4515011623南口实习报告

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1、中国石油大学（北京）理学院材料系生产认识实习报告 专业： 班级： 学号： 姓名： 中国石油大学（北京）2013年 7 月 14 日目录（用word软件自动生成）一 、南口机车车辆厂31.1 引言31.2 实习内容31.2.1 热处理车间31.2.1.1常规班41.2.1.2表面处理班61.2.1.3渗碳班81.2.2 齿轮车间81.2.3 铸造车间101.2.3.1 铸造厂简介111.2.3.2 铸造工艺流程111.2.3.3 铸造工艺设计111.2.3.4 华铸CAE141.2.4 橡胶制品车间、表面酸洗、磷化、冲压151.2.4.1橡胶制品151.2.4.2表面酸洗、磷化151.2.4.3

2、 冲压161.2.5 理化检验中心161.2.6 道岔车间171.2.7 风源机加工181.2.8 风电厂181.3 提问与解答191.4 体会收获20二 华北油田202.1 引言202.2 实习内容202.2.1 钻井开采平台202.2.2 联合处理站202.2.3 石油机械装备材料202.3 提问与解答202.4 体会收获21三 自我评价21一 、南口机车车辆厂1.1 引言中国北车集团北京南口机车车辆机械厂（以下简称南口厂）是伴随着中国第一条国有铁路京张铁路的修筑，于1906年诞生的，是主持修筑京张铁路的中国科技界先驱、著名的爱国工程师詹天佑先生亲自创建的。隶属于中华人民共和国国务院国有资

3、产管理委员会所属中国北方机车车辆工业集团公司。 南口厂地处中国首都，位于北京市昌平区南口镇。可为铁路机车车辆提供600余种配件，占地面积96万平方米，拥有资本2.8亿元。工厂拥有员工2042人，高级职称74人，中级职称244人，技术操作员工1225人。工厂拥有各种设备1305台。其中大型精密设备98台，进口设备121台。其中包括世界先进的螺杆泵螺杆、转子、齿轮磨齿、油泵油嘴产品加工设备以及仪器仪表等检测装置。建立了产品试验基地和高标准实验室。同时，不断提高设备档次和加工能力，特别是加快空压机、齿轮、油泵油嘴产品生产技术装备的更新改造，满足市场发展的需要。在百年的发展进程中，逐步形成了以生产机车

4、用活塞式空压机、螺杆式空压机、干燥机，喷油器、喷油泵、电子燃油喷射系统，东风系列牵引主从动齿轮、韶山系列牵引主从动齿轮为主的生产格局。其中，空压机有活塞式空压机和螺杆式空压机两种产品。活塞式空压机主要供应铁路市场，装车量达到60%以上。螺杆式空压机于2004年开始批量装车。为城轨车开发的1.0、1.2、1.6立方米螺杆空压机已陆续进入市场。齿轮产品：供应内燃机车、电力机车主从动牵引齿轮。正在研制开发城轨动车组齿轮箱产品。并逐步向油田、矿山市场发展。具备加工直齿齿轮、斜齿齿轮、伞齿轮（包括螺旋伞齿轮）等多种规格参数齿轮的生产能力。油泵油嘴产品：广泛用于各型内燃机车。市场占有率已超过50%，是国内

5、铁路机车油泵油嘴主要供应商。1996年，工厂与瑞典SKF公司合资，成立了北京南口斯凯孚铁路轴承有限公司。合资后，铁路货车系列轴承产品档次得到了提高，在铁路货车市场取得了100%占有率。获得了丰厚的回报，成为与国外优势企业合作的良好范例。1999年，工厂取得质量管理体系(ISO9000)国内认证证书。2004年9月，取得国际认证机构埃尔维（EWC）认证公司颁发的质量(ISO9000)和环境管理体系(ISO14000)国内、国际认证证书及职业健康安全管理体系(0HSAS18000)国内认证证书。1.2 实习内容1.2.1 热处理车间热处理车间分为三个班组，分别为：渗碳班，常规班，表面处理班。其中渗

6、碳班主要进行渗碳处理，常规班包括常规热处理和盐浴处理，表面处理班又分为真空热处理、离子氮化、中高频表面淬火。常用材料有11种。如下：渗 碳20CrMnTi 20CrMnMo15CrNiMo618CrNiMo7-617CrNiMo618CrNiW小齿轮，石油机械同一种材料，差别不大，重载31CrMoV9 : 氮化齿圈34CrNiMo6 ：输入输出轴，调质钢，中碳42CrMo :行星轴42CrMo4 ：机车牵引用的大齿轮、增压器传动齿轮、后轴、受载荷极大的连杆及弹簧夹，42CrMo4也可用于2000m以下石油深井钻杆接头与打捞工具等27SiMnMoV ：渗碳，淬火，硬度58-62HRC，渗层0.8

7、-1.2mm，针线体1.2.1.1常规班常规处理工艺主要有退火、正火、淬火和回火四类。主要产品：轴、铁轨、石油机械、各种齿轮常规班的具体产品和材料如表一：产品材料风电齿轮18CrNiMo7-6调整环45号钢宝机齿圈42CrNiMo和谐D2，3齿轮18CrNiMo7-6东风四主动轮20CrMnMo表一常用设备：多用渗碳淬火炉（气氛：丙烷、甲醇、氮气）压床淬火机（防止薄的工件变形）井式渗碳炉（可渗碳，亦可碳氮共渗，体积小，干小工件，气氛：丙烷、甲醇）台式75KW加热炉（调质，淬火，调节工件机械性能，是最简单最好用的加热仪器）井式回火炉（高温有氮气目地：防止脱碳，在装炉前预热300-400，目的加热

