1、华中科技大学生产（专业）实习报告1 / 95前 言生产实习对工科生来说是非常重要的，因为工科是一个需要实践的学科。没有实践，再多的理论知识也只是纸上谈兵。这次湖北十堰东风汽车公司就提供给我们一个非常好的参观学习的机会，在实习中我们可以大概了解我国目前汽车行业的材料方面的发展现状和发展趋势，并且在实习中接触了大量的有关汽车零部件实物，增加对材料的学习兴趣。 在去湖北实习之前，我们已经在学校进行过金工实习，对各种机床和各种工艺有了初步的了解。但是东风公司是一个大型汽车企业，它能提供给我们很多在学校接触不到的东西。而且我们还能接触到各种先进技术，对我们国家目前的工业发展水平有一个大概的认识。这对于我
2、们目前的学习和对于将来的工作都是有好处的。 生产实习是将课堂上学到的理论知识与实际相结合的一个很好的机会，对强化我们所学到的知识和检测所学知识的掌握程度有很大帮助。为期 12 天的生产实习，我们去到了东风（十堰）二汽通用铸锻厂、东风（十堰）有色铸件有限公司、东风汽车有限公司刃量具厂、东风商用车有限公司铸造一厂、东风佳华汽车部件公司、东科克诺尔商用车制动有限公司、东风锻造有限公司、东风模具冲压技术有限公司、东风神宇车辆有限公司、双星东风轮胎有限公司、东风汽车博物馆。在生产实习中，我们学到了许多课本上没有的知识，实现了将课堂上学到的理论知识与实践相结合，两者相互促进，让我从中学到了很多，受益匪浅。
3、本实习报告主要记录了在东风汽车公司的几个子公司实习期间的所见所闻包括各种工艺如铸造、锻造，各种汽车主要的零部件如曲轴、连杆，各种先进制造设备如数控车床、铣床、160t3500t 压铸机、真空高压气淬炉、德国 HWS静压造型线、热模锻压力机、4.5MN-16MN 系列水平分模平锻机和哈德贝尔快速镦锻机、检具、试模机、神宇整车装配流水线、轮胎成型机、硫化机等等。实习结束后感悟很多，最后写了自己的实习总结，包括技术总结和思想总结。华中科技大学生产（专业）实习报告2 / 95目 录前 言 1第一章 东风公司简介 4第二章 实习目的及要求 52.1 实习目的 52.2 实习要求 5第三章 实习内容 73
4、.1 东风（十堰）二汽通用铸锻厂 73.2 东风（十堰）有色铸件有限公司 113.3 东风汽车有限公司刃量具厂 183.4 东风商用车有限公司铸造一厂 243.5 东风佳华汽车部件有限公司 313.6 东科克诺尔商用车制动有限公司 363.7 东风锻造有限公司 413.8 东风模具冲压技术有限公司 473.9 东风神宇车辆有限公司 533.10 双星东风轮胎有限公司 57第 4 章 实习总结 634.1 技术总结 634.1.1 典型零件的生产过程和工艺制造分析 .631. 缸盖 632. 缸体 643. 箱体零件 644. 轴类零件 655. 其他零件 67华中科技大学生产（专业）实习报告3
5、 / 954.1.2 材料液态成型及控制工程（铸造）部分 691消失模铸造 692压铸工艺及压铸模具 713铸造设备 744铸造合金部分 795造型材料与工艺 814.1.3 材料塑性成型及控制工程（锻压）部分 821锻压模具的生产模式 822模锻工艺及锻模设计 823锻压工艺及设计 824.1.4 材料连接成型及控制工程（焊接）部分 851CO2 气体保护焊的原理及特点 .852电阻焊的原理和特点 853工业机器人焊接特点 864.1.5 材料基础性热处理部分 871感应加热淬火 872化学热处理（渗碳、渗氮等） 893真空气淬室 904.2 思想总结 92参考文献 93华中科技大学生产（专
6、业）实习报告4 / 95第一章 东风公司简介东风汽车公司（前身为中国第二汽车制造厂）始建于 1969 年，是中国汽车行业三大集团之一。东风汽车公司业务范围涵盖全系列商用车、乘用车、汽车零部件和汽车装备，是与中国第一汽车集团公司和上海汽车工业(集团)总公司一起被视为中国综合实力最强的三大汽车企业集团之一。 2003 年，我国汽车工业界最大的合资项目东风公司与日产公司战略合作全面启动，十堰作为主要的商用车生产基地，将成为名副其实的世界级“卡车制造中心” 。十堰发达的汽车产业能够给我们良好的实习环境，在生产实习中将理论与实践相结合，巩固并深化我们在课堂上所学习的材料专业知识。 东风汽车公司（原第二汽
