河南焦礦機器有限公司簡介 3
三、 焦作市制動器有限公司簡介 4
四、 中軸集團公司簡介 4
第二章 部 分 零 件 加 工 工 藝 7
一、工件 7
二、工件的加工工藝分析 8
三、 M419活塞的加工工藝分析 10
第三章 結束語 1
前 言
這次生產見習是我們參與實踐活動的很重要的一部分，在老師的帶領下我們見習了神華重型機械有限公司，焦作制動器廠、中原軸件廠、焦做礦山機械廠等5個工廠。可以說我們在這次實習中學到了很多在課堂沒學到的知識,受益匪淺：
1.實習目的：
生產實習是我們機自專業(yè)知識結構中不可缺少的組成部分，并作為一個獨立的項目列入專業(yè)教學計劃中的。其目的在于通過實習使學生獲得基本生產的感性知識，理論聯(lián)系實際，擴大知識面；同時專業(yè)實習又是鍛煉和培養(yǎng)學生業(yè)務能力及素質的重要渠道，培養(yǎng)當代大學生具有吃苦耐勞的精神，也是學生接觸社會、了解產業(yè)狀況、了解國情的一個重要途徑，逐步實現(xiàn)由學生到社會的轉變，培養(yǎng)我們初步擔任技術工作的能力、初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能；體驗企業(yè)工作的內容和方法。這些實際知識，對我們學習后面的課程乃至以后的工作，都是十分必要的基礎。
2.實習內容：
①掌握機械加工工藝方面的知識及方法
②了解切削刀具方面的知識，熟悉常用刀具的結構、選擇、用途等
③了解機床和數(shù)控系統(tǒng)的知識，特別是加工中心等典型的數(shù)控設備
④了解企業(yè)生產管理模式，學習先進的管理方式方法
⑤熟悉、鞏固鑄造工藝及設備方面的知識
第一章 工 廠 簡 介
一、焦作市神華重型機械制造有限公司簡介
? 焦作神華重型機械制造有限公司（原焦作重型機械制造有限責任公司）是集科技開發(fā)、生產經營、技術服務于一體，具有百年歷史的國家二級企業(yè)，國家二級計量單位，省級文明單位，中國煤礦機械裝備公司及河南省煤礦機械制造公司成員廠。公司現(xiàn)有職工二千多人，其中各類專業(yè)技術人員300余人，中、高級專業(yè)技術職稱人員50余人。擁有固定資產5000萬元，年產值7000萬元，各種機加工設備300臺（套），其中5m立車、5m滾齒機、大型數(shù)顯落地鏜銑床等精良設備50臺（套）。公司技術力量雄厚，下設機械加工、鉚焊、鑄造、熱處理、檢測及安裝等分廠，有先進的理化實驗、計量檢測、產品檢測、信息中心等。本公司面向煤礦、建材、化工、冶金、電力、環(huán)保等行業(yè)，可承攬年產120萬噸煤炭設備、30萬噸水泥成套設備、15萬千瓦電煤磨設備及20萬噸純堿成套設備、0.6—30萬千瓦燃煤電廠環(huán)保設備制造及安裝，產品遠銷全國二十六個省、市、自治區(qū)，曾多次為國家重點工程配套。2000年12月獲得中國方圓認證委員會質量認證中心ISO9001國際質量體系認證。質量方針是：滿足顧客的需要是永恒的追求。質量目標是：質量體系按ISO9001標準保持穩(wěn)定有效運行，產品一次交驗合格率95%。以高質量、低成本、優(yōu)質服務、達到顧客滿意為宗旨。本公司面向煤礦、建材、化工、冶金、電力、環(huán)保等行業(yè)。多次為國家重點工程配套帶式輸送機，在用戶中享有較高聲譽。
二、河南焦礦機器有限公司簡介
河南焦礦機器有限公司前身為焦作礦山機器股份有限公司，工廠始創(chuàng)于1949年。2005年9月，職工共同出次，買斷國有凈資產，完成了企業(yè)改制。
公司下設11個生產分廠，有各類加工設備600余臺，其中大型、精密、稀有設備110多臺，從鑄、鍛、鉚、焊到加工、裝配，形成完善的工藝手段和產品質量控制體系，已通過ISO9001質量體系認證，是一個具有相當規(guī)模和實力的重型機械制造企業(yè)。河南省中小礦山機械產品質量監(jiān)督檢驗測試中心站設在該公司。