8、快，更容易到温，节省时间）清洗机（去除机加工切削液、油污，使用清洗剂和水，温度在60左右）140KW井式淬火炉（主动轮，直径1.1）升降台装料车出料车天车（用于工件的搬运）卡具盐炉（硝盐回火，中温淬火，Nacl和Kcl各50%，温度均匀，加热快）保温罐（内有保温棉，工件在它内部缓慢冷却） 图1多用渗碳淬火炉 图2盐炉注：1.正火、退火是为了后续热处理做准备2.一般材料淬火介质用水，合金材料淬火介质用油，升高淬透性，变形小，且不易开裂3.渗层是由气氛控制的4.低温回火不加保护气氛，高温回火加保护气氛盐浴就是用熔融盐液作为加热介质、将工件浸入盐液内加热的工业炉进行热处理。根据炉子的工作温度，通常选

9、用氯化钠、氯化钾、氯化钡、氰化钠、氰化钾、硝酸钠、硝酸钾等盐类作为加热介质。盐浴炉的加热速度快，温度均匀。工件始终处于盐液内加热，工件出炉时表面又附有一层盐膜，所以能防止工件表面氧化和脱碳。盐浴炉可用于碳钢、合金钢、工具钢、模具钢和铝合金等的淬火、退火、回火、 氰化、时效等热处理加热，也可用于钢材精密锻造时少氧化加热。盐浴优点：受热均匀变形量小，少无氧化脱碳，加热快，能很快转变工件内部组织结构，保温性能和加热均匀性能好，可以进行固溶处理加热，适用性广泛，可进行近乎无氧化的出货处理等。 盐浴缺点：工作环境恶劣，对工件有一定腐蚀，使用寿命相对较短，工作空间尺寸和功率来讲，功率较大，尺寸较小。而且废

10、盐对环境有些污染，如果客户有对无氧化有较高要求的话可以考虑，成本一般情况。 图3调整环生产工作表 图4调整环工艺流程：机加工备活清洗预热装炉渗碳淬火回火1.2.1.2表面处理班（一）高频班中高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热的原理：工件放到感应器内或与感应器接触，感应器产生交变磁场使工件产生同样频率的感应电流，这种感应电流在工件上的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000，而心部温度升高很小，这时迅速立即

11、喷(浸)水冷却（或喷浸油冷却)完成淬火工作，使工件表面或局部达到相应的硬度要求。中频淬火：内燃、电力机车齿轮高频淬火：批量小、小工件，达不到高速重载的要求中频卧式机床：电气机车齿轮常用，包括三个部分:水冷系统、电器系统、液压系统中频立式机床：可实现自动化 高频立式机床：不能实现自动化，加工小件，批量小，使用水机淬火液（8%-14%） 图5中频立式机床 图6中频立式机床内部 图7高频淬火机床部分1 图8高频淬火机床部分242CrMo:淬火温度860，一个小时左右。硬度280-320HB高频淬火可能导致的缺陷和解决措施：过烧，尖角效应。过烧使工件组织烧坏，无法补救（二）真空班常用设备：1.真空渗碳

12、淬火炉 由四部分组成：炉体、加热体（石墨）、真空系统、水冷系统、液压系统（控制工件在真空条件下进出） 特点： 可深孔渗碳，无氧化无脱碳淬火 淬火温度高 炉体加热体为石墨，是利用石墨较大的电阻加热 工艺流程：装炉抽真空（使炉内变负压）加热填充气体（丙烷）保温一段时间再抽真空再填充气体重复抽真空填充气体直到达到所需的渗层关闭供气系统停止加热-冷却到200以下出炉注：u 真空渗碳炉能深孔渗碳的原因是：不断的重复抽真空填充丙烷能使丙烷分解产生的活泼碳原子不断的渗进工件内，达到深孔渗碳u 真空设备要想加热必须达到一定的真空度才可以，否则石墨氧化；出炉前要先关供气系统，再停止加热，冷却到200一下，否则石

13、墨加热体烧毁2.真空气淬炉适用于：高速钢W18Cr4V、模具2Cr13特点：合金含量高，淬火温度高1200，无氧化光亮淬火工艺流程：抽真空加热保温一段时间充氮气（通过氮气带走工件热量）工件表面淬火辅助设备：清洗机冷冻机：对工件进行深冷处理，使残余奥氏体继续转变，使工件尺寸稳定真空渗碳可能存在的缺陷和解决措施：渗碳层不够，可以通过补渗达到要求 组织粗了，可以降低淬火温度达到要求的组织级别注：渗碳的工件在检查时需要将试块切开，看渗碳层、硬化层、组织级别（三）氮化班常用设备：1.辉光离子氮化炉 由四部分组成：炉体、真空系统、水冷却系统、电气控制系统 原理：氨气电离产生活泼的氮原子，活泼的氮原子吸附在

14、工件表面，氮原子渗入工件内部，形成氮化层。特点：辉光离子造成的工件变形最小（0.1-0.2mm） 氮气浓度高产生白亮层，有害。 技术要求简单，生产周期短 一般不会出现组织缺陷 工艺流程：清洗烘干装炉抽真空起辉（清洗工件表面杂质）升温通氨气保温一段时间降温出炉 2.氮化炉 由四部分组成：炉体、真空系统、水冷系统、电气系统 特点：炉体分三层，装炉取炉复杂 炉体大，控制系统自动化 装容量大，周期长 工件变形小 工艺流程：清洗装卡装炉抽真空加热输工艺降温出炉氮化可能导致的缺陷和解决措施：硬化层不够，可以通过补渗达到要求 硬化层超了的情况很少出现，因为没有5个小时硬化层达不到0.5mm 硬度不够，危害最