7、车制造厂）始建于 1969 年，是中国汽车行业的骨干企业。经过三十多年的建设，已陆续建成了十堰（主要以中、重型商用车、零部件、汽车装备事业为主） 、襄樊（以轻型商用车、乘用车为主） 、武汉（以乘用车为主） 、广州（以乘用车为主）等主要生产基地，公司总部于 2003 年 9月 28 日由十堰迁至武汉。主营业务包括全系列商用车、乘用车、汽车零部件和汽车装备。目前，整车业务产品结构基本形成商用车、乘用车各占一半的格局。以上这些环境都为我们实习提供了良好的条件，能让我们初步了解铸造、锻压的生产设备、工艺与流程，同时提供了一个了解中国制造业现状的窗口。 在实习的过程中，老师和工厂带领参观的工人师傅，都会
8、强调安全的重要性。人员的安全是工厂在生产中最注意的事项之一，是提高生产效率和产品质量的基本前提。在参观每个工厂之前，老师都会强调一下安全注意事项，如在铸造厂，不能随意触碰成品、半成品，很有可能那些工件还没有完全冷却，上千度的高温会严重损伤人；在模具厂等使用到天车设备的厂房中，在天车运行时也要特别留神，防止被起吊物品撞伤；在冲压车间中，也要注意板材的边缘，板材特别锋利，容易划伤人的皮肤。在有些工厂中，还有保密要求，有些涉及到商业机密的生产流程及工艺，不能随意拍摄，这点也是我们被告知要特别遵守的。华中科技大学生产（专业）实习报告5 / 95第二章 实习目的及要求2.1 实习目的 生产实习是学生结束
9、专业课程学习以后，在实际社会生产与工作中的一个适应性的综合实践性教学环节。生产实习的目的，是使学生通过实习,接触了解社会生产与工作的实际,初步完成就业前的综合知识与能力的学习与准备,缩短从事社会实际工作的适应性过程。其基本要求是，通过生产实习，使学生根据实际社会生产与工作的实际，结合学校教学内容，理论与实际相结合，增强感性认识，巩固、加深和拓宽对所学课程知识的理解，提高其综合素质、能力与水平；有利于学生为顺利适应毕业后的实际工作，作好思想准备、心理准备以及知识与技能准备。 在生产实践中学习材料和机械制造各方面的知识，培养学生的工程意识和解决生产问题的实际能力，为学习专业课打下坚实的基础。生产实
10、习是对学生的一次综合能力的训练和培养。学生通过系统的理论和实践训练，学习产品制造过程中的基本理论和有关设备的设计方法，学习制造技术和生产设备的应用，掌握有关工艺和工程方面的知识，理论联系实际，在企业的实际生产中不但充分的学习工程技术方面的知识，而且还学习到企业管理方面的知识。2.2 实习要求 通过本次实习，应达到以下要求：1、对实习工厂的布局、产品、管理体制、零件制造过程、整机装配有大致了解。还要认真思考并回答老师每次实习结束后提的问题，体现在报告中。 2、熟悉主要典型零件（如曲轴、齿轮、减速机箱体等）的机械加工过程、工艺装备、质量控制、相关的质量检测仪器和环境保护等基本情况，了解拟定机械加工
11、工艺过程的一般原则及进行工艺分析的方法。 3、参观工厂的先进设备及特种加工，了解机械制造过程中的特种制造及先进技术的发展趋势，了解现代先进制造技术在零件加工中的应用，以扩大学生的专业知识面以及对新工艺、新技术的了解。4、了解工程技术人员、生产管理人员在生产过程中的作用和职责。华中科技大学生产（专业）实习报告6 / 95实习时间为 2016 年 7 月 7 日至 7 月 21 日，具体参观实习内容如表 1 所示。表 1 实习内容安排表实习时间 实习地点 实习内容2016-07-08 上午东风（十堰）二汽通用铸锻厂消失模铸造及优点、浇注、耐火涂料、有色金属砂型铸造。2016-07-11 上午东风（
12、十堰）有色铸件有限公司压铸模具结构及材料、模具失效形式、模具寿命及成本、压铸设备及工艺流程、压铸优点。2016-07-12 上午东风汽车有限公司刃量具厂感应加热淬火、化学热处理（渗碳/氮） 、真空气淬炉、机械加工（车、铣、刨、磨、镗） 。2016-07-13 上午东风商用车有限公司铸造一厂德国 HWS 铸造生产线及流程、缸体缸盖制芯、冷/热芯盒法制芯、铸件清理、粉尘控制。2016-07-14 下午东风佳华汽车部件有限公司轴瓦/衬套生产工艺流程、主要有三条生产线：重型柴油机轴瓦生产线；中型柴油机轴瓦生产线；乘用车轴瓦生产线。2016-07-15 上午十堰博物馆 二汽的发展、东风汽车三大胜事。20
