金工实习实习报告

PAGE10PAGE20金工实习报告系别：数理系专业：应用物理学姓名：学号：指导教师：完成时间：河南城建学院20年1月5日前言经学校安排，我们20**年十二月二十五日至十二月二十七日在平顶山高级技工学校进行金工实习,20**年一月三日在校继续进行钳工实习剩余的内容。在实习过程中要对机械制造中的一般加工方法及常用设备、工具的操作方法和初步的工艺知识。通过这次实习我们可以学会一些机械加工方面的知识，为我们应用物理学专业的学生将来的发展打下良好的基础。通过这次金工实习可以培养我们的实践能力，通过这次实习我们应了解一些机械制造的一般过程，熟悉机械零件的常用加工方法，并且应初步具备选择加工方法、进行加工分析和制定工艺规程的能力。目录前言1一、实习目的、任务3二、基本要求3三、实习内容3四、实习知识4五、实习心得与体会11

一、实习目的、任务在实习过程中要对机械制造中的一般加工方法及常用设备、工具的操作方法和初步的工艺知识，并且要学会使用常用的机械设备与工具，能够熟练掌握某些技术操作。实习地点之一的平顶山高级技工学校，是一所以金工为主要课程的技术类学校，校内具备机械制造所需的常用设备及工具，有经验丰富的老师作指导，要充分利用校内资源，完成指导老师安排的任务，做成老师要求做的工件。二、基本要求通过这次实习要达到：1、了解机械制造的一般过程，熟悉机械制造中的一般加工方法及常用设备、工具的操作方法和初步的工艺知识，并且要学会使用常用的机械设备与工具。2、能完成一些简单工件的制造三、实习内容（一）焊接1、埋弧焊2、氩弧焊3、二氧化碳气体保护焊4、手弧焊（二）车削加工（三）数控加工1、数控机床坐标系的介绍2、学习相关点的概念理解3、工件坐标系的建立方法4、工件相关点的说明5、数控车床的对刀方法与步骤6、插补指令的运用7、数控车床程序校验方法与步骤的学习8、学习运用程序加工工件（四）钳工钳工有关知识的学习以及某些操作的练习四、实习知识（一）焊接这次实习的主要内容是熔焊中的电弧焊。熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。例如，气体保护焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气，以保护焊接时的电弧和熔池率；又如钢材焊接时，在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧，就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池，冷却后获得优质焊缝。图1焊接电弧是指由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与焊件间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。如下图所示。当焊条的一端与焊件接触时，造成短路，产生高温，使相接触的金属很快熔化并产生金属蒸汽。当焊条迅速提起2-4mm时，在电场的作用下，阴极表面开始产生电子发射。这些电子在向阳级高速运动的过程中，与气体分子、金属蒸汽中的原子相互碰撞，造成介质和金属的电离。由电离产生的自由电子和负离子奔向阳极，正离子则奔向阴极。在它们运动过程中和到达两极时不断碰撞和复合，使动能变为热能，产生了大量的光和热。其宏观表现是强烈而持久的放电现象，即电弧。焊接电弧焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。阴极区：在阴极的端部，是向外发射电子的部分。发射电子需消耗一定的能量，因此阴极区产生的热量不多，放出热量占电弧总热量的36%左右。阳极区：在阳极的端部，是接收电子的部分。