公司產品以破碎、粉磨設備為主導，主要有：年產30萬噸及以上的水泥成套設備;用于火力發(fā)電機組的系列煤磨機;各種顎式、錘式、賀錐式破碎機;冶金用氧化球團設備;全套選礦設備;高低壓電控制裝置;電除塵、水污染處理環(huán)保設備等。公司還將著力于潔凈煤生產設備、風力發(fā)電設備和大型精密鑄造件的市場拓展，以滿足更多不同行業(yè)的需求。
三、焦作市制動器有限公司簡介
焦作制動器有限公司擁有先進的工業(yè)設備，雄厚的技術實力，完備的檢測手段，嚴格的質量管理體系，高素質的專業(yè)銷售隊伍，信譽至上的售后服務宗旨，是公司進入市場，贏得用戶的有力保證。公司擁有高效的工程師3人，中級工程技術人員17人，技術人員25人，可為用戶提供國際產品和非標產品的設計和制造。
公司生產的主要產品有：電力液壓塊式制動器、電力液壓推動器、電力液壓盤式制動器、電磁鐵塊式制動器、電磁盤式制動器等。公司生產的制動器型號多，品種齊全，產品暢銷全國各地，應用于起重運輸、冶金、礦山、港口、建筑等機械驅動裝置的機械制動，具有結構緊湊，制動平穩(wěn)，安全可靠，維修方便，耗電低，壽命長，無噪音，操作頻率高等特點。公司產品首家通過"國家建筑城建機械質量監(jiān)督檢測中心"認證。
四、中軸集團公司簡介
中軸集團公司的核心企業(yè)中原軸件廠原本是一個小廠，后來由于大膽采用了節(jié)能節(jié)材的生產工藝，在市場競爭中贏得了主動，產品供不應求，急需擴大生產規(guī)模。當時原焦作市標準件廠北廠有20多畝廠區(qū)和2000平方米的廠房因生產不景氣在閑置。1994年初，中原軸件廠對其實施了吸收式合并，迅速在其現(xiàn)成的廠房內建起了一條大型生產線，這樣既保證了接收過來的原標準件廠職工有活干，也使企業(yè)的生產規(guī)模和經濟實力迅速壯大。
1996年春節(jié)前夕，中原軸件廠整體收購了破產的原焦作市起重設備廠，2月7日宣布接收，2月8日該廠440名職工即得到妥善安置。為使下崗職工能早一天上崗，中原軸件廠的領導放棄休息，除夕夜帶領工人在車間抹水泥，整修地面。經過28天的緊張奮戰(zhàn)，原來破舊不堪的起重設備廠被改造成年產30萬件齒輪軸的專業(yè)廠。當職工穿著新廠服參加新廠開工典禮時，不少重新上崗的職工激動得流下了熱淚。一位老工人感慨地說：“中軸廠把這么好的設備安到我們這里，又有這么好的工作作風，我們真的有出路了。”當年，齒輪專業(yè)廠就創(chuàng)利320萬元。
“職工的心是企業(yè)的根”
近幾年來，中軸集團公司每進行一次大的改革行動和戰(zhàn)略調整，都找職工座談討論，以期達到多數(shù)職工的理解和支持。去年，中軸集團公司先后在公司5個大的成員廠召開職工民主座談會，每場座談會均有300到500名職工參加，場面頗為壯觀。座談會上，對職工提出的問題，公司領導推心置腹，一一作答。5場座談會下來，共有120余名職工發(fā)言，或提意見建議，或就企業(yè)的改革和發(fā)展發(fā)表看法。會后，公司又專門安排人調查研究，使職工所提的問題得到了圓滿的解決。
廠務公開在中軸集團公司已實行多年。一次，公司工會主席尚致和到下面檢查廠務公開情況，在一個生產車間聽到有工人議論，說車間管理人員和輔助工太多，就是再減去一半也不會影響車間生產任務的完成。尚致和回來后，公司幾個領導一通氣，立即整改，近一半的管理人員和輔助工被減下來當了操作工，車間面貌煥然一新。
中軸集團公司從1998年開始劃小核算單位，將原來的生產車間轉化為模擬經營實體的專業(yè)廠，讓專業(yè)廠直接面對市場，對市場信息作出快速靈敏的反應。經過一段時間的探索，中軸集團公司決定由公司紀檢和工會出面，對本單位的財務、工資分配、招待費、通信費、勞保用品發(fā)放等每月審查一次，然后簽名認可。一個專業(yè)廠的廠長克扣工人工資4000多元情況被查證落實后，公司對這名廠長及時作出了免除廠長職務、開除留用的處分。?
