实习总结(下料工段)

下料工段实习报告
一、常用材料及其功用
二、下料方式及其问题
三、关于由重量确定钢锭下料长度的改进建议
一、常用材料及其功用
通过一个月的实习，我主要了解了我厂现常用的材料种类及其特点，产品的种类及加工工艺要求，并对其进行了分类总结。

现有的材料种类：20、45、40Cr 、Q235(A-E)、42CrMo（A、H、HH）、42CrMo4、40CrMnMo、20CrMnMo、20CrMnTi 、20CrMo、25Mn、40Cr、17CrNiMo6、38MnVS、25MnCrNiMoA、4Cr5MoSiV(4Cr5MoSiV1)、1Cr13Mo等。

Q235类：（车钩体杆-Q235,25t支承座-Q235/ Q235D、曲轴-Q235D、锁杆头-
Q235A、扶手-Q235A、绳座- Q235B/D、脚踏-Q235A/F、中拉杆-Q235）
这种材质的屈服值，在235MPa左右，并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。

由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。

Q235A，Q235B，Q235C，Q235D，Q235E不同等级所代表的，主要是冲击的温度。

Q235A级，是不做冲击；Q235B级，是20度常温冲击；Q235C级，是0度冲击；Q235D 级，是-20度冲击；Q235E，是-40度冲击。

在不同的冲击温度，冲击的数值也有所不同。

A、B、C、D硫含量依次递减；A和B的磷含量相同，C的磷含量次之，D磷含量最少。

Q235类材料大量应用于建筑及工程结构，用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。

C、D级钢还可作某些专业用钢使用。

45号钢（上/下衬板、改板、连接叉、连杆）
45号钢为优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工,模具中常用来做 45号钢管模板,梢子,导柱等,但须热处理。

调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。

但表面硬度较低，不耐磨。

可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。

渗碳处理，一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比调质+表面淬火高。

40Cr :(地柱、700P惰齿轮A、连接杆、丝杆、丝母、JL465Q5曲轴、A21转向节)
中碳调制钢，冷镦模具钢。

该钢加工容易，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。

正火可促进组织球化，改进硬度小于160HBS毛坯的切削性能。

在温度550~570℃进行回火，该钢具有最佳的综合力学性能。

该钢的淬透性高于45钢，适合于高频淬火，火焰淬火等表面硬化处理等。

这种钢经调质后用于制造承受中等负荷及中等速度工作的机械零件，如汽车的转向节、后半轴以及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等；经淬火及中温回火后用于制造承受高负荷、冲击及中等速度工作的零件，如齿轮、主轴、油泵转子、滑块、套环等；经淬火及低温回火后用于制造承受重负荷、低冲击及具有耐磨性、截面上实体厚度在25mm以下的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等；经调质并高频表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无很大冲击的零件，如齿轮、套筒、轴、主轴、曲轴、心
轴、销子、连杆、螺钉、螺帽、进气阀等。

此外，这种钢又适于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件，如直径较大和低温韧性好的齿轮和轴。

42CrMo：其对应国际标准组织牌号:42CrMo4。

（φ65的圆钢，3100曲轴，比塞洛斯履带板，重庆通用的Y5-48N015.5F主轴，左/右轮边支撑架、U形叉件）42CrMo4：（活塞顶、悬挂心轴、MAN32/40连杆体、连杆盖、PC2-6B排气阀摇臂、重万航模锻的曲轴、重齿公司花键齿圈）
42CrMo的强度、淬透性高，韧性好，淬火时变形小，高温时有高的蠕变强度和持久强度。

用于制造要求较35CrMo钢强度更高和调质截面更大的锻件，如机车牵引用的大齿轮、增压器传动齿轮、压力容器齿轮、后轴、受载荷极大的连杆及弹簧夹，也可用于2000m以下石油深井钻杆接头与打捞工具，并且可以用于折弯机的模具等。

我厂现有42CrMo、42CrMo4、42CrMoA(PC2-6B排气阀摇臂、曲轴、花键齿圈、悬挂心轴)、42CrMoH（十堰的悬挂心轴）、42CrMoHH（L21/31连杆、φ200圆钢）。