13、16-07-15 下午东科克诺尔商用车制动有限公司ABS 车间（机械加工车间和装配车间） 、密封性实验、ABS 原理。2016-07-18 上午东风锻造有限公司 模具加工、锻造、热处理、曲轴工艺流程、曲轴材料。2016-07-19 上午东风模具冲压技术有限公司冲压模具生产流程及结构、模具加工设备、检具。2016-07-20 上午东风神宇车辆有限公司 装配线 25 道工序流程、检测线 6 个工位、整车产品 4 大板块。2016-07-21 上午双星东风轮胎有限公司 轮胎基础知识、轮胎结构、斜交胎和子午胎的区别、轮胎生产工艺流程、硫化定型。华中科技大学生产（专业）实习报告7 / 95第三章 实习内
14、容3.1 东风（十堰）二汽通用铸锻厂参观时间：2016 年 07 月 08 日上午我们参观了东风（十堰）二汽通用铸锻厂，东风汽车有限公司通用铸锻厂是全国最早采用树脂砂实型铸造的工厂之一。该厂以生产冲压模具为主，该厂特点是模具超强超大，形状复杂，故只能单件小批量生产，方法为消失模铸造，铸模工艺常在晚上进行，因为用电便宜。其主导产品有汽车冷冲模铸件、阀门铸件、DISA 线铸件、铝合金汽车零件及铜合金、锌合金铸件、中小型冲压汽车零件、锻模模块及其他自由锻件等。在实型铸造冲模件、阀门铸件、铝合金管壳类发动机零件、中小型冲压汽车零件以及锻模模块的生产中有较强实力。消失模生产工艺流程见下图 1：图 1 消
15、失模生产工艺流程消失模铸造（又称实型铸造）是用泡沫塑料（EPS 、STMMA 或 EPMMA）高分子材料制作成为与要生产铸造的零件结构、尺寸完全一样的实型模具，然后涂上耐火涂料（起强化、光洁、透气作用）并烘干后，埋在干石英砂中经三维振动造型，砂箱在负压状态下浇入熔化的金属液，使高分子材料模型受热气化抽出，进而被液体金属取代冷却凝固后形成的一次性成型铸造新工艺生产铸件的新型铸造方法。消失模铸造有下列优点：1、铸件质量好，成本低；华中科技大学生产（专业）实习报告8 / 952、材质不限，大小皆宜；3、精度高、表面光洁、减少清理、节省机加；4、内部缺陷大大减少，铸件组织致密； 5、可实现大规模、大批
16、量生产；6、适用于相同铸件的大批量生产铸造；7、适用于人工操作与自动化流水线生产运行控制；8、生产线的生产状态符合环保技术参数指标要求；9、改善铸造生产线的工作环境与生产条件、降低劳动强度、减少能源消耗。首先参观了消失模铸造用的泡沫模型，泡沫采用的是异于寻常的泡沫，它的硬度要高一点，泡沫的颗粒要小一些，工人师傅们首先按照设计图纸用泡沫做出相应的模型，造型时需要注意定位，以保证模型的各个参数都正确，因此在泡沫模型上有很多定位孔，见下图 2。图 2 消失模铸造用的泡沫模型然后参观浇注车间，当模型造好后需要在泡沫表面涂上耐火涂料（含有红泥、粘结剂等成分） ，如下图 3，提高泡沫模型的强度和刚度，提高
17、模型表面抗型砂冲刷能力，防止加砂过程中模型表面破损及振动造型时模型的变形，确保铸件的尺寸精度，降低铸件表面粗糙度、防止或减少铸件粘砂缺陷、防止或减华中科技大学生产（专业）实习报告9 / 95少铸件砂眼和夹砂缺陷、防止或减缓某些树脂砂的热解产物对铸件的不良影响、使铸件表面合金化和晶粒细化、提高铸件落砂和清理效率，待其干燥后就可以造砂型进行浇注了，这些泡沫遇到铁水会自动气化，故而铁水能形成需要的模型，也就是原来造型的形状。砂型铸造将型砂+树脂（粘结剂）+有机酸（固化剂）=黑砂，固化剂的作用是与树脂交联,使固化后的物质达到一种理想状态，提高型砂的耐热性、高温强度和硬透性。图 3 泡沫表面涂上耐火涂料
18、砂型开设排气孔，浇注前采用抽真空的办法来固定型砂。浇注系统采用底注式，铸件主要平面朝下。在工厂中采用引火的方法除去尾气。铸件的浇注系统采用耐火砖制造，而工厂中一般不用冲天炉融化金属，而采用电炉代替。对于铸件本身，在放置泡沫时，应注意将重要的面放置于底面，由于一般渣滓会浮向上面（铝合金铸件相反，渣滓会浮向下面） ，而下面的金属液比较纯净，力学性能好。由于冲天炉所制备的金属液杂质较多，能源使用率较低，而且对环境污染较大，而采用电阻炉进行熔化金属。该厂浇注后得到的铸件毛坯材质主要有灰铸铁（见下图 4） 、铸态球墨铸铁、蠕墨铸铁和冷激铸铁等多材质进行生产，产品有汽缸体、汽缸盖、变速箱壳、曲轴、凸轮轴、
19、进气歧管、排气歧管、制动鼓、摇臂等铸件。但是铸造行业废品率很高，容易出现各种缺陷，成品率在 80%以上就很好了，可以通过焊补等华中科技大学生产（专业）实习报告10 / 95工艺措施补救；若浇道设计不合理，则容易出现内部缺陷，一旦出现大量内部缺陷就只能报废。 图 4 浇注后得到的铸件毛坯-灰铸铁最后参观了有色金属铸造车间，我们参观到了铝合金的砂型铸造。注完毕后采用喷水冷却的方式进行冷却。主要以低压铸造，金属型重力铸造，离心铸造，砂模铸造的方式生产汽车零件如排气管，典型运用是利用坩埚熔铝铸造。如果温度不够或其他原因，铝合金铸件会出现大量气孔和夹砂等缺陷，铝合金废品率很高，精密小型铸件废品率低一些，