由于阳极受电子轰击和吸入电子，获得很大能量，因此阳极区的温度和放出的热量比阴极高些，约占电弧总热量的43%左右。弧柱区：是位于阳极区和阴极区之间的气体空间区域，长度相当于整个电弧长度。它由电子、正负离子组成，产生的热量约占电弧总热量的21%左右。弧柱区的热量大部分通过对流、辐射散失到周围的空气中。电弧中各部分的温度因电极材料不同而有所不同。如用碳钢焊条焊碳钢焊件时，阴极区的温度约为2400k，阳极区的温度约为2600k，电弧中心的温度高达5000-8000k。焊接电弧的极性及应用：由于直流电焊时，焊接电弧正、负极上热量不同，所以采用直流电源时有正接和反接之分。所谓正接是指焊条接电源负极，焊件接电源正极，此时焊件获得热量多，温度高，熔池深，易焊透，适于焊厚件；所谓反接是指焊条接电源正极，焊件接电源负极，此时焊件获得热量少，温度低，熔池浅，不易焊透，适于焊薄件。如果焊接时使用交流电焊设备，由于电弧极性瞬时交替变化，所以两极加热一样，两极温度也基本一样，不存在正接和反接的问题。1、埋弧焊埋弧焊是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。近年来，虽然先后出现了许多种高效、优质的新焊接方法，但埋弧焊的应用领域依然未受任何影响。从各种熔焊方法的熔敷金属重量所占份额的角度来看，埋弧焊约占10%左右，且多年来一直变化不大。图2自动埋弧焊焊机拥有埋弧焊的优点，而且对于大批量的焊接优势更为明显，它的效率较手动高很多，而且焊接质量也很高，无弧光及烟尘对人体伤害小。2、氩弧焊氩弧焊是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成溶池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化，因此可以焊接不锈钢、铁类五金金属。非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极（通常是钨极）和工件之间燃烧，在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体（常用氩气），形成一个保护气罩，使钨极端头，电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触，能防止氧化和吸收有害气体。从而形成致密的焊接接头，其力学性能非常好。3、二氧化碳气体保护焊这种焊接方法，是以二氧化碳为保护气体使用焊丝通过电弧加热完成焊接。由于二氧化碳容易制得所以它的焊接成本比较低，而且焊缝抗裂性能高、焊后变形较小、焊接飞溅小。4、手弧焊手弧焊焊接对工人的技术要求比较高，设备比较简单。手工电弧焊的焊接技术使用不同的方法保护焊接熔池，防止和大气接触。热能也是由电弧提供。和MIG焊一样，电极为自耗电极。金属电极外由矿物质熔剂包覆，熔剂熔化时形成焊渣图3盖住焊接熔池。此外，包覆的熔剂还释放出气体保护焊接熔池，而且，还含有合金元素用来补偿合金熔池的合金损失。在有些情况下，包覆的熔剂内含有所有合金元素，中部的焊条仅是碳钢。然而，在采用这些类型的焊条时，需要特别小心，因为所有飞溅都具有软钢性质，在使用过程中焊缝会锈蚀。（二）车削加工车削加工时，工件的旋转运动为主的运动、刀具相对工件的横向或纵向移动为进给运动。而车工又是机械加工中最常用的工种，无论是在成批大量生产，还是在单件小批生产以及机械维修等方面，车削加工都占有十分重要的地位。车削加工的主要设备是车床。车床在一般机器制造厂的金属切削机床中所占的比重最大，约占机床总台数的40%。车床的种类很多，按其结构及用途可分为：卧式车床、立式车床、转塔车床、多刀车床、仿形车床、单轴纵切自动车床、多轴棒料自动车床等，另外还有曲轴及A轮轴车床、铲齿车床及其他车床。各种车床中，普通车床是用途最广的一种通用机床，它的传动和构造也很典型，所以本章主要通过对cA6140型普通车床的剖析，学习分析机床的一般方法。几乎所有形式的通用机床，都有其相应的数控机床存在，两类机床的要求有所不同。数控车床是目前使用较广泛的数控机床。