其中钢材牌号尾A/B/C/D/E表示的是材料的质量等级；而牌号尾的H则表示国标规定对材料淬透性的要求。

25Mn：（C70上心盘、改造车上心盘）
25Mn属于优质碳素结构钢，标准：GB/T 699-1999。

25mn与25钢相比具有较高的强度和淬透性，冷变形时塑性好，焊接性中等，可切削性良好。

热处理时有回火脆性倾向及过热敏感性。

适用于螺栓.螺母.螺钉.拉杆.小轴.刹车机齿轮，也可用于渗碳和焊接零件，如凸轮轴、齿轮、联轴器、铰链、销子、拖杆等。

20CrMnTi：（重庆友路机械减边齿轮、TJ2-300型行车制动器调节杆销子、ZC减速齿轮、带链钩、驱动齿轮、后输出轴、TL465Q5曲轴）
20CrMnTi，标准：GB/T 3077-1999，是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后可切削性良好。

用于制造截面＜30mm的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件，如齿轮、齿圈、齿轮轴十字头等。

20CrMnTi是18CrMnTi的代用钢，广泛用作渗碳零件，在汽车.拖拉机工业用于截面在30mm以下，承受高速.中或重负荷以及受冲击.摩擦的重要渗碳零件，如齿轮.轴.齿圈.齿轮轴.滑动轴承的主轴.十字头.爪形离合器.蜗杆等。

化学成份：碳C：0.17～0.23 ，硅Si：0.17～0.37 ，锰Mn：0.80～1.10 ，硫S：允许残余含量≤0.035 ，磷P：允许残余含量≤0.035 ，铬Cr：1.00～1.30 ，镍Ni：允许残余含量≤0.030 ，铜Cu：允许残余含量≤0.030 ，钛Ti：0.04～0.10[1]
力学性能：抗拉强度σb (MPa)：≥1080，屈服强度σs (MPa)：≥835，伸长率δ5 (％)：≥10 ，断面收缩率ψ (％)：≥45 ，冲击功Akv (J)：≥55 ，冲击韧性值αkv
(J/cm2)：≥69(7) ，硬度：≤217HB
17CrNiMo6：（重庆宏盛机械，输出轴斜齿轮）
17CrNiMo6 是德国 DIN 标准的钢号欧标为18CrNiMo7-6,对应GB的 17Cr2Ni2Mo，具体的标准号为：JB∕T 6395-1992 大型齿轮、齿圈锻件。

主要化学成分：碳(C)0.14-0.19%, 硅(Si)0.15-0.4%, 锰(Mn)0.4-0.6%, 硫(S)≤
0.035%, 磷(P)≤0.035%, 铬(Cr)1.5-1.8%，镍(Ni)1.4-1.7%, 钼(Mo)0.25-0.35%。

17CrNiMo6和20CrMnTi区别：17CrNiMo6的韧性好得多。

碳含量不同，合金元素不同，机械性能不同。

热工艺性也不同。

17CrNiMo6的性能要优越一些，20CrMnTi在变速箱齿轮、差速器齿轮普遍使用。

17CrNiMo6材质的钢齿轮渗碳缓冷裂纹分析及防止措施：
产生裂纹的原因主要是渗层在冷却过程中产生不均匀相变造成的。

渗层中存在大块渗碳体和连续的网状碳化物，渗层的金相组织为三层，即分为：外表层中间层过渡层。

最外层为下贝氏体和网状碳化物；中层为淬火马氏体、下贝氏体和网状碳化物；第三层为下贝氏体加铁素体。

不均匀相变的影响因素主要是渗碳温度，碳浓度（即渗碳时的碳势）、渗碳时间、缓冷速度。

产生缓冷裂纹的条件一是渗层中存在着大量的块状及网状碳化物，使之性能恶化；二是渗层中发生不均匀相变。

预防措施是：首先要避免渗层中产生大量网状碳化物。

对于17CrNiMo6这种含Cr、Mo强碳化物形成元素的钢，渗碳时碳势不能过高，尤其是到了扩散期，一定要把碳势降到0.9%C左右，并保持一定的时间，防止产生碳化物。

另
外，要避免中间层产生马氏体。

缓冷效果比较好时，一般组织比较平衡，没有不均匀相变，但由于冷却井内比较潮湿，水分较大，使冷却速度提高而产生裂纹。

如果冬天环境温度比较低，工件装炉量少，虽然是在冷却井中，冷却速度仍很快，也容易产生缓冷裂纹。

二、下料方式及其问题
我厂现有的下料设备有：浙江晨雕机械有限公司G4265/70龙门式带锯床二台、江东机械的GB4032卧式液压带锯床三台、日本富士科技（香港）有限公司FS4365锯床、一台1250t棒剪机一台 (配有加热系统可热剪切)，500t棒剪机一台。

