南京理工大学材料科学与工程生产实习报告.docx

材料科学与工程学院
生产实习报告

班级：08161203
学号：0816120343
姓名： 丘晓文
指导老师：王继业

生产实习报告
引言 一直以来对自己所学的专业——材料科学与工程都没有一个确切的认识，比如说在实际生产生活中的应用方面。尽管通过两年的学习，对专业知识也有了一定得积累，却总有一种管中窥豹的感觉，总是不能全面地去认识自己的专业。直到经历了这次生产实习，我对自己的专业有了全新的认识，因为这次实习让我把理论知识与实际联系在了一起，让我得到不一样的收获。

正文 通过这为期四周的生产实习，我学到了很多课堂上学不到的工程和社会知识。可以说，这次生产实习是我参与实践活动、理论联系实际的一个重要环节，在王老师的带领下我们见习了马群轻工业机械制造厂、南京模具装备有限公司、南汽依维柯第二总装厂、旭建新型建筑材料有限公司、江南-小野田水泥有限公司和南汽依维柯发动机厂。
一． 南京轻工业机械制造厂
简介
南京轻工业机械集团是以啤酒、饮料灌装设备龙头产品为依托，集产品研发、生产制造、经营销售、技术服务等多种功能为一体的大型轻工业机械企业。南京轻工业机械集团的核心企业--南京轻工业机械厂是中国轻工总会直属的国有大型企业，国家重点技术改造企业，全国机械工业骨干企业，国家二级企业。工厂始建于一九六九年四月，目前是全国最大的啤酒、饮料灌装生产线生产企业。

（一） 车间主要工作内容
感应加热、火焰加热和盐浴加热，可进行调质、正火、退火、回火，渗氮，渗碳、碳氮共渗、软氮化、火焰淬火、感应淬火、盐浴淬火等热处理工序。
（二） 主要设备
1. 箱式电阻炉
（1） 基本原理
箱式电阻炉是利用电流通过金属或非金属时产生的热能，借助于辐射或对流而对工件加热，外形呈箱体状的一种加热设备。其中中温箱式电阻炉的应用最为广泛。
（2） 用途
中温箱式电阻炉可用于碳钢、合金钢件的退火、正火、调质、渗碳、淬火和回火等处理工艺，使用温度为650~950℃。
（3） 特点
箱体电阻炉具有结构简单、体积小、操作简便、炉温分布均匀及温度控制准确等优点，而且成本较低廉，是应用较为广泛的一种加热设备。但是，炉内密封性差、加热速度慢使得加热时间长也使得工件氧化程度大。
（4） 参观实例
45钢高频感应淬火后的回火

2. 盐浴炉
(1)基本原理
参观的为内热式埋入式盐炉，其实质也是电阻加热，在埋入炉墙的电极上，通上低压大电流的交流电，使熔化盐的电阻发出来的热量来达到要求的温度。
(2) 特点
盐浴炉是利用中性盐作为加热介质，具有如下优点：加热速度快、热效率高、制造容易；工件在盐浴中加热，氧化脱碳少，温度范围宽，可在150~1300℃范围内使用：可以进行局部加热。
(3) 实际生产过程中的特点及注意事项
新炉在使用前必须将炉体烘干；必须有抽风设备；炉壳级变压器必须接地；升温前要做准备工作，如检查仪表、热电偶、电极等是否正常，然后问加盐；添加新盐及脱氧剂英烘干，分批缓慢加入，以防盐浴飞溅；盐浴面应该保持一定的高度；工件及工卡具不得带水进入盐浴，严防工件与电极接触，以免烧坏工件；应定期捞渣和校正温度。
(4) 生产实例
工件淬火：工件用钓钩放入加热到900℃左右的温度的盐浴炉中，加热约十多分钟，然后放入CaCl2 的盐水溶液中冷却，观察到工件由黑变白，完成淬火过程。
(5) 发现问题：
①为什么工件理论淬火温度应为850~860℃，而实际盐浴温度为900℃？

答：实际的900℃的加热温度过高导致45钢晶粒增大，碳钢混合马氏体韧塑性下降，有利于碳的扩散均匀，所以适当提高加热温度，提高工件淬透性，有利于马氏体形成。
②为什么盐浴后工件外观干净？