15、大，自身操作的失误、预处理调质硬度不够和氮化温度高于调质温度均可导致工件硬度不够。无法补修。1.2.1.3渗碳班渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。一般将钢件加热至930进行渗碳，若是高速钢则加热至1000以上，而对于需后续机加工的某些部位则涂防渗碳层。常用设备：井式渗碳炉、井式缓冷罐、井式高低温回火炉、井式气体渗碳炉、井式清洗机、井式淬火油槽、 图9井式缓冷罐 图10井式气体渗碳炉以东风七主动轮（20CrMnMo)为例的工艺流程： 装卡清洗（井式清洗机

16、）回火炉中烘干渗碳（一般为93010，时间设定为35h）降温缓冷（井式缓冷罐时间为2h)高温回火（井式高低温回火炉，温度设定为630，时间为8h）半精加工淬火（井式淬火油槽，温度设定为780，时间为40min，需先预热830，用油淬）低温回火（井式高低温回火炉，温度设定为180，时间为8h）精加工检查交活1.2.2 齿轮车间常用设备： 数控立车、控卧式车床(YH-50-300)、龙门加工中心(SP-3016)、数控磨齿机（RAPID 1000/RAPID 1250/RAPID 2000/P2400G）、数控螺旋锥齿轮磨齿机（G80）、数控铣齿机（P1600/P2400）数控万能磨床（Ri 5-

17、4）、数控磨床（MKW 28160/MK2120/L）、普通加工设备（摇臂钻床、式车床 、车床 、外圆万能磨床 、内圆磨床 ）表二设备介绍表所加工的产品以传动轮为主，分为主动轮和从动轮两大类，此外还加工风电齿轮。以HXD2齿轮（18CrNiMo7-6）加工为例的工艺路线： 毛坯检查车夹口粗车一粗车二半精车半精车二、钻孔超声波探伤正火预处理清理抛丸精车一精车二滚齿齿端倒角渗碳车碳层一车碳层二钻油孔扩镗幅板孔一幅板倒角一淬火清理抛丸强力抛丸淬火后精车一淬火后精车二磨端面淬火后精车三淬火后精车四扩镗幅板孔二幅板孔倒角二扩孔攻螺纹磨内孔端面外圆磨齿磨端面二荧光磁粉探伤刻打标识修倒角、去毛刺、清理产品交

18、检包装下面以HXD2为例，详细说明从动轮的技术要求 1.金相组织：1) 表层碳化物按ISO.6336-5，等级为弥散型点状分布碳化物2) 马氏体及残余奥氏体14级；3) 内氧化不大于12mm；4) 脱碳层13级；5) 心部组织26级；2.表层硬度：(5864)HRC3.渗碳层：2.32.7mm4.硬化层：2.02.4mm5.最大变形允许范围：1) 椭圆度不大于0.3mm2) 锥度不大于0.4mm3) 翘曲不大于0.4mm6.当工件最大直径小于978.6mm和大于980mm时请班组员工及时和相关人员进行沟通和协商处理办法7.当工件的锥度、椭圆度和翘曲度大于0.6mm,淬火硬度高于64HRC、低于

19、58HRC时，请员工及时告知相关人员及工艺人员8.工件装卡一律凸台超上垫好底部的垫圈次序装卡。淬火时的装卡正常情况下雨渗碳时的方向相反，并垫好花篮垫块9.当工件渗碳淬火后前倒锥大于0.2mm.装卡在最上方，方向与渗碳相同，其他工艺则按工艺要求正常装卡。当工件渗碳后淬火前成正锥大于0.2mm时同样按倒锥要求在最上方，方向与渗碳相反。工艺制定原则：A、基本原则：优质、高产、安全、低耗；B、工艺路线原则：先粗后精，先主后次，先基准后其它；C、定位基准选择：1、基准重合原则：将设计基准做为工艺基准；2、基准统一原则：统一定位基准加工个表面；3、互为基准原则：相互加工面互相做为工艺基准。结构工艺性一般原

20、则：1、标准化参数与结构要素统一 2、考虑刀具加工空间 3、方便装夹 4、减少加工表面 5、合理拆分和组合 6、加工的可行性 7、尽量降低零件精度和质量要求 图11风电齿轮 图12数控磨齿机床1.2.3 铸造车间铸造是熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间，因此是现代装置制造工业的基础工艺之一。1.2.3.1 铸造厂简介人员组成：全体员工151人，技术人员12人生产能力为5000吨/年，剩余生产能力3000吨/年生产形式：树脂砂工艺控制方法：铸

21、造工艺分析系统现场检测手段有：光谱分析仪（18种）、探伤机、冲击试验机、电子称、测温仪生产规格：最大质量为1.5吨主要产品：灰铁HT200、HT250、HT300 球铁QT400-18、QT400-15、QT450-10、QT500-7、QT600-3、QT700-2 GJS400-18LT、GJS400-15LT主要设备：切割机、落砂机、烘干炉、砂再生系统、双钩抛丸机、全纤维台车式热处理炉 加工能力：卧式加工中心、加工中心、数控立式车床、数控车床、达诺巴特 FS-1000、海诺克 EC1600主要产品：CRH5长客齿轮箱（EN GJS400-18LT）、HXD2下齿轮箱、空气压缩机1.2.3

22、.2 铸造工艺流程本厂工艺过程如下图所示：1.2.3.3 铸造工艺设计铸造工艺设计基本包括以下内容：浇注位置、分型面、工艺参数（机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、收缩量等），型芯的数量、形状尺寸确定以及浇冒口系统排气系统、冷、的布置等。典型铸造缺陷：呛（孔洞类缺陷）、缩（孔洞类缺陷）、砂（表面类缺陷）、杂质（夹杂类缺陷）一、浇注位置的确定铸件的浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。浇注位置是根据零件的结构特点、尺寸、重量、技术要求、铸造合金特性、铸造方法以及生产车间的条件决定的。确定浇注位置的一般原则：1.铸件的重要部位置于底面或侧面 2.浇注位置应有利于所确定的凝固顺序 3.铸件的薄壁部