20、大型铸件气孔更容易产生，气孔很难处理；虽然该工厂发展了很多年，但是仍然存在很多问题，材料专业需要很多经验积累，同时与理论知识结合起来，加上自己的聪明才智，才能更好地解决实际生产遇到的问题。 华中科技大学生产（专业）实习报告11 / 953.2 东风（十堰）有色铸件有限公司参观时间：2016 年 07 月 11 日上午参观了东风（十堰）有色铸件有限公司的模具分公司和压铸车间（如图 1） ，该公司专业从事铝、镁合金压铸件生产的企业。产品主要覆盖乘用车、商用车的发动机、变速箱、转向、车身、底盘等系统，现有主要生产设备 200 余台，其中 160t3500t 压铸设备 30 余台，数控加工中心 60
21、余台。图 1 压铸车间给我们解说的是压铸车间的一位员工，他首先在门外重点强调了安全教育，接着就带我们进厂参观。我们在工厂内见到了大型的压铸机、挤压机、镁合金压铸机、镁合金熔炼炉。压铸车间已基本实现自动化，该厂主要从事开发、制造镁、铝、铜、锌等有色金属压铸件系列产品。公司产品包括离合器壳体、油底壳等等。 首先参观了模具车间，在师傅的解说中我们了解到模具车间从西班牙引进了数控仿形铣、数控加工中心、数控电火花、试模机等制模设备，设备比较先进。师傅很有耐心地逐一给我们解说每台设备的历史和功效以及原理。有些设备非常古老，现在已经不用了但对比新旧设备，我们可以了解到中国制造业在一步步向前发展。但是先进的设
22、备大都是进口的，生产研发属于我们自己的设备仍然难度不小。在同学的积极提问和师傅的详细讲解下，我们了解了压铸模的一些基本知识。压铸材料、压铸机、模具是压铸生产的三大要素，压铸件主要是有色金属，其中以铝、镁和锌最常见；模具材料一般采用 H13。压铸模具由动模和静模两华中科技大学生产（专业）实习报告12 / 95大部分组成，分成八大组成单元，分别是成型零件、模架、导向零件、推出机构、浇筑系统、排溢系统、抽芯系统、冷却-加热系统。其中排溢系统分成排气和排流系统。排气槽排除的是型腔和浇道中的气体，排流槽用于存储涂料余烬，并具有调节模具温度的作用；冷却-加热系统是为了满足温度场的分布符合工艺的需求对实现科
23、学的控制工艺参数和确保铸件质量有重要意义，如果压铸件材料是活泼金属，冷却介质改成油。工作人员讲解了生产离合器壳体（如图 3）的压铸模具（如图 2，左一图为凸模，左二图为凹模）相关知识，离合器壳体材料为铝合金，模芯材料进口瑞典的 8407 模具钢或者日本的 DC55 模具钢，该厂年产值 1.5 亿，其中模具成本就高达 6000 多万，模具能使用三个月左右，寿命达 20 万模左右，还算可以，但是寿命不高。可见模具是压力铸造核心技术，如果能提高模具寿命，将大大降低成本，增加纯利润。 8407 模具钢是瑞典 ASSAB 公司生产的一种含铬钼钒的热作合金工具钢，与H13 相比 ， 8407 模具钢有更优
24、异的各向同性。 8407 模具钢主要特征：高低温均有良好的耐磨性、优良的韧性和延展性、稳定优良的机加工性和抛光性、优良的高温强度和抗热疲劳性、优良的淬透性且热处理变形极小。模框材料采用45 钢。图 2 离合器壳体压铸模具华中科技大学生产（专业）实习报告13 / 95图 3 离合器壳体压铸模具主要结构有：（一) 定模：固定在压铸机定模安装板上，有喷嘴或压室联接；动模：固定在压铸机动模安装板上，并随动模安装板作开合模移动合模时，闭合构成型腔与浇铸系统，液体金属在高压下充满型腔；开模时，动模与定模分开，借助于设在动模上的推出机构将铸件推出。（二)压铸模结构根据作用分类：型腔，型芯； (三)导准零件：
25、导柱，导套；(四)推出机构：推杆(顶针)，复位杆，推杆固定板，推板，推板导柱；(五)侧向抽芯机构：孔穴(侧面)，锲紧块，限位弹簧，螺杆；(六)排溢系统：溢浇槽，排气槽；(七)冷却系统(八)支承零件：定模，动模座板，垫块(装配，定位，安装作用)。实际生产中，模具失效主要有三种形式： 热疲劳开裂损坏失效； 碎裂失效； 溶蚀失效。 致使模具失效的因素很多，既有外因（例浇铸温度高低、模具是否经预热、水剂涂料喷涂量的多少、压铸压力过高、内浇口速度过快、冷却水开启未与压铸生产同步、铸件尺寸形状、壁厚大小、涂料类型等等） 。也有内因（例如模具本身材质的冶金质量、坯料的锻制工艺、模具结构设计的合理性、浇注系统