答：（ⅰ）工件与空气隔离保护好，工件氧化程度小
（ⅱ）工件冷却时表面爆破引起的类似超声清洗作用（破裂产生小气泡）
3. 表面热处理
钢的表面热处理是不改变零件表面化学成分，而只通过强化手段改变表面层组织状态的热处理方法。其主要目的是使零件表面获得高硬度和高的耐磨性，而心部仍保持有足够的塑性和韧性。
（1） 火焰表面淬火
①原理： 用乙炔-氧的混合气体燃烧的火焰，喷射到零件表面上，快速加热，当达到淬火温度后立即喷水进行冷却。
②特点：方法简便，无需特殊设备，但易过热，淬火效果不稳定，生产效率较低适用于单件或小批生产的大零件
③ 生产实例：45钢齿轮局部加热奥氏体化后立即水冷，主要是对齿面进行热处理，而对齿顶不进行
（2）高频感应表面淬火
①原理：将工件放入感应器中，使工件表层产生感应电流，在极短的时间内加热到淬火温度后，立即喷水冷却，使工件表层淬火，从而获得非常细小的针状马氏体组织。
②特点：疲劳强度、冲击热度都有所提高；淬火层深度易于控制；淬火时不易氧化和脱碳；操作易于实现机械化和自动化，生产效率高
③生产实例：45钢制圆柱体高频感应加热(温度Ac3+50°C)，通过连续加热淬火的方式淬火
对比得出：
高频感应表面淬火稳定性好，效率高；相比之下，火焰表面淬火加热温度不易控制，容易过热且生产效率低
问题：感应淬火温度的选择？
答：高频加热会提高加热速度，则淬火温度也相应提高，高频加热缺少了一个热处理的保温过程，所以要使得表面快速奥氏体化，必须提高加热温度。

4. 化学热处理
工件的氮化
①原理：氮化可在不同的介质中进行，在氮化设备中通入氨气，加热时分解出活性氮原子而渗入钢中。
②特点：可获得高的表面硬度；可获得高的疲劳强度和及耐磨性；氮化温度较低，且氮化后渗层直接获得高硬度，不必再淬火从而减小工件变形，耗能小。缺点是层深较薄，不能满足刀具等的热处理要求
③生产实例：带螺纹的氮化件用钢丝将他们串联起来，然后掉在炉中进行渗氮
注：据张工介绍，工件的氮化首先要建立在较好的调质基础上。工件氮化后呈银灰色，实际上氮化后的工件颜色与实际使用和硬度等性能方面没有太大的关系，因为颜色是受氮化后降温过程时的氧化影响，不影响工件的硬度及其使用。

二．南京模具装备厂
简介
南京模具装备厂前身是南京跃进汽车集团公司工具厂，是从事汽车模具及工装道具设计制造的专业化企业，致力于汽车模具的设计/开发/制造，并延伸到汽车零部件加工、汽车冲压件业务，是国内从事汽车工装设计和制造的专业化企业之一。
1. 实习流程
检测车间
钳装车间
数控加工车间
泡沫模具制造

（一） 泡沫模铸造
原理：用材料为聚苯乙烯的泡沫制造模具，其中许多表面复杂形状是通过复杂形状是通过人工制作拼接起来的，也有用切割机切出来某种特定的形状，做好凸模和凹模后，送到铸造厂后，将泡沫模埋在经过压实的干砂中，在真空状态下浇入高温金属液体，金属液体将塑料模气化，然后成品出来。
优点：
铸件尺寸精度高
铸件表面光洁
泡沫模不用型芯，没有分型面，可以生产形状复杂，薄壁，多孔槽的铸件。
（二） 数控加工车间
数控铣床：由数控系统，主传动系统，进给伺服系统，冷却润滑系统几大部分组成。
激光切割机优点：
激光切割速度快，切口光滑平整，一般无需后续加工。
切割热影响区小，板材变形小，切缝窄
可以加工任意的平面图
（三） 钳装车间
①模具钢材：7SiMnMoV,HRC达到65，又称为“空冷钢”淬火不变性好，淬硬层深度深，耐磨性好，韧性也较好。
②作用：拉延-修边-翻边 都是塑性成型的方法。
定位：保证材料的正确进送，保证冲压件的质量。定位至少有三个支撑点：两个导向点及一个定程点，而且支撑点以及导向点之间有足够的距离，以保证坯料稳定。如导料销，导正销
二． 南京依维柯汽车有限公司
（一）南汽依维柯第二总装厂
简介
南汽依维柯第二总装厂是南京依维柯汽车有限公司下属整车装配厂，拥有地盘，内饰两条装配线，内饰存储线共五条流水线和汽车性能检测线，具有年装配6万辆整车组装和检测能力。生产“得意”、“都灵V”、“越野军车”、“威尼斯”四大系列200多个品种。
车身生产
1. 生产流程总装
涂装
焊接