23、位应置于浇注位置的下部或侧面 4.浇注的位置应有利于砂芯的定位和稳固支撑，使排气通畅 5.在大批量生产中，应使铸件的毛刺、飞翅易于清除 6.要避免厚实铸件冒口下面的主要工作面产生偏 二、分型面的确定分型面是指两半铸型相互接触的表面。分型面的选择在很大程度上影响铸件的尺寸精度、生产成本和生产率。确定分型面的一般原则：1. 尽可能将铸件的全部或大部分放在同一箱内 2. 应尽量把铸件的加工定位面和主要加工面放在同一箱内 3要尽量减少分型面的数量 4. 应尽量避免使用活块，必要时用砂芯代替活块 5. 应尽量减少砂芯的数量 6. 应尽量使分型面为平面，必要时可不做成平面 7. 为方便起模，分型面应选在铸

24、件的最大截面处。对于较高的铸件，尽量不使铸件在一箱内过高。 8. 在考虑造型、浇注、造芯的基础上，分型面的选择还应有利于清理。9.选择分型面时应考虑到造型方法 三、铸件数量的确定及安排每型中铸件数量，应是在保证铸件质量的前提下越多越好。工艺设计中应根据铸件尺寸大小，考虑浇注系统的布置和必要的吃砂量，生产批量及相关设备等各种条件综合考虑。四、工艺参数的选择（机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、铸造收缩率等）1.铸造收缩率铸件在凝固金额冷却过程中，体积一般要发生收缩，即体收缩。铸造收缩率不仅与铸造合金的种类及成份有关，而且还与铸件结构的复杂程度和尺寸大小、铸型种类、浇冒口系统结构、砂性和砂芯的退让型

25、、砂箱的结构机箱带位置等因素有关。 2.机械加工余量机械加工余量是为保证铸件机械加工面尺寸和零件加工精度，在设计铸件和铸造工艺时，预先增加并在机械加工时应予切除的金属层厚度。3. 起模斜度为了在造型和制芯时便于起模而不致损坏砂型和砂芯，应该在模样或芯盒的起模方向上带有一定的斜度，即起模斜度，若铸件本身没有足够的结构斜度，就要在铸造工艺设计时给出铸件的起模斜度。例如，铸铁件不加工侧面的壁厚小于8毫米时，可采用增加铸件壁厚的方法；壁厚812毫米时，可采用加减壁厚的方法；壁厚大于12毫米时，可采用减少壁厚的方法。铸件要加工的侧面，一般按增加铸件壁厚的方法确定。铸模在起模方向如已有足够的结构斜度，便不

26、再加起模斜度。 铸模的高度在l米以下时，木模的拔模斜度=030-3。金属模的起模斜度可比木模稍小些。起模斜度又称拔模斜度。4铸造圆角当零件的毛坯为铸件时，因铸造工艺的要求，铸件各表面相交的转角处都应做成圆角。铸造圆角可防止铸件浇铸时转角处的落砂现象及避免金属冷却时产生缩孔和裂纹。铸造圆角的大小一般取R=35mm，可在技术要求中统一注明。五、砂芯设计砂芯是铸造生产中用于制造型芯的材料，一般由铸造砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成。砂芯设计的基本原则：1、尽量减少砂芯数量2、复杂砂芯可分块制造3、选择合适的砂芯形状4、砂芯的分盒面应尽量与砂型的分型面一致5、便于下芯、合型六、浇注

27、系统浇注系统是铸型中引导液态金属流入型腔的通道。一般铸件的浇注系统由四部分组成：浇口杯（外浇口）、直浇道、横浇道和内浇道。 浇注系统应满足以下要求：1. 控制金属液流动的速度和方向，使液态合金平稳地充满铸型。2. 调节铸件上各部分的温度分布。3. 浇注系统应具有除渣功能，阻挡夹杂物进入铸型型腔。4. 有一定的补缩作用，一般是在内浇道凝固前补给部分液态收缩。5. 保证液态金属以最短的距离，最合宜的时间充满铸型，并保证金属液面 在型腔内有合适的上升速度，以得到轮廓完整清晰的铸件。6. 在保证铸件品质（质量）的前提下，浇注系统要有利于减小冒口体积。结构应简单紧凑，以利提高铸型面积的利用率。同时要方便

28、工人操作和铸件 的清理。七、冒口冒口是在铸型内人为设置的贮存金属液的结构体，用以补偿铸件形成过程中可能产生的收缩，起防止铸件产生缩孔、缩松并兼有排气、集渣、引导充型的作用。冒口类型有压边浇冒口、飞边冒口、耳冒口、侧冒口等。根据情况灵活运用。 冒口位置的选择原则如下：1.冒口应设在铸件热节的上方（顶冒口）或旁侧（边冒口）。2.冒口应尽量设置在铸件最高、最厚的部位。尽量用一个冒口同时补缩几个热节，对于低处的热节或同一水平面上离冒口较远的热节可设置补贴或冷铁，以保证顺利凝固和补缩通道畅通。3.对致密度要求高的铸件，冒口应按其有效补缩距离进行设置。4.在满足补缩的作用前提下，冒口应尽可能设在加工面上，