1250t棒剪机切断范围160mm；500t棒剪机切断范围70mm。

FS4365锯床的特点：具有高精度减速机，可靠的传动系统，低噪音设计；硬质合金片夹持，导水型和冲屑型组合；顶压块采用滚动轴承和钨钢片可倾式设计；先进液压水冷系统，独特的倍流阀叠加；双液压缸设计，直线导轨导向，组成硬因的锯切结构；独创三导向臂导向，中导臂随工件大小自动定位；工件送料采用平台送料或辊道送料；锯带断裂，闷车自动停机装置。

主要存在问题有：
锯床：
A.送料行程不固定，现有的送料方式液压/链轮式都存在送料行程不固定，大都依靠工人经验和点动控制来操作送料长度，常许多次进/退料，耽误工时。

B.下料长度的确定主要依靠工人手动测量，精度太低。

故而可以对锯床进行改进，在锯床上安装限位标尺，可改善AB问题。

C．锯条工作的止动装置不合理，工作台面上有很多锯痕。

为了保护锯条和保证工作的安全性，应对锯条的止动进行改进。

D．锯床卡紧装置（液压/齿轮齿条控制）行程有限制，对于较小的材料需要依靠垫块等来夹紧，常出现夹不牢，材料倾斜等，影响锯切质量。

液压控制的可以更换推杆，齿轮齿条控制的可更换齿条来改善夹紧状况。

E、锯切下的棒料无固定装置，安全无保障，比如其中一台G4265/70龙门式带锯床的排屑装置被掉下的棒料砸坏。

棒剪机：
设备太过陈旧，需要定期做整体检修以保证设备正常工作，尤其是制动器。

棒剪机上的计数器已经损坏，下料时依靠人工计数误差太大，需安装新计数器。

三、由重量确定钢锭下料的改进建议
在现场实习中发现现有的通过质量确定钢锭下料长度的方法比较繁琐并且下料精度不够，故而想通过积分的方式列出钢锭的金属分布曲线，并对其计算进行规则化，那么在日后的生产操作中无需每次现场进行测量计算来确定长度，只需查表并进行一定的余料估计就可。

现以1.7t钢锭（如图3.1所示）为例进行说明。

图3.1 1.7t钢锭
根据实际测量的钢锭尺寸数据绘制。

图示1区以及2区不可用，需锯掉；3区属于材料区；3区可根据实际下料需要进行截取，此部分常凭经验估算。

通过分析钢锭的质量分布情况，我将其简化为图2的数学模型，图中X 轴表示的是钢锭径向尺寸的1/2.Y 轴表示的是钢锭的高度方向尺寸，因为钢锭斜度不大，故而以高度尺寸来代替实际测量所得的斜边尺寸。

X(mm)
图3.2.数学模型 由（6）得： M （12.4）-M （0）= （7）
计算得到M=1568kg 。

考虑到钢锭四棱边为圆弧状过度，可以对圆角部分体积进行积分(方法如上),进一步精确的确定钢锭质量分布。

但是考虑到实际操作要求精度，故而对圆弧部分进行简化处理，经过测量计算得到沿钢锭Y 方向圆角安均匀的R50来处理，从而可以的到其质量分布关系为：
M=
（8）
V=
( 3 )
根据钢锭的密度为,M= ( 4 )
M=
( 5 ) M=
从而得：
M=（9）
将（7）-（9）得到：
M（y）=-1.68y
=y （10）
考虑到在y取到最大值12.4时也只有17.1kg,故可忽略不计。

综上可得到1.7t 钢锭质量分布关系式：
M（）-M（）=
= (11) 在实际下料中常常使用的是y=40mm到y=1240mm这一段，计算得到质量为：
M（）-M（）=1455kg
基本符合钢锭实际质量分布，故而此算法可行。

列表1给出质量的分布，以便实际应用时参考计算：
表1 1.7t钢锭质量分布
下图3.3表明了钢锭的质量与钢锭长度的函数关系，即 M=
通过以上分析，也可以对1t、1.3t、1.7t钢锭下料算法进行改进，从而提高下料精度。

M(kg)
40140240340440540640740840940104011401240
100
20030040050060070080090010001100120013001400150016001700
图3.3 钢锭的质量与钢锭长度的函数关系 M=
锻造公司
徐瑞
2011年9月9日。