車輛工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告微型車曲軸成形工藝及模具設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告設(shè)計(jì)（論文）題目:微型車曲軸成形工藝及模具設(shè)計(jì)院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程07-9班 學(xué) 生 姓 名: 導(dǎo) 師 姓 名: 開 題 時(shí) 間: 2011年3月11日 指導(dǎo)委員會(huì)審查意見： 簽字： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告學(xué)生姓名系部汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)、班級車輛工程079班指導(dǎo)教師姓名職稱實(shí)驗(yàn)師從事專業(yè)汽車服務(wù)是否外聘是否題目名稱微型車曲軸成形工藝及模具設(shè)計(jì)一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義研究現(xiàn)狀：汽車曲軸是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)部件，工作情況極其復(fù)雜，他的性能優(yōu)劣直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和壽命。曲軸作為內(nèi)燃機(jī)中承受沖擊載荷傳遞

2、動(dòng)力的關(guān)鍵零件，是內(nèi)燃機(jī)5大件(機(jī)體、缸蓋、曲軸、連桿、凸輪軸)中最難以保證加工質(zhì)量的零部件。曲軸惡劣的工況條件，對其材質(zhì)、毛坯加工技術(shù)、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強(qiáng)化、動(dòng)平衡等要求都十分嚴(yán)格。其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量對曲軸的壽命和整機(jī)的可靠性都有很大的影響。因此世界各國十分重視技術(shù)研究，不斷改進(jìn)曲軸加工工藝，最大可能地提高曲軸壽命。由于曲軸的鍛造工藝復(fù)雜，如何降低載荷、提高模具的使用壽命都是制定曲軸成形工藝所必須重點(diǎn)考慮的，因此，優(yōu)化曲軸模具結(jié)構(gòu)、消除成形缺陷、提高材料利用率、改善曲軸精密模鍛工藝不但可以提高生產(chǎn)效率，也可以為同類曲軸相關(guān)模具設(shè)計(jì)提供理論和實(shí)踐依據(jù)。 從80年代發(fā)展至今，許

3、多發(fā)達(dá)國家在曲軸生產(chǎn)過程中，廣泛運(yùn)用cadcam，cae技術(shù)，采用生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)和集成制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鍛造生產(chǎn)對原材料、工藝和工藝裝備最佳方案的選擇和整個(gè)過程的控制，其鍛造生產(chǎn)的合理化、自動(dòng)化程度很高。1.國內(nèi)研究現(xiàn)狀 近年來，我國汽車生產(chǎn)企業(yè)以及曲軸專業(yè)生產(chǎn)廠家通過對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收和自行開發(fā)，總體水平有了較大的提高。例如東風(fēng)汽車公司載重汽車曲軸是在一條由德國奧姆科公司生產(chǎn)的自動(dòng)線上，運(yùn)用“r，全纖維墩鍛法實(shí)現(xiàn)鍛造的。鍛件重量150 kg。自動(dòng)線由6臺(tái)主機(jī)和相配套的機(jī)械手組成。毛坯經(jīng)中頻感應(yīng)加熱后送入930 mm的輥鍛機(jī)，經(jīng)輥鍛備坯后由機(jī)械手送入12萬t楔式熱模鍛壓力機(jī)模鍛，模鍛成型、切

4、邊后送入800t機(jī)械式切邊壓力機(jī)切邊， 180t液壓曲軸扭轉(zhuǎn)機(jī)扭出曲拐轉(zhuǎn)角，最后將曲軸送入1600t液壓校正機(jī)對鍛件進(jìn)行精壓。整條線的工作完全自動(dòng)化，單件生產(chǎn)節(jié)拍40s。中國第一汽車集團(tuán)公司于1991年裝備了一條大體上相同的鍛造自動(dòng)線，用于鍛造載重汽車曲軸。這條自動(dòng)線是由德陽第二重型機(jī)器廠按照德國的生產(chǎn)許可證生產(chǎn)的。在引進(jìn)技術(shù)、走跨越式發(fā)展道路的同時(shí)，我們也看到，國內(nèi)曲軸制造技術(shù)的發(fā)展受到諸多方面的限制，距世界先進(jìn)水平仍相差很遠(yuǎn)，甚至于還滿足不了我國汽車制造業(yè)發(fā)展速度的需要。我國曲軸專!ik生產(chǎn)廠家不是很多。且整體規(guī)模小、專業(yè)化程度低、企業(yè)設(shè)備陳舊、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝落后、性能壽命和可靠性差、品種