其旗下的焦作中軸森特凸輪軸有限公司是專業(yè)研制和生產高檔發(fā)動機凸輪軸的企業(yè)，注冊資本2700萬元，現(xiàn)有職工280人，其中高中級技術人員63人。公司引進德國CBN雙磨頭高線速數(shù)控凸輪型面磨削工藝和主軸徑磨削工藝，采用美國凸輪軸檢測儀及國產先進的數(shù)控凸輪軸加工設備，工藝裝備水平國內一流。企業(yè)年產高檔汽車發(fā)動機凸輪軸30萬根，主要與廣西玉柴、山東濰柴、一汽大柴、江蘇錫柴等國內知名汽車發(fā)動機廠家配套河南中軸集團有限公司是軸類產品的生產基地,依靠H750、H1000、H1200系列楔橫軋機，能軋制四缸、六缸、八缸等直徑小于120MM，長度小于1200MM的多種鋼制凸輪軸毛坯。
引進的德國、美國等國際最先進的凸輪軸磨削加工及檢測設備，能同時滿足不同用戶對凸輪軸毛坯、半成品、成品的各種需求。
目前該公司凸輪軸同國內幾大知名柴油機主機廠家直接配套，供貨信譽良好。
第二章 部 分 零 件 加 工 工 藝
根據本次畢業(yè)設計的內容介紹一下實習中見到的典型工藝。
一 工件
（1）工件是機床的工作對象，是機床總體方案設計的主要依據。因此，必須明確工件的特點和加工要求，如：被加工孔的尺寸精度、加工表面各個孔之間的相互位置精度、孔的加工深度等。
選擇典型工件進行分析: （見圖1－1）
圖1－1 減振器活塞支承座工件
在一圓盤上鉆大孔Φ3mm,內孔中Φ3mm的表面粗糙度為Ra=3.2μm, 圓盤上鉆小孔Φ2.5mm,表面粗糙度也為Ra=3.2μm，大小孔的加工深度均為10mm，圓盤總厚度22mm。大小孔的內表面粗糙度要求不高，所以不在加工設計要求范圍，正常情況都可以達到。
零件材料為45號鋼，考慮到零件的用途及在工作中受力不很大的情況，我們可以利用鑄件（砂型鑄造），然后再利用調質、熱處理過程，以達到零件的技術要求：HRC35—40。
① 此生產類型為中批生產，應盡量提高生產率，降低生產成本。此加工工件的重量較輕，可采用手動裝卸。
②由于此工件要求的加工精度不高，故采用一次成型加工，不需經過鉆孔、擴孔、鏜孔等過程。
（2）使用要求
將所設計立式雙面10工位16軸的小型組合機床列入自動線或流水線內時，須與線內其他的機床有相同的節(jié)拍（工作循環(huán)時間）和裝料高度，并盡可能采用統(tǒng)一的夾具和輸送裝置，以便于自動輸送和裝卸工件。
（3）制造條件
了解制造條件和技術水平：
如：工件的鑄造過程
工件的熱加工條件
工件的機械加工條件
工件的裝配條件
工件的材料及外協(xié)情況
在擬定組合機床床身整體結構的過程中，要隨時考慮到制造的可能性和經濟合理性，使設計方案落到實處，使所設計鉆床好用、好造、好修。對生產批量大，生產率要求高時，機床布局應有下特點：機床的主軸和工作臺的設計更有利于工件的裝卸和加工。
二 工件的加工工藝分析
2.1 工藝方法對鉆床結構和性能的影響