26、设计的合理性、模具机（电加工）加工时产生的内应力、模具的热处理工艺、包华中科技大学生产（专业）实习报告14 / 95括各种配合精度和光洁度要求等） 。 模具热疲劳开裂失效，压铸生产时，模具反复受激冷激热的作用，成型表面与其内部产生变形，相互牵扯而出现反复循环的热应力，导致组织结构损伤和丧失韧性，引发微裂纹的出现，并继续扩展，一旦裂纹扩大，还有熔融的金属液挤入，加上反复的机械应力都使裂纹加速扩展。实际生产中，多数的模具失效是热疲劳开裂失效。 碎裂失效，在压射力的作用下，模具会在最薄弱处萌生裂纹，尤其是模具成型面上的划线痕迹或电加工痕迹未被打磨光，或是成型的清角处均会最先出现细微裂纹，当晶界存在脆
27、性相或晶粒粗大时，即容易断裂。熔融失效，前面已讲过，常用的压铸合金有锌合金、铝合金、镁合金和铜合金，Zn、Al、Mg 是较活泼的金属元素，它们与模具材料有较好的亲和力，特别是 Al 易咬模。在实际生产中，溶蚀仅是模具的局部地方，例内浇口直接冲刷的部位（型芯、型腔）易出现溶蚀现象，以及硬度偏软处易出现铝合金的粘模。在上述服役条件下，该模具使用寿命一般几十万模，时间三个月左右。模具表面的一些缺陷可以机加工修复，模具加工设备有车床，铣床，钻床，坐标磨，加工中心，电火花，内外圆磨床，激光打标机，镗床等。与其它铸造方法相比，压铸有以下三方面优点：1、产品质量好铸件尺寸精度高；表面光洁度好；强度和硬度较高
28、，强度一般比砂型铸造提高 2530%，但延伸率降低约 70%；尺寸稳定，互换性好；可压铸薄壁复杂的铸件。例如，当前锌合金压铸件最小壁厚可达 0.3mm；铝合金铸件可达 0.5mm；最小铸出孔径为 0.7mm；最小螺距为 0.75mm。2、生产效率高机器生产率高，例如国产 J3 型卧式压铸机平均八小时可压铸 600700次，小型热室压铸机平均每八小时可压铸 30007000 次；铸型寿命长，压铸铝合金，寿命可达几十万次，甚至上百万次。华中科技大学生产（专业）实习报告15 / 953、经济效果优良由于压铸件尺寸精确，表面光洁等优点。一般不再进行机械加工而直接使用，或加工量很小，所以既提高了金属利用
29、率，又减少了大量的加工设备和工时；铸件价格便宜。 然后参观了压铸车间，看到了很多先进的生产设备，十分震撼，下面是压铸车间平面示意图 4，在进行批量生产之前，要进行试模，试模是指在产品开发和制造流程中在产品完成模具制作后、批量生产前所进行的测试步骤。模具在完成所有配件并装配完毕后，需要通过实际的压铸并得到压铸样品，然后通过样品检测才能确定模具的制作是否完全符合设计要求。如果压铸样品完全符合设计要求则表明模具制作没问题可以投入批量生产；否则就需要根据样品反馈的问题进行模具的改模。图 4 压铸车间平面示意图该车间生产流程为：熔炼压铸清理，见下图 5。压铸车间安装过多的压铸机，熔炉，脱模剂的使用都产生
30、大量的烟雾，空气污浊，车间内弥漫着烟气、有害气体，浑浊闷热的空气无法外排，所以压铸车间安装了排风装置，很好的控制压铸机所产生的含有脱模剂的烟气污染，改善车间空气环境，保证工作人员的身心健康。 华中科技大学生产（专业）实习报告16 / 95图 5 压铸生产流程熔炼所用天然气熔炉见下图，然后进行压铸，压铸机如下图 6，型号有 DCC3500 等，3500 指的是合模力为 3500 吨，零件实际承受的压力小于该数值。华中科技大学生产（专业）实习报告17 / 95图 6 压铸机压铸过程主要由四个步骤组成，这四个步骤包括：模具准备、注射、填充以及清理。准备过程中需要向模腔内喷水（含有脱模剂、润滑剂、防锈
31、剂等） ，除了可以控制模具的温度之外还有助于铸件脱模。然后就可以关闭模具，用高压将熔融金属注射进模具内，这个压力范围大约在 10 到 175 兆帕之间。当熔融金属填充完毕后，压力就会一直保持直到铸件凝固。然后推杆就会推出所有的铸件，由于一个模具内可能会有多个模腔，所以每次铸造过程中可能会产生多个铸件。清理的过程则需要分离残渣，包括造模口、流道、浇口以及飞边，其它的落砂方法包括锯和打磨。飞边、毛刺清理干净后，如果客户对表面有要求，则进入下一道工序抛丸（直径很小的钢丸用抛丸机打在铸件表面形成保护层，表面产生压应力） ，抛丸前零件表面比较光亮，抛丸后零件表面变暗。本次参观的抛丸零件为大马力发动机支架