车削加工首先是要安装刀具，安装刀具应该注意的是：刀尖对准尾座顶尖，确保刀尖与车轴线等高。刀杆应该与工作轴线垂直。刀头伸出长度小于刀具厚度的两倍，防止车削时振动。刀具应该垫好、放正、夹牢。装好工件和刀具后，检查加工极限位置是否干涉、碰撞。拆卸刀具和切削加工时，切记先锁紧方刀架。

安装完刀并对好刀后，就开始进行车削加工了。车端面的时候，应当检查车刀、方刀架及床鞍锁紧在床身上，用小滑板调整背吃刀量，以免端面出现外凸内凹的情况。由于在端面上，由外至中心直径逐渐减小，切削速度也逐渐减小，粗糙度值较大。所以最好由中心向外切削。工件一般装夹于卡盘上，切断处尽量靠近卡盘。安装时，刀尖与工件轴心线等高，经免切断处剩有凸台，切断刀伸出刀架的长度应该尽量的短。尽量减小滑板各活动部分间隙，提高刀架刚性，使工件的变形和振动减小。手动进给要缓慢均匀，切削速度要低。（三）数控加工1、数控机床坐标系（1）数控机床坐标系的定义为了确定机床的运动方向和移动距离,需要在机床上建立一个坐标系,这就是机床坐标系。机床坐标系是为了确定工件在机床上的位置、机床运动部件的特殊位置(如换刀点、参考点)以及运动范围(如行程范围、保护区)等而建立的几何坐标系,是机床上固有的坐标系。(2)数控机床坐标系的确定原则数控机床的标准坐标系(指X、Y、Z主运动,又称基本坐标系)采用笛卡儿直角坐标系。规定X、Y、Z三者的关系及其正方向用右手法则判定;围绕X、Y、Z各轴的回转运动坐标分别为A、B、C表示,其正方向用右手螺旋法则判定，示意图如下：

图4采用假设工件固定不动,刀具相对工件移动的原则。由于机床的结构不同,有的是刀具运动,工件固定不动;有的是工件运动,刀具固定不动。为编程方便,一律规定工件固定,刀具相对于工件运动。正方向的确定原则。统一规定标准坐标系X、Y、Z作为刀具(相对于工件)运动的坐标系并增大刀具与工件之间距离的方向为各坐标轴的正方向,反之则为负方向。按此规定并考虑到刀具与工件是一对相对运动,故将与+X、+Y、+Z轴相反的方向规定为+X'、Y'、+Z',它们是工件(相对于刀具)正方向运动的坐标系。旋转坐标轴A、B、C的正方向确定按上述右手螺旋法则。（2）各坐标轴的确定Z轴:规定以传递切削动力的主轴定为Z轴,当机床有两个以上的主轴时,则取其中一个垂直于工件装夹面的主要轴为Z轴。Z轴的正方向取为远离工件的方向,即从工件到刀具夹持的方向。X轴:X轴为水平方向且垂直于Z轴并平行于工件装夹面。对于工件旋转运动的机床(车床、磨床),取平行于横向滑座的方向(工件径向)为刀具运动的X坐标,取刀具远离工件的方向为正方向。对于刀具旋转运动的机床(如铣床、镗床),当Z轴为水平时,由刀具主轴的后端向工件看,X轴正方向指向右方;当Z轴为立式时,由主轴向立柱看,X轴正方向指向右方。对于无主轴的机床(如刨床),X轴正方向平行于切削方向。Y轴:Y轴与X、Z轴垂直。当X、Z轴确定后,按右手法则可确定Y轴。附加轴：平行于第一坐标系的第二或第三坐标系中的运动轴。主轴回转运动方向:主轴顺时针回转运动方向是按右螺旋进入工件的方向。2、相关点的概念（1）机床原点机床原点是指机床坐标的原点。该点是机床设计和制造单位确定在机床上的一个不允许用户改变的固定点。数控车床的原点一般定义在主轴旋转中心线与车头端面的交点或参考点上。（2）机床参考点机床参考点,又称机械原点,是机床各运动部件在各自的正方向极限的一个固定点,由安装在X轴和Z轴正方向最大行程处的回零开关精密定位，进行机械回零操作后，将当前机床坐标设为零，建立以当前位置为坐标原点的机床坐标系。