機床上的工藝方法是多種多樣的。按工種可分為車、銑、刨、鉆、鏜、磨、研磨、電加工、超聲波加工以及激光加工等；每一工種還可細分，如鉆加工工藝有鉆孔、擴孔、鉸孔、锪孔、攻螺紋等加工；按加工精度和表面光潔度可分為粗加工、半精加工、精加工、提高光潔度加工等；按工序集中程度可分為單刀、多刀、單工件、多工件、單工位、多工位等；按作業(yè)形式可分為平行作業(yè)、順序作業(yè)、平行及順序作業(yè)等；按刀具結構可分為簡單刀具、復合刀具等。
由于工藝方法的多樣性，加工同一工件可以有多種不同的工藝方法。而且工件的加工還分一定的工序，如本次加工的減振器活塞支承座工件，就先后經歷了：
毛坯鑄造——調質處理——熱處理——各個面粗加工——表面精加工——活塞孔的加工過程。
①其中的毛坯鑄造采用45號鋼鑄造加工是由于考慮到零件的用途及在工作中受力不是很大的情況，鑄造后利用調質、熱處理過程，就可以達到零件的技術要求。
②調質處理和熱處理是為了增加工件的強度和韌性，提高工件的加工工藝和應用質量。
③各個表面的粗加工和精加工是工件表面尺寸的精確化，是工件成型加工，它的加工有利于下一步工序孔加工的進行。
④工件的孔加工的最后一道加工工序，也是成型工序，也是最重要的一道工序。
根據工件的加工要求（前面已經講過了），所設計的機床采用了10工位16軸的加工工藝，如下圖所示的工件加工編號圖和左右動力頭工作循環(huán)圖：
圖2-1 工件加工編號
圖2-2 左右動力頭工作循環(huán)
其中工作臺回轉方向為順時針方向。
由以上兩圖可以看出：機床共有8加工工位II、III、IV、V、VII、VIII、IX、X，一個裝卸工位I和一個空工位VI，機床配有兩個立式動力頭，每個動力頭都裝有跨4個工位的主軸箱。每個工件都要經過8個加工工位才能完成全部空的加工，這樣是為了避免該加工零件的尺寸過小，孔與孔之間的間距過小的限制。
三、M419活塞的加工工藝分析
1 M419活塞結構
M4 19 活 塞結構如圖1所示。該活塞采用LD8鋁銅合金材料鍛造，它由頂部、頭部、裙部三部分組成。頭部呈圓錐體，裙部呈橢圓，頂部為形;頭部有三道環(huán)槽，上面兩道安裝氣環(huán)，下面一道安裝油環(huán);油環(huán)底部分布著兩排回油孔，油槽下面還有一排油孔;活塞頭部從上至下呈圓錐體，裙部呈橢圓，內腔復雜，壁厚不均勻。
2 加工定位基準選擇
M4 19 活 塞銷孔加工采用專用銼床，其他部位加工用通用機床，配以專用工夾量具。由于活塞內腔形狀復雜、厚度不勻、徑向剛性差，每道工序都要產生夾緊變形而影響精度，因此制訂工藝時必須充分考慮活塞的結構特點和精度要求。
活 塞 的 整個加工過程分粗、精加工兩個階段，這對容易變形的活塞尤為重要。55#工序(精定位的修整)前為粗加工，主要包括止口、外圓、頂面及銑床工序;為避免精加工表面受損傷，主要表面，如外圓、環(huán)槽、活塞銷孔表面的精加工放在55#工序后進行。
2.1 精基準選擇
由于 活 塞 銷孔軸線與裙部外圓軸線垂直且對稱、活塞環(huán)槽兩側面與裙部外圓軸線垂直等，故理論上可以用裙部外圓作為定位基準，但生產中選用裙部止口(中164舒喲作為統(tǒng)一的加工定位基準，其優(yōu)點為:
a. 以 其 作為加工裙部、頭部、頂面和銷孔等主要表面的統(tǒng)一定位基準，有利于保證它們的相互位置;
