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机械工程学院机电产品实习报告

发布时间:2020-03-29

  一、实习目的

  我们机械工程学院为了使我们更多了解机电产品、设备及工作性质,提高对机械制造相关技术的认识,加深机械制造在工业各领域应用的感性认识,开阔视野,了解相关设备及技术资料,熟悉典型零件的加工工艺,特意安排了我们到上海职业培训中心进行了为期五天的参观实习。 这次的认知实习也是为了我们能将所学的理论知识与实践结合起来,培养勇于探索的创新精神、提高动手能力,加强社会活动能力,严肃认真的学习态度,为以后专业实习和走上工作岗位打下坚实的基础,也为了能够让我们对自己的未来有个明确的规划。

  二、实习日程安排

  1、实习日期:7月4日

  实习内容:学习安全守则

  2、实习日期:7月5日

  实习内容:数控铣床

  3、实习日期:7月6日

  实习内容:数控电火花成形机床

  4、实习日期:7月7日

  实习内容:注塑机及模具拆装

  5、实习日期:7月8日

  实习内容:现代测量技术

  三、实习单位概况

  我们本次实习的单位是位于天山路的上海市职业培训中心,即天山路公共实训基地。为提高本市劳动者的职业技能素质,进一步加强高技能人才队伍建设,上海市职业培训指导中心通过分析借鉴发达国家的职业技能发展趋势,根据上海产业发展方向,以“以明天的需求培训今天的学员”为指导思想,坚持“前瞻性、先进性、操作性”相统一的原则,通过政府集中投资,建立了一个面向社会培训机构免费开放、无偿使用、功能齐全、技术先进的公共实训基地。

  目前,建成并投入运作的天山路公共实训基地建有综合技术中心、信息技术中心、创意技术中心、数字制造技术中心4个职业门类,可提供79个职业类别、覆盖160多个岗位工种的实训,走出了一条高能级培训设施投资集约化、效益最大化的新路。几年来,天山路公共实训基地每年完成实训40万人次以上,成效明显。与此同时,上海市职业培训指导中心正在积极探索建立多层次、全覆盖的公共实训体系,切实加强本市技能人才实际动手能力的培养,促进本市劳动者实现素质就业。

  而本次实习所在的数字制造技术中心,其建设紧扣上海市先进制造业竞争力的提升脉搏,覆盖多个新兴数字制造产业的职业群。通过引入国际一流的数字制造技术、职业培训方法和理念,为机械制造、汽车制造、船舶制造、航空航天制造等上海龙头发展行业培养所急需的制造业一流人才,最终体现“以明天的需求培养今天的学员”的宗旨。在实训设施的建设上,数字制造技术中心瞄准国际先进的数字制造技术,针对市场最广泛的应用领域,遵循“先进性、实用性、可操作性”原则,并围绕着导向与提升两大目标来确定其功能定位。在建设中,先后与美国UGS、德国DMG公司、日本MAZAK等国际知名公司合作,引入世界级硬件和软件,搭建了与世界接轨的数字制造实训平台,从而达到三个“一流”的要求:一流的实训设施配置、一流的实训方法理念、一流的实训管理服务。数字制造技术中心旨在培养与世界先进制造业接轨的数字化设计、制造及生产管理的高技能人才;培养对象针对 “三大人群”:技术工人、工程技术人员、大中院校学生;通过培训从而提高其技能水平、促进其就业和创业。

  数字制造技术中心位于上海市职业培训指导中心东北角,共有四层,总建筑面积16,000平方米,现建有数字化设计与制造、数控机床应用技术、综合加工、现代模具制造技术等专业的实训室,涉及激光复合加工实训区、立式加工中心实训区等二十多个专业实训区域。数字制造技术中心的建立将为上海实施科教兴市战略、重点发展先进制造业培养更多的高技能人才。

  四、实习内容

  第一天:安全守则

  主要负责人为我们讲解了实习的安全守则和行为规范。比如应该穿长裤、运动鞋,女生还应该戴帽子并将头发放在帽子里,车间内严禁嬉戏打闹,洗完手后手上残留的水不要乱甩等等,并用具体例子说明了车间作业的危险性、可能造成的人员伤亡和财产损失。

  介绍完安全守则,老师带我们参观了培训中心的各个工作区,在老师的细心讲解下,我们对车间的构造有了大致的了解,对未来几天所要学习的内容,也有了一定的概念。

  第二天:数控铣床

  数控铣床引是在一般铣床的基础上发展起来的,两者的加工工艺基本相同,结构也有些相似,但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所以其结构也与普通铣床有很大区别,是可以在程序代码的控制下较精确地进行铣削加工的机床。数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成:

  主轴箱:包括主轴箱体和主轴传动系统,用于装夹刀具并带动刀具旋转,主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。

  进给伺服系统:由进给电机和进给执行机构组成,按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动,包括直线进给运动和旋转运动。

  控制系统:数控铣床运动控制的中心,执行数控加工程序控制机床进行加工。

  辅助装置:如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。

  机床基础件:通常是指底座、立柱、横梁等,它是整个机床的基础和框架。

  其主要加工对象为:

  (1)平面类零件

  平面类零件的特点表现在加工表面既可以平行水平面,又可以垂直于水平面,也可以与水平面的夹角成定角;目前在数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类零件,平面类零件是数控铣削加工中最简单的一类零件,一般只需要用三坐标数控铣床的两轴联动或三轴联动即可加工。在加工过程中,加工面与刀具为面接触,粗、精加工都可采用端铣刀或牛鼻刀。

  (2)曲面类零件

  曲面类零件的特点是加工表面为空间曲面,在加工过程中,加工面与铣刀始终为点接触。表面精加工多采用球头铣刀进行。

  介绍完关于数控铣床的基础知识,老师叫我们学习用控制面板调节刀具位置,以及如何输入程序。除此之外,老师还介绍了运用百分表找正工件和刀具中心的方法,并让我们动手实际操作。

  第三天:数控电火花成型机床

  电火花是一种加工工艺,主要是利用具有特定几何形状的放电电极(EDM 电极)在金属(导电)部件上烧灼出电极的几何形状。 电火花加工工艺常用于冲裁模和铸模的生产。

  电火花是一种自激放电,其特点如下: 火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压,当两电极接近时,其间介质被击穿后,随即发生火花放电。伴随击穿过程,两电极间的电阻急剧变小,两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间(通常为10-7-10-3s)后及时熄灭,才可保持火花放电的“冷极”特性(即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深),使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用,可使电极局部被腐蚀。

  其加工特点为:

  1、电火花属于不接触加工:工具电极和工件之间并不直接接触,而是有一个火花放电间隙,这个间隙一般是在0.05~0.3mm之间,有时可能达到0.5mm甚至更大,间隙中充满工作液,加工时通过高压脉冲放电,对工件进行放电腐蚀。

  2、加工过程中没有宏观切削力:火花放电时,局部、瞬时爆炸力的平均值很小,不足以引起工件的变形和位移。

  3、可以“以柔克刚”:由于电火花加工直接利用电能和热能来去除金属材料,与工件材料的强度和硬度等关系不大,因此町以用软的工具电极加工硬的工件,实现“以柔克刚”。

  4、可以加工任何难加工的金属材料和导电材料:由于加工中材料的去除是靠放电时的电、热作用实现的,材料的可加工性主要取决于材料的导电性及热学特性,如熔点、沸点、比热容、导热系数、电阻率等,而几乎与其力学性能(硬度、强度等)无关。这样可以突破传统切削加工对刀具的限制,可以实现用软的工具加工硬、韧的工件甚至可以加工聚晶金刚行、立方氮化硼一类的超硬材料。目前电极材料多采用紫铜或石墨,因此工具电极较容易加工。

  5、可以加工形状复杂的表面:由于可以简单地将工具电极的形状复制到工件上,因此特别适用于复杂表面形状工件的加工,如复杂型腔模具加工等。特别是数控技术的采用,使得用简单的电极加工复杂形状零件成为现实。

  6、可以加工特殊要求的零件:可以加工薄壁、弹性、低刚度、微细小孔、异形小孔、深小孔等有特殊要求的零件。由于加工中工具电极和工件不直接接触,没有机械加工的切削力,因此适宜加工低刚度工件及微细加工。

  第四天:注塑机及模具拆装

  注塑机又名注射成型机或注射机。它是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。分为立式、卧式、全电式。注塑机能加热塑料,对熔融塑料施加高压,使其射出而充满模具型腔。

  注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。

  (1)注射系统

  注射系统的作用:注射系统是注塑机最主要的组成部分之一,一般有柱塞式、螺杆式、螺杆预塑柱塞注射式3种主要形式。目前应用最广泛的是螺杆式。其作用是,在注塑料机的一个循环中,能在规定的时间内将一定数量的塑料加热塑