29、减少清整冒口根部的的工作量和降低能源消耗。5.冒口不应设在铸件受力的部位，防止组织粗大降低力学性能八、排气系统铸型的排气：一般使用气眼或冒口 砂芯的排气：出气冒口 九、冷铁 冷铁的形状和厚度根据需要激冷位置的具体情况进行设计。 冷铁的作用有：1. 在冒口难于补缩的部位防止缩松、缩孔。2. 防止壁厚交叉部位及急剧变化部位产生裂纹。3. 与冒口配合使用，能加强铸件的顺序凝固条件，扩大冒口补缩距离或范围，减少冒口数目或体积。4. 用冷铁加速个别热节的冷却，使整个铸件接近于同时凝固。既可防止或减轻铸件变形，又可提高工艺出品率。5. 改善铸件的金相组织和力学性能。如细化基体组织，提高铸件表面硬度和耐磨性

30、等。6. 减轻或防止厚壁铸件中的偏析。1.2.3.4 华铸CAE 华铸CAE/ InteCAST铸造工艺分析软件集成系统是分析和优化铸件铸造工艺的重要工具，是华中科技大学研究开发，并在长期的生产实践检验中不断改进、完善起来的一项软件系列产品。 华铸CAE/ InteCAST以铸件充型过程、凝固过程数值模拟技术为核心对铸件进行铸造工艺分析。可以完成多种合金材质（包括铸钢、球铁、灰铁、铸造铝合金、铜合金等）、多种铸造方法（砂型铸造、金属型铸造、压铸、低压铸造、熔模铸造等）下铸件的凝固分析、流动分析以及流动和传热耦合计算分析。实践应用证明，本系统在预测铸件缩孔缩松缺陷的倾向、改进和优化工艺，提高产品

31、质量，降低废品率、减少浇冒口消耗，提高工艺出品率、缩短产品试制周期，降低生产成本、减少工艺设计对经验对人员的依赖，保持工艺设计水平稳定等诸多方面都有明显的效果。软件的使用过程:1、建立三维模型，转化成STL格式2、前置处理 准备工作 剖分过程 辅助功能3、计算分析4、后置处理5、缺陷判断及辅助功能三维CAD系统华铸CAE系统控制平台建立新工程前置处理计算分析后置处理分析报告工程库材料物性库计算参数库计算任务库冷却介质库SGN文件温度场文件 *.TEM流动场文件 *.FLD缺陷文件 *.DFCSTL文件系列动画文件画面文件生成计算数据,如D:CASTPRO_1凝固1凝固100000.TEMD:C

32、ASTPRO_1凝固1凝固100001.TEMD:CASTPRO_1充型1充型100000.FLDD:CASTPRO_1充型1充型100001.FLD生成图形/动画数据,如D:CASTPRO_1凝固1AVI*.AVID:CASTPRO_1充型1BMP*.BMP建立工程目录,如D:CASTPRO_1生成SGN文件,如D:CASTPRO_1SOLID.SGND:CASTPRO_1FILL.SGN生成分析报告文档,如D:CASTPRO_1REPORT*.DOC、*.PPT 、*.HTML结果整理 图13华铸CAE系统结构图1.2.4 橡胶制品车间、表面酸洗、磷化、冲压1.2.4.1橡胶制品主要设备：

33、密炼机、开炼机、烘干炉、热压成型机、平板硫化机主要产品：轴承油封、道岔橡胶垫板检测设备：ZWL-型 无转子硫化仪、WML-76磨耗试验机、单试样硫化橡胶脆化温度测定仪、电子式静刚度测试机、电热鼓风干燥剂、电子万能试验机以轴承油封（丁晴橡胶）工艺流程为例：密炼开炼下片切条骨架除锈处理酸洗磷化粘接烘干与橡胶一起放在热压成型机里硫化粘接性检验批量生产1.2.4.2表面酸洗、磷化表面酸洗指利用酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物，它是金属表面预处理的一种方法。其工艺流程为：不锈钢件上挂化学除油(常规碱性化学除油或表面活性剂除油) 热水洗流水洗第一步酸洗流水洗第二步酸洗流水洗转入下道工序(如：化学着色回

34、收流水洗硬化处理流水洗封闭处理流水洗干燥成品)磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。工艺流程为：除油（10min，温度沸腾）热水清洗（温度80以上，1-2min）冷水清洗（1-2min，室温）酸洗中和（室温60）冷水清洗（1-2min，室温）磷化（94-98,10-15min）冷水清洗（2min,室温）热水清洗（1.5-2.5min,80以上）浸油（脱水防锈油，防止工件氧化） 图14磷化设备 图15

35、磷化设备1.2.4.3 冲压冲压是利用压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法。主要产品：轴承中隔圈（45号钢）、大小环（20CrNiMo、18CrNiMo7-6）、密封罩（08Al）以密封罩（厚度为2.5mm，材料为08Al）为例的冲压工艺流程：来料检验（测量成分，机械性能）剪板落料初形成型整形（关键步骤）切底车端面车底面车外径磷化 图16密封圈 图17冲床1.2.5 理化检验中心南口机械厂理化检验中心可进行材料的机械性能测试和化学成分分析。常用设备：液压万能试验机（拉伸、弯曲）、电子压力试验机294/147

36、J冲击试验机夏比投影仪（确定即将用于冲击试验的缺口试样的缺口形状与大小是否规范合格，有U和V两种缺口）布氏硬度计鼓风干燥箱（用于回火）茂福式电阻炉热处理室（加热淬火）抛光仪光学显微显微维氏硬度计美国利可LECO（燃烧法测试样中C、S含量）美国贝尔德光谱仪（利用试样在氩气气氛下经电火花放电激发元素从而得到组成元素峰及其含量等信息，试样必须有端面）分光光度计（将试样熔成液体后比色，按标样来对比计算元素） 图18美国贝尔德光谱仪 图19夏比投影仪1.2.6 道岔车间道岔是使列车由一组轨道转到另一组轨道上去的装置。 每一组道岔由转辙器、岔心、两根护轨和岔枕组成，由长柄以杠杆原理拨动两根活动轨道，使车辆