b. 采 用 外圓定位時，由于活塞內腔壁厚不均，夾緊外圓必然會使活塞變形。采用裙部止口定位、軸向壓緊，可減小變形，從而有力保證活塞各結構尺寸;
c. 使 用 方便。當所要加工的活塞品種改變時，只需更換止口定位原件即可。
2.2 粗基準的選擇
由于 活 塞 內腔表面是不加工的，而活塞零件要求內腔表面相對外形表面保持相同壁厚，所以必須進行粗基準的選擇，否則活塞重量會產生相對其軸線的不對稱，影響工作平穩(wěn)性。
加工 方 案 最終采用以內腔為粗基準，目的是為了保證壁厚均勻，同時用內腔底面定位，以保證止口端面尺寸。其加工定位如圖20
2.3 精基準的修整
在 55 #工 序進行。
2.4 其它基準使用
以銷 孔 作 為 輔 助基準。
3 活塞加工的主要工序分析
本點活塞外圓 、環(huán)槽和銷孔的精加工是活塞加工中的三道主要工序。
3.1 外圓精加工
M4 19 活 塞的橫截面為橢圓曲線，縱向帶有錐度，其外圓的精加工除了要獲得規(guī)定的尺寸、形狀和表面粗糙度外，還需要提高與止口的同軸度。這一精加工工序包括:
a. 靠 模 車削以活塞的下端面和止口定位，沿軸線壓緊，采用錐度靠模，由刀架上的指針控制刀具的運動軌跡，以實現(xiàn)活塞錐度的加工;
b. 活 塞 偏心切削為了切削出橫截面為橢圓的活塞外形，采用專用車夾具，夾具以活塞的下端面、止口及活塞銷孔定位，沿活塞軸線壓緊，使活塞的旋轉中心與車床主軸的旋轉中心偏移0.6土0.lm ，安裝好零件，車一側橢圓，將零件回轉180。重新安裝，車另一側橢圓，兩次車削，加工活塞外圓的橢圓度。
3.2 環(huán)槽精加工
方法 如 圖 3，在前后刀架上分別裝上兩組切槽刀，以進行半精加工和精加工，環(huán)槽的寬度和槽間距離，決定于切槽刀的寬度和夾板的厚度。為了提高槽
寬和槽間距的精度，切槽刀和夾板的兩側面均需經過磨削，其厚度尺寸公差應限制在0.00 5^0.Ol mm，為了保證環(huán)槽側面與裙部軸線垂直，切槽刀應與活塞裙
部軸線垂直，也就是要使刀架上裝夾刀具的基準面與機床主軸軸線垂直。這可在裝夾刀具前用千分表找正，使其誤差不超過0.O lmm。切槽刀刃口的表面粗糙度對環(huán)槽側面的表面粗糙度影響很大，因此要求刃口表面粗糙度Ra為0.2 um，并需經過研磨。切削液采用煤油和柴油的混合液。
M419柴油機在實驗過程中，其活塞裙部油槽曾出現(xiàn)疲勞裂紋。為提高M419活塞裙部油槽強度，油槽底部的加工改用滾壓工藝。按要求，活塞油槽寬度應為，表面粗糙度應為，須在處實施滾壓。加工油槽時，粗、精加工一次完成，先用一粗車刀進行粗加工，然后再用一精車刀進行精加工。精車刀的選用非常重要，既要保證尺寸精度，同時又要保證表面粗糙度。采用整體切槽刀具，材料選用高速鋼，刀具前角為，以便排屑更順暢。在加工中為了保證兩槽的平行度，采用反切法。車刀反裝，工件反轉，這樣可使工件重力和刀的切削力保持一致，不易引起振動；此外，切屑又不易嵌在槽中，可提高表面粗糙度質量。寬度尺寸由切槽刀保證。在完成槽的精加工后，下一道工序就是進行滾壓，此工序在車床上進行，選用特定轉速保持設定的力對槽進行滾壓。