  化后,在一定的压力和速度下,通过螺杆将熔融塑料注入模具型腔中。注射结束后,对注射到模腔中的熔料保持定型。

  注射系统的组成:注射系统由塑化装置和动力传递装置组成。

  螺杆式注塑机塑化装置主要由加料装置、料筒、螺杆、射咀部分组成。动力传递装置包括注射油缸、注射座移动油缸以及螺杆驱动装置(熔胶马达)。

  (2)合模系统

  合模系统的作用:合模系统的作用是保证模具闭合、开启及顶出制品。同时,在模具闭合后,供给予模具足够的锁模力,以抵抗熔融塑料进入模腔产生的模腔压力,防止模具开缝,造成制品的不良现状。

  合模系统的组成:合模系统主要由合模装置、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动模板、合模油缸和安全保护机构组成。

  3)液压系统

  液压传动系统的作用是实现注塑机按工艺过程所要求的各种动作提供动力,并满足注塑机各部分所需压力、速度、温度等的要求。它主要由各自种液压元件和液压辅助元件所组成,其中油泵和电机是注塑机的动力来源。各种阀控制油液压力和流量,从而满足注射成型工艺各项要求。

  (4)电气控制系统

  电气控制系统与液压系统合理配合,可实现注射机的工艺过程要求(压力、温度、速度、时间)和各种程序动作。主要由电器、电子元件、仪表、加热器、传感器等组成。一般有四种控制方式,手动、半自动、全自动、调整。

  (5)加热/冷却系统

  加热系统是用来加热料筒及注射喷嘴的,注塑机料筒一般采用电热圈作为加热装置,安装在料筒的外部,并用热电偶分段检测。热量通过筒壁导热为物料塑化提供热源;冷却系统主要是用来冷却油温,油温过高会引起多种故障出现所以油温必须加以控制。另一处需要冷却的位置在料管下料口附近,防止原料在下料口熔化,导致原料不能正常下料。

  (6)润滑系统

  润滑系统是注塑机的动模板、调模装置、连杆机铰等处有相对运动的部位提供润滑条件的回路,以便减少能耗和提高零件寿命,润滑可以是定期的手动润滑,也可以是自动电动润滑;

  (7)安全保护与监测系统

  注塑机的安全装置主要是用来保护人、机安全的装置。主要由安全门、液压阀、限位开关、光电检测元件等组成,实现电气——机械——液压的联锁保护。

  监测系统主要对注塑机的油温、料温、系统超载,以及工艺和设备故障进行监测,发现异常情况进行指示或报警。

  注塑机工作原理和模式:

  注塑机的工作原理与打针用的注射器相似,它是借助螺杆(或柱塞)的推力,将已塑化好的熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程。

  注射成型是一个循环的过程,每一周期主要包括:定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启模取件。取出塑件后又再闭模,进行下一个循环。

  注塑机操作项目:注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制系统操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出型式的选择,料筒各段温度的监控,注射压力和背压压力的调节等。

  一般螺杆式注塑机的成型工艺过程是:首先将粒状或粉状塑料加入机筒内,并通过螺杆的旋转和机筒外壁加热使塑料成为熔融状态,然后机器进行合模和注射座前移,使喷嘴贴紧模具的浇口道,接着向注射缸通入压力油,使螺杆向前推进,从而以很高的压力和较快的速度将熔料注入温度较低的闭合模具内,经过一定时间和压力保持(又称保压)、冷却,使其固化成型,便可开模取出制品(保压的目的是防止模腔中熔料的反流、向模腔内补充物料,以及保证制品具有一定的密度和尺寸公差)。注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是实现和保证成型制品质量的前提,而为满足成型的要求,注射必须保证有足够的压力和速度。同时,由于注射压力很高,相应地在模腔中产生很高的压力(模腔内的平均压力一般在20~45MPa之间),因此必须有足够大的合模力。由此可见,注射装置和合模装置是注塑机的关键部件。

  对塑料制品的评价主要有三个方面,第一是外观质量,包括完整性、颜色、光泽等;第二是尺寸和相对位置间的准确性;第三是与用途相应的物理性能、化学性能、电性能等。这些质量要求又根据制品使用场合的不同,要求的尺度也不同。制品的缺陷主要在于模具的设计、制造精度和磨损程度等方面。但事实上,塑料加工厂的技术人员往往苦于面对用工艺手段来弥补模具缺陷带来的问题而成效不大的困难局面。

  生产过程中工艺的调节是提高制品质量和产量的必要途径。由于注塑周期本身很短,如果工艺条件掌握不好,废品就会源源不绝。在调整工艺时最好一次只改变一个条件,多观察几回,如果压力、温度、时间统统一起调的话,很易造成混乱和误解,出了问题也不知道是何道理。调整工艺的措施、手段是多方面的。例如:解决制品注不满的问题就有十多个可能的解决途径,要选择出解决问题症结的一、二个主要方案,才能真正解决问题。此外,还应注意解决方案中的辨证关系。比如:制品出现了凹陷,有时要提高料温,有时要降低料温;有时要增加料量,有时要减少料量。要承认逆向措施的解决问题的可行性。