3、工件坐标系（1）数控车床工件坐标系的定义工件坐标系是以工件设计尺寸为依据建立的X、Z轴直角坐标系，用于编程人员在编制程序时确定刀具和程序的起点。工件坐标系的原点由编程人员根据具体情况确定，但工件坐标轴的方向应与机床坐标轴的方向一致，并与之有确定的尺寸关系。有的数控系统允许一个工件建立多个工件坐标系，或者在一个工件坐标系下再建立一个坐标系称之为局部坐标系。局部坐标系原点的坐标值应是相对工件坐标系，而不是相对于机床坐标系。通过建立多个工件坐标系或局部坐标系可大大简化工件的编程工作。（2）数控车床工件坐标系坐标轴的相关规定X轴与Z轴的规定：X轴——工件径向水平方向。Z轴——主轴旋转轴心线方向数控车床工件坐标系中通常将车床的主轴旋转轴心线作为X轴方向的零位关于X轴的正负方向与刀架位置（前置刀架/后置刀架）有关，如下图所示：Z轴：数控车床工件坐标系中通常将卡盘端面或工件右端面作为Z轴方向的零位并规定靠近主轴为Z轴负方向，远离主轴（靠近尾座）为Z轴正方向。4、相关点的概念（1）工件原点工件原点，也叫编程原点，是确定被加工工件几何形体上各要素位置的基准。一般选在工件图样上的设计基准上。数控车削工件的原点一般选择在工件轴心线与工件右端面的交点处，如下图所示:（2）刀位点刀位点即刀具上表示刀具特征的基准点，如立铣刀、端面铣刀刀头底面的中心、球头铣刀的球头中心、车刀与镗刀的理论刀尖、钻头的钻尖等。（3）对刀点对刀点是指在数控机床上加工零件，刀具相对零件运动的起始点。对刀点也称作程序起始点或起刀点。（4）换刀点换刀点是指刀架转位换刀的位置。注意：换刀点根据换刀时刀具不碰撞工件、夹具、机床的原则，一般设置在工件或夹具的外部，并具有一定的安全余量。5、数控车床对刀的方法与步骤数控车削加工中，应该首先确定工件的加工原点，以建立准确的工件坐标系，并考虑刀具的不同尺寸对加工的影响，而这些工作就是靠对刀来完成的。6、插补指令的运用（1）常用M指令M指令，即辅助功能指令，用于控制程序执行的流程或输出信号到机床。指令格式M□□□□M：指令地址□□□□指令值(00~99、9000~9999,前导零可省略)指令说明M指令由指令地址M和其后的1~2位数字或4位数组成,一个程序段中只能有一个M指令,当程序段中出现两个或两个以上的M指令时,CNC出现报警。（2）常用M指令列举序号指令功能序号指令功能1M00程序无条件暂停7M30程序结束光标返回程序首处2M01程序选择停止8M08冷却液开启3M02程序结束光标保持在程序末尾9M09冷却液关闭4M03主轴正转M03Sxxxx10M98调用子程序5M04主轴反转M04Sxxxx11M99子程序结束6M05主轴停止（3）快速定位G00G指令由指令地址G和其后的1~2位指令值组成,用来规定刀具相对工件的运动方式、进行坐标设定等多种操作。指令格式:G00X(U)Z(W)指令功能:X轴、Z轴同时从起点以各自的快速移动速度移动到终点。（4）直线插补GO1G01作为车削加工最基本的直线插补功能指令，可完成多种项目的加工。灵活掌握G01指令，可为后面的循环指令学习奠定理论基础。（5）圆弧插补G02/G03G02/G03作为车削加工最基本的圆弧插补功能指令，可结合相关循环指令完成凹圆轮廓或凸圆轮廓等多种项目的加工。7、数控车床程序校验的方法与步骤自动运行程序前，为了防止编程错误出现意外，可以选择空运行状态进行程序的校验。程序校验相应功能按钮：机床锁住时,X、Z轴输出无效辅助功能锁住时,M、S、T功能输出无效空运行有效时,加工程序/MDI指令段空运行组合使用选调图形参数与图形显示界面8、运行程序加工工件将编好的程序正确输入车床控制系统再进行正确的操作就可以加工出需要的工件了