3.3 銷孔精加工
為 了保 證 活塞與連桿的連接狀況良好和發(fā)動機的正常運轉，對活塞銷孔提出了很高的技術要求，即銷孔的精度等級為IT6級，表面粗糙度Ra為0.8，圓
度為0.005.銷孔精鏗工序是在金剛石幢床上進行的，機床主軸采用靜壓軸承，剛性好，回轉精度高，轉速達到2500轉每分鈍為了保證銼桿運轉的平穩(wěn)，在鎖桿內加入平衡塊，以達到較高的加工精度。精幢銷孔，選用活塞端面和止口及活塞銷孔作為定位基準。銷孔軸線與頂面的距離尺寸，通過尺寸鏈的計算加以保證。為減小夾緊變形，壓住活塞的頂面來保證加工精度。
按上 述 工 藝試加工50件活塞，其各項尺寸均達到了圖紙要求。活塞的主要尺寸公差示于下表。
結束語
為期兩周的實習結束了，在這期間我們總共在五個單位進行參觀實習，在老師和工廠技術人員的帶領下看到了很多也學到了很多。讓我對原先在課本上許多不很明白的東西在實踐觀察中有了新的領悟和認識。
在這個科技時代中，高技術產品品種類繁多，生產工藝、生產流程也各不相同，但不管何種產品，從原料加工到制成產品都是遵循一定的生產原理，通過一些主要設備及工藝流程來完成的。因此，在專業(yè)實習過程中，首先要了解其生產原理，弄清生產的工藝流程和主要設備的構造及操作。其次，在專業(yè)人員指導下，通過實習過程見習產品的設計、生產及開發(fā)等環(huán)節(jié)，初步培養(yǎng)我們得知識運用能力。概括起來有以下幾方面：
1.了解了當代機械工業(yè)的發(fā)展概況，生產目的、生產程序及產品供求情況。
2.了解了機械產品生產方法和技術路線的選擇，工藝條件的確定以及流程的編制原則。
3.了解了機械產品的質量標準、技術規(guī)格、包裝和使用要求。
4.在企業(yè)員工的指導下，見習生產流程及技術設計環(huán)節(jié)，鍛煉自己觀察能力及知識運用能力。
5.社會工作能力得到了相應的提高,在實習過程中，我們不僅從企業(yè)職工身上學到了知識和技能，更使我們學會了企業(yè)中科學的管理方式和他們的敬業(yè)精神。感到了生活的充實和學習的快樂，以及獲得知識的滿足。真正的接觸了社會，使我們消除了走向社會的恐懼心里，使我們對未來充滿了信心，以良好的心態(tài)去面對社會。同時，也使我們體驗到了工作的艱辛，了解了當前社會大學生所面臨的嚴峻問題，促使自己努力學習更多的知識，為自己今后的工作奠定良好的基礎。
6.增進了我們的師生感情，從這次生產實習的全過程來看，自始至終我們都服從老師的安排，嚴格要求自己，按時報到，注重安全。
本次實習使我第一次親身感受了所學知識與實際的應用，理論與實際的相結合，讓我們大開眼界，也算是對以前所學知識的一個初審吧！這次生產實習對于我們以后學習、找工作也真是受益菲淺。在短短的一個星期中，讓我們初步讓理性回到感性的重新認識，也讓我們初步的認識了這個社會，對于以后做人所應把握的方向也有所啟發(fā)！
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