  第五天:现代测量技术

  今天的实习我们主要了解了三坐标测量技术、系统集成应用技术、非接触测量技术、扫描探针显微镜技术等几项现代测量技术及仪器。

  三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine, CMM) 是指在一个六面体的空间范围内,能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器,又称为三坐标测量仪或三次元。是能在x、y、z3个或3个以上坐标(圆转台的一个转轴习惯上也算作一个坐标)内进行测量的通用长度测量工具。主要用于测量复杂形状表面轮廓尺寸,例如透平叶片、显象管屏幕、凸轮和轿车等轮廓尺寸、箱体零件各孔的孔径和坐标尺寸等;还常与加工中心配套,成为柔性制造系统的一个组成部分。按自动化程度,三坐标测量机(简称测量机)一般分为手动的、自动的和计算机数字控制的3种。 手动的由人工完成对被测长度的全部测量过程。自动测量机由测头自动完成对被测长度的瞄准定位,由人工完成其他测量过程。 计算机数字控制测量机除具有自动瞄准定位的功能外,还能按照预先编制好的程序自动完成全部测量和计算过程。测量机按用途又可分为坐标测量机和万能测量机两类。前者是20世纪50年代中期出现的,常用于测量某种类型的工件,测量效率较高,适宜于在车间使用。这类测量机规格很多,测量范围可达10000×1600×1000毫米或更大。万能测量机是从坐标镗床的基础上发展而来的,测量精度高,单坐标精度可达 2微米/1000毫米以上。它带有不同测头和较多附件如数字显示分度台、具有精密轴系的回转工作台等,测量功能较多,适宜在计量室使用。测量机按结构主要分为悬臂式、门式和单立柱式3种类型。大、中型测量机常采用气浮导轨和花岗石做的工作台。测量机的每个坐标各有独立的测量系统。常用的测头有刚性的、单向的、双向的、三向的和光学不接触的等。

  第二种测量技术是系统集成应用技术。由于各种软件的生产商不同,因此软件往往相互之间不能兼容。系统集成技术便解决了不同软件之间互不兼容的问题。利用系统集成技术可以把CAD/CAT/CAM以在线工作的方式集成在一起,形成数字实物仿真系统,大大缩短了模具制造及产品成型的生产周期。

  非接触测量是以光电、电磁等技术为基础,在不接触被测物体表面的情况下,得到物体表面参数信息的测量方法。典型的非接触测量方法如激光三角法、电涡流法、超声测量法、机器视觉测量等等。非接触测量一般为影像测量仪,其优点是:1、排除接触测量对柔性物体测量的人为等受力干扰;2、可以测量一些不可接触的物体,如辐射体、高温物体等;3、因为是数字图像处理,计算机识别,因而采集速度较快。而缺点为:1、对专业知识要求较高,诸如图像处理,摄影测量原理等;2、较接触测量仪关节臂、三坐标机等,精度不算高。

  扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscope,SPM)是扫描隧道显微镜及在扫描隧道显微镜的基础上发展起来的各种新型探针显微镜(原子力显微镜AFM,激光力显微镜LFM,磁力显微镜MFM等等)的统称,是国际上近年发展起来的表面分析仪器,是综合运用光电子技术、激光技术、微弱信号检测技术、精密机械设计和加工、自动控制技术、数字信号处理技术、应用光学技术、计算机高速采集和控制及高分辨图形处理技术等现代科技成果的光、机、电一体化的高科技产品。

  五、实习收获和体会

  “纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,这五天时间在上海市职业培训中心的实习,给了我很大的感触,让我对机械制造技术有了一个比较全面的认识。

  在实习中,虽然我们看到了很多创新技术成果和理念,但由于我们的知识水品还很有限,很多东西仅仅停留在看看热闹的程度上,而根本不能理解。所以我觉得应该多一点讲解,并尽量由浅入深。

  实习中,我采用了看、问,亲自动手等方式,我深深地感觉到自己所学知识的肤浅和在实际运用中的专业知识的匮乏.一旦接触到实际,才发现自己知道的是多么少,对于现在的我来说,需要结合自己的机械专业,利用大学这个很好的学习平台,多学习一些专业知识,多读一些相关的书籍。同时,在实习的同时,也深深感受到自己专业知识的缺乏,如果有可能,希望能进一步地进修,在丰富自己的同时,也为自己将来能够进入如此优秀的单位打下坚实的基础。

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