（1） 车身生产
两条冲压线：①1500吨双动冲压线：用于车身大型覆盖件的成型生产；②英国Clearing、德国 WeinGarten公司制造的3000吨、4000吨大型汽车纵梁冲压线，用于生产轻、中、重型汽车纵梁加强板及相关厚板类横梁零件，能确保纵梁冲压一次成型，是使汽车的承载性和安全性有可靠的保障。
自动开卷落料线：薄板卷料开卷成定尺寸平板料，自动校平、剪裁、堆垛，落料速度为每分钟35块
（2） 焊接
车身焊接拥有从意大利ITCA公司全套引进的daily系列车身本体总焊线和韩国制造的全套“都灵V”系列车身本体总焊线，17台COMAU焊接机器人和5台ABB焊接机器人分别承担了车身焊接的主要工序，焊接牢固、焊点均匀，确保了车身焊接的高品质。
（3） 总装车间
①内饰线
车辆的人性化很大程度上决定于内饰情况，缩小汽车内饰和车体之间的缝隙是工作者所追求的高层次的要求。
常见的内饰用品：坐垫、按摩腰垫、地毯、窗帘、挡把、挡位盖、安全气囊、安全带、气压表、方向盘、升降器、仪表装饰板、座椅、太阳膜、玻璃、遮阳板等等。
②车身的组装
车门借铰链安装在车身壳体上，下车门与门框摩擦产生噪声，为避免这种情况，车门与门框之间留有较大的间隙，靠橡胶密封条将间隙密封，锌条还起到防雨作用。
（二）南汽依维柯发动机厂
简介
南京依维柯发动机分公司是南京依维柯汽车有限公司下属的发动机专业设计、制造分公司.引进意大利先进制造工艺技术，装备了900多台国际先进的工艺设备和检测仪器，建成缸体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴和附件箱等六大件自动化生产线，4条进口总成装配线和发动机测试生产线。实力相当雄厚，开发了具有世界一流水平的SOFIM 8140、8142系列柴油发动机。达到“欧Ⅱ欧Ⅲ”标准，相当环保。生产线的年设计纲领为7.5万台，所配车型除了依维柯四大系列外还有别的车厂的订单。
通过现场的参观和之后的汽车制造相关书籍的查阅，我了解到了发动机的主要构造、重要零部件和工作原理
1. 工作原理
发动机的工作过程简单概括为：进气、压缩、做功、排气。其中柴油机是靠压缩自行着火燃烧，而汽油机是要点火装置的。
2. 主要构造
1） 机体组：缸盖，缸垫，缸体，油底壳
2） 曲柄连杆：活塞，连杆，曲轴，飞轮
3） 配气：凸轮轴，正时齿轮，正时传动带
4） 燃料供给系统：油箱，油泵，油管
5） 冷却:水泵，散热器，风扇
6） 润滑：机油集滤器，机油泵，限压阀，润滑油
3. 重要零部件
汽缸体
引擎的基本结构，是发动机的重要组成部分，在汽缸盖和油底壳之间，它上部是一个或若干个汽缸，下半部分是支承曲轴的曲轴箱。其工作条件高温高压、且活塞在其中往复运动，摩擦很大，所以气缸体必须能耐高温、耐腐蚀、耐磨损。
材料：优质灰铸铁