32、，见下图 7，材料为 ADC12，ADC= Aluminum-Alloy Die Castings，日本的铝合金牌号，又称 12 号铝料，Al-Si-Cu 系合金，是一种压铸铝合金，适合气缸盖罩盖、传感器支架、盖子、缸体类等，执行标准为：JIS H 5302-2000铝合金压铸件 。华中科技大学生产（专业）实习报告18 / 95图 7 大马力发动机支架清理完毕之后就可以检查缺陷了，最常见的缺陷包括滞流（浇不满）以及冷疤。这些缺陷可能是由模具或熔融金属温度不足、金属混有杂质、通气口太少、润滑剂太多等原因造成。其它的缺陷包括气孔、缩孔、热裂以及流痕。流痕是由浇口缺陷、锋利的转角或者过多的润滑剂而遗
33、留在铸件表面的痕迹。 3.3 东风汽车有限公司刃量具厂参观时间：2016 年 07 月 12 日上午该厂主要是基础性的热处理，碳钢、高速钢、模具钢的热处理，比如拉刀、滚刀、丝锥等工具钢，主业是汽车齿轮、大卡车齿轮、汽车零部件、军车零件，也在开发轿车齿轮，主要用到盐浴炉。热处理主要有化学热处理，感应热处理（中高频、高频焊接） ，真空热处理，刀具热处理，碳钢的普通热处理，汽车零部件的渗碳、碳氮共渗、渗氮、软氮化，涂层（PVD、CVD，已经外包） ，自由锻造。我们总共参观了 4 个车间，依次是：感应加热淬火车间化学热处理车间（渗碳、渗氮等）机械加工车间（车、铣、刨、磨、镗）真空气淬室。下面分别进行介
34、绍：1.感应加热淬火车间感应加热表面淬火是利用电磁感应的原理，使零件在交变磁场中切割磁力线，在表面产生感应电流，又根据交流电的集肤效应，以涡流形式将零件表面快速加热，而后急冷的淬火方法，如下图 1，左右图分别是立式数控淬火机床和卧式数控淬火机床,参观时立式数控淬火机床正在进行行星架的感应淬火，卧华中科技大学生产（专业）实习报告19 / 95式数控淬火机床正在进行轮毂的感应淬火，轮毂材料为 42CrMo 调质钢。图 1 左右图分别是立式数控淬火机床和卧式数控淬火机床淬火机床所用淬火剂为 PAG 聚合物水溶性淬火介质，浓度 16-18%，行星架回火后表面硬度：42-50HRC，有效硬化层深：1-3
35、mm（齿根处算起） ，具体工艺参数见下图 2 左图工艺卡，右图为感应线圈和行星架实物；图 3 为轮毂实物。图 2 行星架具体工艺参数及感应线圈图 3 轮毂实物华中科技大学生产（专业）实习报告20 / 95感应加热表面淬火的使用频率不同，可以分为超高频(27MHz)、高频(200-250kHz)、中频(25008000Hz)和工频(50Hz)。由于电流频率不同，加热时感应电流透人深度不同。使用高频时，感应电流透入深度很小（约 0.5mm） ，主要用于小模数齿轮和小轴类零件的表面淬火；使用中频时感应电流透人深度（约510 mm） t 主要用于中、小模数的齿轮、凸轮轴、曲轴的表面淬火；使用超高频时，
36、感应电流透人深度极小，主要用于锯齿、刀刃、薄件的表面淬火；使用工频时，电流透入深度较大(超过 10mm)，主要用于冷轧辊表面淬火。与传统热处理相比，它有以下的优点：1）感应加热属于内热源直接加热，热损失小，因此加热速度快，热效率高。2）加热过程中，由于加热时间短，零件表面氧化脱碳少，与其他热处理相比，零件废品率极低。能进行选择性加热。3）感应加热淬火后零件表面的硬度高，心部保持较好的塑性和韧性，呈现低的缺口敏感性，故冲击韧性、疲劳强 度和耐磨性等有很大的提高。5）感应加热表面淬火的机械零件脆性小，同时还能提高零件的力学性能（如屈服点、抗拉强度、疲劳强度） ，同样经过感应加热表面淬火的钢制零件的
37、淬火硬度也高于普通加热炉的淬火硬度。感应加热表面淬火后还要进行荧光磁粉探伤，属于无损检测，因为缺陷影响零件磁导率，不同的缺陷，磁粉分布状态不同，荧光磁粉探伤仪器见下图4。图 4 荧光磁粉探伤仪器华中科技大学生产（专业）实习报告21 / 952.化学热处理车间（渗碳、渗氮等）该厂生产的工件的淬火温度大致有三种：150 摄氏度（碱浴） 、320 摄氏度、550 摄氏度（盐浴） 。厂房中的台式盐浴炉（NaCl 和 KCl 的混合物）用于大件的盐浴，如拉刀。拉刀热处理工艺中主要包含了分级预热加热淬火（表层得到马氏体，芯部为原始组织）分级冷却回火等工艺，从而防止工件产生裂纹，不同钢种加热温度不同。 在渗