37、轮缘依开通方向驶入预定进路。分为单开道岔、双开道岔、三开道岔以及多开道岔（复式交叉道岔）等。主要材料有U71Mn和U75V两种亚共析钢。其中U71Mn是50公斤每米，U75V是60公斤每米。主要设备：闪光焊机、静弯机、5000吨压力机、数控铣床、数控钻床、锯床、中频感应淬火机床、正火炉、落锤实验机。以25m尖轨（AT轨）为例工艺流程：锯断锻压（5000吨压力机依次加热三次成型）正火轨底加工钢轨轨腰钻孔（数控钻床）数控铣加工轨顶（轨顶分为工作面、非工作面、轨顶面）淬火（提高表面硬度和耐磨性）双向调直机三点矫直调成品成品组装注：1.每个工序都需要检验；高猛钢锻头需要焊接，而尖轨不能焊接。2.AT轨

38、是矮型特种端面钢轨。 图20轨道 图21高猛钢整铸辙叉1.2.7 风源机加工机加工是机械加工的简称，是指通过加工机械精确去除材料的加工工艺。机械加工主要有手动加工和数控加工两大类。手动加工是指通过机械工人手工操作铣床、车床、钻床和锯床等机械设备来实现对各种材料进行加工的方法。手动加工适合进行小批量、简单的零件生产。 数控加工（CNC）是指机械工人运用数控设备来进行加工，这些数控设备包括加工中心、车铣中心、电火花线切割设备、螺纹切削机等。目前，绝大多数的机加 工车间都采用数控加工技术。通过编程，把工件在笛卡尔坐标系中的位置坐标（X，Y，Z）转换成程序语言，数控机床的CNC控制器通过识别和解释程序

39、语言来 控制数控机床的轴，自动按要求去除材料，从而得到精加工工件。数控加工以连续的方式来加工工件，适合于大批量、形状复杂的零件以空气压缩机阳转子（40Cr）为例的工艺流程：铣型线（螺杆铣床）精车（数控车）修中心孔（数控车）磨型线大外圆（外圆磨床）磨轴颈端面（数控磨床）磨型线（磨型线专用床）去毛刺（数控车床）三坐标检测车螺纹测量动平衡铣键槽检测配对组装箱体工段：设备与用途：镗床：钻孔立式机床：粗加工数控机床：精加工散热器小立式加工中心：打眼，钻孔，精度达到几个谬BW机床：精度最高 卧式加工中心主要产品：空气压缩机箱体（HT250）、宝石十字头1.2.8 风电厂南口机械公司设计制造的1.5兆瓦和2

40、兆瓦风电齿轮箱顺利通过行业国际最高认证GL质量体系认证之后，加速修炼“内功”，优化工艺，做好品质，开拓市场，一举突破了年均产能1000台的标准。主要产品：风电增速箱（箱体QT400-18、轴18CrNiMo7-6、一级行星轴42CrNiMo4）、航天产品（20号钢）、油田用的减速机（QT450-10A）产品简介：2MW风电齿轮箱，采用具有世界先进水平的柔性轴技术和功率分流技术，由两级行星轮系和一级平行轴轮系组成。行星轮系有多个行星轮均匀分担载荷，有效降低了齿轮应力，从而降低了齿轮和轴承失效概率。该齿轮箱相对行业同类型产品具有较小的体积和重量，且性能优良。 NPT217齿轮箱（抽油机减速器）：该

41、产品用于油田智能提捞抽油机，采用一体式球墨铸铁箱体，保证齿轮箱有较好的抗震性和机加工性，保证足够机械强度。全部采用滚动轴承支撑，低速输出轴伸采用骨架密封，保证密封可靠，使用寿命长。采用两级平行轴斜齿轮传动，保证传动平稳和低的噪音，效率高。采用硬齿面闭式齿轮传动，飞溅润滑。齿轮采用低碳钢渗碳淬火工艺，保证齿轮有高的接触承载能力和可靠的弯曲强度，能够保证整个齿轮箱有较长的寿命。 图22风电增速箱 图23NPT217齿轮箱（抽油机减速器）1.3 提问与解答问题一：为什么合金钢的淬火介质用油而碳钢的淬火介质用水？答：水淬特点：冷却能力强，马氏体相变温度区间冷速极快。油淬特点：冷却能力差，马氏体相变温度

42、区间冷速慢。因为淬火过程中产生的内应力有:相变应力和热应力。碳钢的过冷奥氏体稳定性比较低, 淬透性略差。只有用水淬(冷却能力强)才能保证它有足够的冷却速度,以避免发生奥氏体提前分解而得不到马氏体。有利于提高淬透性及淬硬性。而合金钢由于合金元素的存在，淬透性好。一般过冷奥氏体稳定性比较大,用油淬就足以保障马氏体转变的发生,如果用水淬的话会导致钢的内应力过大而引起工件开裂或者报废,用油淬冷却速度较慢,热应力也较小一般不会引起工件开裂或报废。问题二：高频淬火硬度与什么有关？答：淬火硬度除了与工件本身的材质有关，主要与淬火温度和冷却速度有关。温度越高、冷却速度越快，其淬火后的硬度越大。而冷却速度与淬火

43、剂有相当大的关系。如油、水、盐水、氰化物等。不同的硬度需要不同的淬火剂才可以达到理想效果。问题三：二级太阳轮局部齿根出台的解决方法？答：保证渐开线长度的情况下，减小油膜突角；减小磨量；控制热处理变形。问题四：磨削回火烧伤的原因？答：氧化皮去除不干净。问题五：离子渗氮的气氛为什么是氨气而不是氮气？答：氨气在加热过程中分解，产生活性N和H2，其中H2作用是还原，使工件表面呈亮灰色，而氮气的活性低且价格较贵。问题六：渗碳渗过了怎么办？答：在渗碳渗过的工件上面加一块含碳量小的试块，试块大小视工件大小而定。进行热处理，控制工艺参数，使碳原子在高温下扩散进入含碳量小的试块，进而降低原始工件表面的含碳量，从