汽缸盖
引擎的盖子及封闭汽缺的机件，包括水套和气门及冷却片。加工方法为数控盘铣+群钻
材料：铝合金

曲轴
引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。是发动机上的一个重要的机件，有两个重要部位：主轴颈，连杆颈，（还有其他）。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与气缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。
材料：碳素结构钢或球墨铸铁

连杆
连杆大头的固定方式：一分为二，再用螺栓固定
连杆杆身做成工字形断面，目的是在满足强度和刚度的情况下尽量减轻质量。
③螺栓的材料必须采用韧性较高的优质合金钢，安装时必须紧固可靠。

凸轮轴
凸轮轴是活塞发动机里的一个部件。它的作用是控制气门的开启和闭合动作。虽然在四冲程发动里凸轮轴的转速是曲轴的一半（在二冲程发动机中凸轮轴的转速与曲轴相同），不过通常它的转速依然很高，而且需要承受很大的扭矩，因此设计中对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高，其材质一般是特种铸铁，

三．南汽锻造厂
简介
南汽锻造厂直属于上汽东华公司，触及国际市场，开发了汽车扇壳锻件出口到美国的斯威特公司，还出口掘进机链板锻件给日韩。
1. 工艺流程
下料
热处理
机加工
锻造
材料入库

①感应加热目的：提高金属塑性，降低变形抗力，使之易于流动成型。
②锻后喷介质的目的：去氧化皮，润滑。
③优点：尺寸精度高，机械加工余量小，锻件的组织分布更合理，适用于批量生产。
④锻后热处理：直接淬火+回火
实例：生产发动机上的连杆
四．南京旭建新型建筑材料有限公司
NALC制品简介
蒸压轻质混凝土，简称ALC,是一种比重很轻，强度较高的新型材料，它是以硅砂、水泥、石灰为主要原料，由经过防锈处理的钢筋增强，经过高温高压、蒸汽养护而成的多气孔混凝土制品。
1. 特点
轻质，密度小。隔热保温，导热系数0.13.隔音效果好，无放射性，具有很好的耐火性和抗震、抗渗性，环保利废。
2. 生产流程
加工
养护
切割
发泡
配筋
配料

出厂
检查

五．南京江南—小野田水泥有限公司
简介
江南-小野田水泥有限公司通过引进国外最先进的技术、工艺和设备，从石灰石及砂岩粉砂岩的开采、破碎，生料制备，熟料煅烧，水泥粉磨到成品出厂，全部实现了机械化和自动化。
1.原理：水泥生产的主要原材料是石灰石（主要成分CaCo3含量48-55%），粘土（主要成分SiO2含量60-70%，Ai2O3含量15-25%），另外加入少量含Fe2O3的铁质校正材料，经合理的配比进行粉磨（称为水泥生料）。再加入适量的煤，进行高温煅烧（煅烧后的产物称之为熟料），煅烧的质量直接影响熟料的好坏。熟料加入适量的石膏和适量的混合材（根据生产水泥的强度等级合理配比）进行粉磨便成为水泥。