38、碳车间中我们见到了井式渗碳炉，碳源是甲烷 CH4，经过真空渗碳低温回火高温回火等工作，零件的表面硬度达到 62-64HRC。气体渗碳淬火设备如图 5。也可以进行氮碳共渗，氮源为 NH3,因为其易分解产生活性氮原子。图 5 气体渗碳设备3.机械加工车间（车、铣、刨、磨、镗）华中科技大学生产（专业）实习报告22 / 95该车间产品主要有： 齿轮刀具：插齿刀、短形花键滚刀、齿轮滚刀、剃前齿轮滚刀、斜齿插齿刀、锥齿轮铣刀盘、筒形内插齿刀。孔加工刀具：复合扩孔钻、抛物线麻花钻。 拉削刀具：键槽拉刀、组合成形拉刀、渐开线花键拉刀、圆孔拉刀、曲轴加工用车拉刀、圆盘拉刀。 螺纹刀具：螺纹梳刀、搓丝板、螺纹滚压
39、头。齿轮及麻花钻加工如下图 6 所示，图 6 齿轮及麻花钻加工齿轮的基本知识及加工工艺： （1）铣齿 用铣床加工齿轮的优点是机床和刀具简单，加工的齿轮成本低。缺点是辅助时间长，生产率低，又由于使用同一刀号的盘铣刀可以加工一定范围的不同齿数齿轮，这样会产生齿形误差，所以加工齿轮的精度低。铣齿主要华中科技大学生产（专业）实习报告23 / 95用于修配或单件生产，一般精度为 911 级的齿轮。 （2）滚齿 在滚齿机上利用滚刀加工齿形的方法称为滚齿，是展成法的一种。滚齿精度等级可达 7 级。由于滚齿连续切削，故生产率高，不但能加工直齿圆柱齿轮，可加工斜齿圆柱齿轮和蜗轮，但不能加工内齿轮和多联齿轮。 （
40、3）插齿 在插齿机上利用插齿刀加工齿轮的方法称为插齿。插齿精度等级可达 7 级，不仅可加工直齿圆柱齿轮，还可加工内齿轮和多联齿轮。 4.真空气淬室 真空热处理是真空技术与热处理技术相结合的新型热处理技术，真空热处理所处的真空环境指的是低于一个大气压的气氛环境，包括低真空、中等真空、高真空和超高真空，真空热处理实际也属于气氛控制热处理。真空热处理是指热处理工艺的全部和部分在真空状态下进行的，真空热处理可以实现几乎所有的常规热处理工艺，但热处理质量大大提高。与常规热处理相比，真空热处理的同时，可实现无氧化、无脱碳、无渗碳，可去掉工件表面的磷屑，并有脱脂除气等作用，从而达到表面光亮净化的效果。真空气
41、淬工艺主要用于模具钢的热处理，也适用于高碳合金钢的热处理。其设备是高压气淬真空炉（如图 7，由加热室和冷却室组成） 。我们着重了解了真空气淬工艺：淬火加热时，真空度为 7*10-1Pa，当加热到 800 摄氏度时，此时由于合金元素有可能挥发损失，应向真空炉中通入 N2，使工件冷却，N2 同时比较环保，工件表面不会氧化，表面质量好，外观光亮美观，但是不适合大型零件。图 7 真空高压气淬炉华中科技大学生产（专业）实习报告24 / 95更加先进的是双频淬火，可以使齿轮轮齿的齿根和齿顶的硬化层深度完全均匀，有更好的力学性能；普通感应淬火硬化层深不均匀。当前真空高压气冷淬火技术发展较快，相继出现了负压高
42、流率气冷、加压气冷、高压气冷、超高压气冷等新技术，不但大幅度提高了真空气冷淬火能力，且淬火后工件表面光亮度好，变形小，还有高效、节能、无污染等优点。真空高压气冷淬火的用途是材料的淬火和回火，不锈钢和特殊合金的固溶、时效，离子渗碳和碳氮共渗，以及真空烧结，钎焊后的冷却和淬火。用6105Pa 高压氮气冷却淬火时,高速钢（W6Mo5Cr4V2）可淬透至 70100mm，高合金热作模具钢（如 4Cr5MoSiV）可达 25100mm。3.4 东风商用车有限公司铸造一厂参观时间：2016 年 07 月 13 日上午铸造一厂以生产汽车发动机毛坯为主，具有年产 8 万吨合格铸件的能力。铸造一厂采用灰铸铁、球
43、墨铸铁、蠕墨铸铁等多种材质牌号，生产重、中、轻型卡车和轿车发动机铸件。造型采用多触头静压造型工艺，满足缸体等复杂铸件的砂型制造，可根据铸件不同调整工艺参数；制芯采用冷芯盒法、热芯盒法、壳芯法等工艺，引进国际先进制芯设备，可满足复杂、薄壁铸件的高精度砂芯质量要求；主要产品有汽缸体、汽缸盖、水套、变速箱壳、曲轴、凸轮轴、进气歧管、排气歧管、制动鼓、摇臂等铸件。铸造一厂工艺技术装备先进，为生产高强度、高精度、薄壁铸件提供坚实的技术基础和质量保证。设备：铸造一厂现有各类设备 1500 余台，主要工艺设备除采用 10 吨、5吨、3 吨无芯工频感应电炉、6 吨无芯中频感应电炉、热芯盒射芯机、壳芯机、高压自