44、而达到目的。问题七：齿面剥离的原因？答：由回火烧伤造成的。问题八：动平衡超了怎么办？答：在工件的规定位置打孔去重。1.4 体会收获为期八天的南口车辆机械厂的参观实习已经结束，回忆这八天的点点滴滴，有不舍也有轻松。师傅们的热情让我在这八天里学习了很多以前没有接触到的知识。，我学到了很多，了解了热处理、齿轮加工、风源加工、铸造、道岔、理化等的一些知识。让我们这些从来只是纸上谈兵的大学生对工厂有了一个具体的了解。能够理论联系实际。在我看来是很有意义的事情。有的厂房古老而破旧，有的却很新，很有现代化工厂的感觉。可能是在国家经济不景气的大环境下，这些工厂有的在停产。大多数厂子没有很多的活。而且有的厂房，

45、例如，热处理和铸造，工作环境很差，工人们要忍受高温和粉尘。但是像道岔还有风源的工作环境就很好。我还见识了很多国际上较先进的机加工设备。但是发现这些先进设备大多数都来自于国外进口，而国内的设备使用寿命短，精度低。这是一个很大的问题，我希望以后如果有机会再参观工厂的话，工人师傅可以很自豪的说我们国家的设备也达到了国际标准。二 华北油田2.1 引言华北油田是中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司的简称，主要从事石油天然气勘探和生产、石油天然气集输及储运、石油天然气勘探开发工艺研究及规划研究等石油勘探开发核心业务。资产价值：拥有油气资产原值201.29亿元，净值84.65亿元。注册油气勘探区域：主要

46、集中在冀中地区、内蒙古中部地区和冀南南华北地区等三大探区。油气生产能力：在冀中和内蒙古两大油气生产基地共拥有53个油气田，油气集输管线3000多公里。年原油生产能力450多万吨，天然气生产能力6亿多立方米。 图1华北油田 图2华北油田公司总部2.1.1 华北油田简史1976年，华北油田正式诞生，并在短短的几年时间内为中国石油工业的发展谱写了辉煌的篇章。1978年华北油田原油产量达到1723万吨，一跃而居全国第三位，为当年全国原油产量突破亿吨大关做出了重要贡献。1979年，原油总产量达到了1733万吨高峰，写下了油田创业史上光辉的一页。自1977年起，油田连续保持年产1000万吨达10年之久，油

47、气年产量居全国第三位达15年以上。1985年10月油田建成输往北京的天然气工作，有力地支援了首都经济建设2.1.2 发展前景已开发的油气田主要集中在河北省的冀中地区和内蒙古地区。勘探面积近20万平方公里。探区内有石油资源30亿吨左右，现已探明11亿吨，探明程度36.7%，探区内有天然气资源1753亿立方米左右，现已探明273亿立方米，探明程度仅有15.6%。而新登记的冀南南华北地区，是一片尚待开发的潜力区块，面积达3万平方公里。华北油田油气的勘探潜力很大，发展前景非常广阔。2.1.3 华北油田勘探概况华北油田的勘探范围，包括冀中探区（冀中坳陷和冀南地区）和二连盆地两大部分。两者的自然地理环境和

48、油田地质条件等各方面都有很大的差别。目前华北油田发现的57个油气田，主要分布在冀中坳陷东部和二连盆地的东部。一、冀中探区冀中探区的勘探范围，南至临清坳陷的西部，北邻燕山山脉，西到太行山，东至沧县隆起，面积约5.6104km2。油气普查工作始于1955年，1963年开始地震详查，1974年开始数字地震勘探，1980年开始三维地震勘探。1955年钻探第一口石油探井固一井。1964年京参1井于下第三系沙三段自喷产油，这是本区第一口工业油井，同时在奥陶系也发现了油气显示。1974年家一井下第三系沙三段试油，日产63.3t，成为当时冀中第一口可连续自喷的高产油井，取得了冀中坳陷勘探的突破。1975年7月

49、，在任丘构造带上钻的任四井，经过酸化获日产油1014t，发现了任丘碳酸盐岩潜山大油田，这是冀中地区勘探的重大突破。任四井在蓟县系迷雾山组碳酸盐岩潜山获得高产油流，不仅打开了冀中坳陷找油的新领域，而且开辟了华北油田开发的新阶段。冀中地区获得工业油气流的层系有14个，自上而下为：上第三系明化镇组、馆陶组、下有第三系东营组、沙一、沙二、沙三、沙四段孔店组、太古界石炭系二叠系、奥陶系、寒武系、蓟县系迷雾山组、长城系高于庄组、元古界太古界。二、二连探区二连盆地的大规模勘探开始于20世界70年代末，该盆地位于巴音宝力格隆起以南，温都尔庙隆起以北，西界为索伦山隆起，东至大兴安岭隆起，面积约105km2。19

50、79年石油部集中了大庆、辽河、吉林、华北等油田和地球物理勘探局的部分勘探队伍，对二连盆地进行综合勘探，同年7月钻探了第一口参数井连参一井，1981年阿2连井于中生界下白垩系首次获得日产27.1t的工业油流，揭开了二连盆地的找油序幕。1982年哈2井在凝灰岩潜山获日产61.3t的高产油流，此后在二连盆地的九个凹陷获得了工业油气流，即阿南、阿北、巴音都兰、赛汉塔拉、额仁淖尔、吉尔嘎郎图、乌里雅斯太、洪浩尔舒特、呼仁布其。二连盆地获工业油流的地层有中生界，自上而下为：白垩系赛罕塔拉组、腾格尔组（腾二段、腾一段）、阿尔善组（阿四段、阿三段）及古生界。2.1.4 华北油田地质特征华北油田大规模的勘探开发