2．制备流程：采矿石、破碎、生料制备、熟料煅烧、冷却、水泥粉磨、成品出产。
3.水泥粉磨
水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗电最多的工序。其主要功能在于将水泥熟料(及缓凝剂、性能调节材料等)粉磨至适宜的粒度(以细度、比表面积等表示)，形成一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速率，满足水泥浆体凝结，硬化要求。
作用：把熟料、石膏、混合材等没有水硬性的块状物料转变成具有水硬性的粉状物料。
实习心得
南京轻工机械厂 南京轻工机械厂是这次实习参观次数最多的地方，同时也是我觉得的和本专业最贴近的工厂。参观它后的最大心得便是理论知识必须与实际相结合才能真正地体现它的价值。因为在几次的参观过程中，我充分地回顾了上学期的专业课—热处理。在工厂里，我切身认识了以前在书本上才能接触到的一些专业名词和一些设备及工艺流程比如工件的高频感应淬火、各种电阻炉和表面淬火等一些详细的工艺流程。这些都让我大开眼界，同时也加深了我对专业在实际生产中应用的了解。
同时，实习也让我体会到实际的生产是理论知识的灵活应用，而不是死板地套用理论知识，比如工件在盐浴炉加热时的淬火温度要高于课本中介绍的理论淬火温度，就是在充分考虑到实际生产中工件的硬度要求后做的调整；再比如，工厂为了追求低成本，在满足工件性能要求的条件下，还会省略一些理论上需要但不必要的生产过程。这些都是理论结合实际的最好实证。
南京模具装备厂 模具装备厂给我留下的最深印象的就是它的现代化的生产线，数控铣床、激光切割机让我第一次见识了现代化的流水生产以及这些机械的高效性。结合自己实习后的资料查阅我还学习到了很多关于汽车模具制造方面的知识。我认识了和金工实习中接触的砂型铸造不同的另一种新型铸造方法—消失模铸造。据工程师介绍，消失模铸造是将与铸件尺寸相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中震动造型，在在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。
南汽依维柯公司 在第二总装厂里，我们差不多参观了从车身生产到总装的整个生产过程，其中我印象最为深刻的是焊接这个环节，以前只是在网络视频中见过机器人作业，这次我亲身见识了机器人焊接工作，而且是流水作业。这在当时的我看来是相当的震撼的，虽然我对焊接方面的知识掌握不多，但据工厂师傅介绍，该厂的焊接机器人是从韩国引进，在焊接方面，质量好，效率高。
在发动机厂，我对汽车的心脏—发动机有了更全面的认识。参观之前工程师的绘声绘色的演讲让我了解了发动机的工作原理、基本构造和大致生产过程。我们都知道汽车制造行业中，汽车发动机的研发总是最具挑战性的，这更激发了我对发动机的好奇心和莫大的兴趣。通过工程师的介绍、自己的参观和查阅资料，我对曲轴、连杆、凸轮轴等发动机重要部件作了一一了解。
对于南京旭建新型建筑材料公司和江南-小野田水泥公司，尽管对无机非金属专业的一些知识比较不了解但是整个工艺流程参观下来还是收获颇丰。比如通过查阅我主要了解了水泥厂的水泥粉磨过程，水泥粉磨是水泥制作当中的重要的一道工序，简单地来说就是将水泥熟料粉磨至适宜的粒度，从而达到水泥的生产性能要求；在建筑材料公司，我了解了蒸压轻质混凝土的一系列优越的特点，意识到这些无机材料在实际生活中的不可或缺的作用。比较遗憾的是，由于时间有限，我对其中的具体一点的反应过程不是很了解，不过在今后的学习中我会在这方面多加留意，因为我觉得材料专业中金属和非金属方向的联系是很大的。
实习总结
经过一个月的生产实习，我有与以往在学校学习不同的收获。一个月的参观让我认识到了在生产过程中理论是如何与实际相结合的，在对自己专业知识巩固的同时，也进一步对工厂的工业生产有了感性及理性的认知。
总而言之，一个月的实习参观是充实丰富的，包括热处理、锻造、汽车、水泥、建材等各方面的工厂。范围比较广泛，让我在整个实习过程始终保持着好奇和学习的激情。我想，其实这次实习虽然我们没有机会自己动手，但是它除了让我们增长见识外还培养了我们发现问题的能力—通过自己的实习观察，去发现生产过程中的一些细节问题，一些和理论表面上不符的问题，进而分析解决问题。我觉得，作为一名工科学生，发现问题和解决问题的能力的重要性是毋庸置疑的，这也是我们在实习和今后的学习和工作中需要着重培养的能力。
说实话，在还没开始实习时，我以为生产实习参观只会是流于表面，后来在一次次的实习中我才深刻体会到王老师始终强调的那样：生产实习真的可以有很多收获，而且每次都会有不同的收获。所以我很庆幸能有这样一个学习的机会，同时对给我们提供这次实习机会而辛勤奔波的王老师，在这里我也要对您说一声：谢谢！
最后我想说的一句也是此次生产实习的最终要的心得就是：理论知识只有与实际相结合才能最大地体现它的价值。