44、动造型线、机械手外，还先后从国外引进德国 HWS 静压造型线、GF、DISA2011、DISA2013、IMF 等五条现代化自动造型线，瑞士 QZ3 鼠笼抛丸机，西班牙 LORAMEND 冷芯盒射芯机、KW 混砂机、SINTO 混砂机等多种先进铸造设备，为生产优质产品提供了可靠的装备保障。1、缸体/缸盖制芯车间 华中科技大学生产（专业）实习报告25 / 95车间生产工艺有原砂、烘砂、配砂、制芯、涂料、烘芯、组芯等，为德国HWS 静压造型生产线提供配套的各种砂芯，生产品种有 Tu5 神龙缸体，4H 缸体、缸盖，dCi11 缸体、缸盖等几十种高精度的铸件砂芯，下图 1 左图为缸体砂芯，安装有活块；
45、图 1 右图为缸盖砂芯，缸盖砂芯上的白色圆形泡沫为衬垫，其作用是防止异物堵塞排气孔和排气。下图 2 为制芯中心制芯和采用机器人取芯/组芯/整体浸涂，组芯后要加两根芯骨，加固砂芯。其工艺特点是：采用制芯中心制芯，高效率、尺寸高精度；采用机器人取芯/组芯/整体浸涂，减少磕碰、提高效率；立体芯库，提高砂芯储运效率。图 1 缸体和缸盖砂芯图 2 机器人取芯/组芯/整体浸涂2、铸造生产线 华中科技大学生产（专业）实习报告26 / 95参观了一条自动化的铸造生产线（如图 3） ，生产线自动化程度很高，大部分的工作都是由自动化装备完成的，提高了生产效率，也降低了工人的劳动强度。 在车间的高处，有一个金属的熔
46、炼装置。据工作人员介绍，他们采用的是工频感应加热电炉，在融化金属的同时对金属液（HT250）的成分进行配比，调节不同元素的含量。同时在浇注时加入孕育剂。在浇包内，稀土、镁等元素对灰铁进行球化，镁元素是为了提高金属液流动，同时脱去氧、硫等杂质元素。 在浇注过程中（如图 4） ，我们看到从砂型中冒出来火光，是因为树脂砂中含有煤粉、粘土等组分，与空气中的氧发生了反应。反应式为：C+O2=CO+CO2，CO 在空气中被引燃，所以会有火光出现。 图 3 铸造生产线 图 4 浇注过程整条生产线的流程为： 两箱造型（喷脱模剂便于脱模，如图 5；上模板的排气针扎排气孔，如图6）翻箱（分型面、刮砂板）分箱下芯（
47、过滤网如图 7、砂芯组合）合箱（如图 8）浇注（如图 4）冷却落砂。过滤网的作用是：去除金属中的夹杂物和气体等有害杂质，提高金属内在质量，因为在浇注初期, 头股金属液流会携带大量的夹杂物进人铸型，采用在横浇道中设置集渣包和延长段的方法, 对于截获头股液流中的夹杂物虽有一定效果, 但并不令人满意。华中科技大学生产（专业）实习报告27 / 95图 5 喷脱模剂 图 6 模板上排气针扎排气孔图 7 过滤网图 8 合箱华中科技大学生产（专业）实习报告28 / 953、冷/热芯盒法制芯车间 冷芯盒法主要采用三乙胺法造芯，适合厚大砂芯。也有一些要求高的砂芯（薄壁复杂砂芯）采用热芯盒法工艺制造。在制成的砂芯
48、的转角处，涂有一些涂料，如图 9，从而防止浇注时产生粘砂。还有一些白色涂料，在砂芯缺损处进行修补。 图 9 砂芯的转角处涂有一些涂料该厂的冷芯盒法制芯采用三乙胺法，三乙胺为固化剂，属于气硬冷芯盒法。三乙胺法用粘结剂由两部分液体组成：组分一是苯醚树脂；组分二是聚异氰氨酸脂。催化剂成分有多种。三乙胺法因其价格便宜，所以使用最为广泛。 热芯盒法不需要固化剂，设备为双工位热芯机（如图 10） 。在造芯之前，将砂粒表面上已覆有一层固态树脂的芯砂称为覆膜砂，也称为壳型砂。覆膜砂一般由耐火填料、粘结剂、固化剂、润滑剂和特殊添加剂等组成。热芯盒法之所以在工厂中广泛应用，因为该法具有树脂用量少、生产效率高等特点
49、。热芯盒工艺是先将原砂加热到一定温度，然后将树脂、乌洛托品水溶液和硬脂酸钙混合搅拌，经冷却、破碎和筛分而成。砂芯成型剂的作用是：将松散的铸造砂粘结在一起使之成为型砂或芯砂的造型材料。成型剂和砂粒混合后包覆砂粒成为粘结剂膜，使砂粒互相粘连起来（见图） ，从而赋与砂型和型芯以足够的强度，使其在搬运、组装和浇注过程中不致变形和破碎。砂芯制作完成之后，还会再其中加入一些结构件，如冷铁（如图 11） ，使铸件厚大处快速冷却，防止产生缩孔缩松等缺陷。 华中科技大学生产（专业）实习报告29 / 95图 10 双工位热芯机 图 11 砂芯中的冷铁4、清理车间 清理车间是一个集铸件毛坯抛丸、磨削、喷涂防锈、定位铣于一体的一线生产车间，去掉灰铁铸件表面的粘砂、多肉等缺陷。清理的产品覆盖中、重型卡车以及轿车多个品种系列，以 HWS 线生产的发动机缸体、缸盖毛坯铸件为主，承担着 Dci11、4H 系列缸体缸盖等公司战略产品以及康明斯 13 升缸体缸盖、神龙缸体系列若干重点产品的清理入库任务。车间拥有机械手抛丸机、瑞士 QZ3 鼠笼抛丸机、数控定位铣床等设备。铸造一厂还陆续购用 BAIRD 光电直读光谱仪、LE