51、建设是从1975年7月，任丘构造任四井在蓟县系迷雾山组潜山油藏获得高产油流开始的。至今已有37年。油田开发由初期的以任丘古潜山油藏为主，发展为碳酸盐岩潜山油藏与砂岩油藏并重；开采方式由初期以自喷井为主，转为机械采油；油田开采以原油生产为主，发展为原油、天然气生产并举；油田区域由冀中扩展到二连地区。纵观37年来华北油田的开采历程，可概括为以下四个阶段：1. 投产，产量迅速上升阶段2. 高产稳产阶段3. 产量迅速递减阶段4. 产量低速缓慢递减阶段从华北油田的四个开发阶段可以看出：华北油田开发初期，产量的高速增长和高产稳产主要原因是碳酸盐岩潜山油藏的开发。在初期，碳酸盐岩潜山油藏的储量占全油田的92

52、%，而产量占98%；至目前，由于碳酸盐岩潜山油藏经过高速开发已进入后期开采，产量仅占19%，但其储量仍占华北油田动用储量的57%，所以提高潜山油藏采收率在华北油田的进一步发展中占据着重要的地位。2.1.5 华北油田规模华北石油管理局拥有5个钻井工程公司，共有各种类型钻机97台，年钻井能力200多万米。成熟的各种钻井技术工艺和保护油气层钻井与完井技术等，能够满足各类地区、各种类型油气藏和各种复杂地质条件下钻井施工的需要。 测井公司是集勘探、开发测井和测井资料解释为一体的专业化公司，装备了总价值近3亿元人民币的先进测井仪器设备。其中有国际先进水平的ECLIP-5700成像测井仪和国内先进水平的CL

53、S-3700、BLS-9500数控测井系统，DDL-、BSL-2000开发生产测井系统，SUN系列解释工作站等测井设备。能够提供从油气勘探开发到工程检测等多种测井及资料解释服务。 油气井测试公司是国内最早从事油气井测试并开展成套技术服务的专业公司，拥有国内领先的油气井测试技术和装备，提供海洋、陆地、沙漠等各种环境下的全方位测试服务，创造并保持着国内超深井、超浅井、大跨距测试等纪录。自行研制成功的SG1新型测试工具，被授予“国家重点新产品”称号。 井下作业公司装备有世界先进水平的IDECO（艾迪克）、英格索兰修井机，DOWELL 1000型压裂车，SSQB数控射孔仪和SYZ5140TCJ型测井仪

54、器车等先进施工作业设备，能够按照国际通用标准高水平完成各类油气井射孔、试油、测试、酸化压裂及修井、侧钻等施工任务。先后与美国、法国、加拿大、德国、日本的多家公司合作进行试油、测试、酸化压裂、注气开发等作业，享有良好的市场声誉。 华北石油管理局拥有两个具备国家一级施工资质的油田建设公司，持有省部级以上政府机构颁发的10多个施工资质证书，取得了ISO90002质量体系认证和德、美、澳、新（西兰）等国的资质认证。能独立承担大型、特大型油气田地面工程、炼油化工工程、油气长输管道和油气储运库、工业与民用建筑工程、电力通讯工程、道路桥梁工程的设计与施工。 华北石油路桥工程公司是一个具有国家二级施工企业资质

55、的规范股份公司，有各种施工机具120台（套）。先后参加了沈阳桃仙机场，内蒙古锡盟地区一、二级公路，塔里木沙漠网格路，106国道，石家庄黄骅高速公路建设。曾获得国家级工程银质奖。 华北石油管理局还拥有一批专门从事地下水和地热资源开发的企业。多年来，他们在京、津、冀、陕、内蒙等地区钻凿各类水源井、地热井900多口，探明并开发区域地热田几十个，创造了打地热井最深、城市地热井水温最高、水量最大、完井速度最快等4项全国地热井记录。在新世纪的征途上，华北油田将继续大力弘扬“在挑战中铸造辉煌”的企业精神，丰富和实践“精细管理、全员创新”的经营理念，沿着可持续发展之路阔步前进。2.2 实习内容2.2.1 渤海

56、石油职业技术学院渤海石油职业学院是中国石油天然气集团公司与河北省共建、面向全国招生的普通高等院校，是华北地区唯一以石油工程、机械制造、电气工程、财经、医学、计算机、师范类专业为主体的综合性高等职业学院。学院建于1976年华北石油会战初期，2004年12月经教育部批准在原华油职业技术学院基础上更名为渤海石油职业学院。2.2.1.1 钻井开采平台师傅给我们介绍了周围的5个工作间，分别为：地质、泥浆、工作、材料和井控库房。接着给我们介绍了周围不同尺寸的钻杆、钻具、钻头、螺杆、钻铤等，之后介绍了振击器（处理钻杆被埋的用具）、液压分离器（产生扭矩）、井控（防喷器组、储能器机组和防喷器组遥控面板、测试井汇、压井管汇；目的是控制井喷）、泥浆泵、高压立管、振动筛（把岩屑筛出去）、离心泵、除砂器（把振动筛漏掉的石子去掉）、小鼠洞（竖着的）、大鼠洞等（斜着的）。接着我们分三组分别上了钻台。在钻台上师傅讲了气动小铰车（用气带动的小绞车，可以通过钢丝绳吊东西）、液动节流控制箱、接井短带、立管压力表、自动记录仪、钻头盔、转盘等。 图3钻杆钻矩 图4钻井平台 图5井控系统