5、雜亂和“三化”程度低，這些都影響了汽車整車的技術(shù)需要和運(yùn)行穩(wěn)定性要求。目前，國內(nèi)雖已有批先進(jìn)的鍛造設(shè)備，但由于數(shù)量少，加之模具制造技術(shù)和其他一些設(shè)施跟不上，使一部分先進(jìn)設(shè)備來充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。從總體上講，改造和更新陳舊的普通鍛造設(shè)各、改進(jìn)落后的曲軸制造工藝、推廣應(yīng)用曲軸設(shè)計(jì)先進(jìn)技術(shù)，在我國鍛造業(yè)尤其是汽車制造領(lǐng)域，顯得尤為急迫。從大環(huán)境看，我國鍛造業(yè)具有悠久的歷史，對我國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)，但是，整個(gè)鍛造行業(yè)的發(fā)展與我國乃至世界信息化進(jìn)程的速度相比，還很不適應(yīng)。就鍛造技術(shù)而言，還有不少落后的工藝、能耗高、科學(xué)化及現(xiàn)代化水平低，與國外先進(jìn)水平相比尚有較大差距；就鍛造設(shè)備

6、而言，既有微機(jī)控制的自動(dòng)鍛造生產(chǎn)線，也有使用了近百年的夾桿錘。因此，我國的鍛件總量可謂世界前列，但鍛造業(yè)的發(fā)展并非世界強(qiáng)國，主要表現(xiàn)有：自動(dòng)化水平低，設(shè)備重復(fù)建設(shè)，利用率偏低，特別是大型鍛造設(shè)備，布局不合理：人均勞動(dòng)生產(chǎn)率低：大鍛件、模鍛件的產(chǎn)量大，但鍛件精度低，能耗高，材料利用率低；研究方法比較落后，新工藝推廣慢，信息化與科技武裝尚處于起步階段。二十世紀(jì)九十年代中后期，鍛造技術(shù)在中國大陸得到了快速發(fā)展，研究前沿主要在以下方面：(1)突出發(fā)展精密凈形成型，發(fā)展少無切削技術(shù)。國內(nèi)部分企業(yè)熱精鍛的齒輪精度己達(dá)rr79級，冷精鍛的尺寸精度可達(dá)002005ram。(2)塑性加工的智能化。在國內(nèi)塑性加工

7、業(yè)界，現(xiàn)代信息技術(shù)受到普遍重視，cadcamcae技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，計(jì)算機(jī)模擬成為國內(nèi)塑性加工中一個(gè)最為活躍的領(lǐng)域。部分科研單位采用這一技術(shù)來進(jìn)行塑性加工工藝過程的模擬，達(dá)到預(yù)知金屬的流動(dòng)、應(yīng)變、應(yīng)力、溫度分布、模具受力、可能的缺陷及失效形式的目的。有科研人員開發(fā)的應(yīng)用軟件或者對已有軟件進(jìn)行的二次開發(fā)，甚至可以預(yù)知產(chǎn)品的顯微結(jié)構(gòu)、性能以及殘余應(yīng)力，這對于優(yōu)化工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)、縮短產(chǎn)品研制周期、降低研制成本具有重要意義。(3)復(fù)合技術(shù)。如鑄鍛復(fù)合工藝、沖鍛復(fù)合工藝、冷熱復(fù)合鍛造工藝以及軋鍛復(fù)合工藝等，這些工藝的發(fā)展帶動(dòng)國內(nèi)鍛造行業(yè)不斷探索新的工藝和新的設(shè)備與技術(shù)。(4)液壓成型技術(shù)。近年來由

8、于國內(nèi)汽車工業(yè)的發(fā)展，在液壓成型汽車零部件方面有了新的進(jìn)展。液壓成型技術(shù)的應(yīng)用，簡化了模具結(jié)構(gòu)，縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，同時(shí)還可以制造出其它方法所不能制造的復(fù)雜工件。(5)激光成型技術(shù)。激光在制造業(yè)得到越來越廣泛的重視，國內(nèi)鍛造行業(yè)正在積極探索以激光成型技術(shù)為基礎(chǔ)的快速原型制造。(6)新材料精密成型工藝。為了減輕機(jī)械設(shè)各和汽車的重量，輕合金(鋁、鎂合金等)新材料的應(yīng)用越來越多，這些新材料的精密成型技術(shù)是中國急需發(fā)展的重要技術(shù)方向，目前國內(nèi)已著手研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的串行工藝和裝備，以期進(jìn)入世界競爭的行列。2.國外研究現(xiàn)狀隨著經(jīng)濟(jì)的全球化，信息時(shí)代的深入發(fā)展，世界鍛造市場進(jìn)入了時(shí)尚市場的時(shí)代，即市

9、場呈現(xiàn)多樣性和多變性，主要特點(diǎn)為個(gè)性化需求明顯，快字當(dāng)頭。歐洲鍛造工業(yè)自l999年后呈現(xiàn)增長強(qiáng)勁，特別是2000年其鍛造業(yè)非?；鸨?。日本及亞洲其他些國家的鍛造業(yè)表現(xiàn)平平，其中日本和韓國在2000年前后出現(xiàn)了前所未有的滑坡。印度鍛造業(yè)有所發(fā)展，是亞洲地區(qū)近年來發(fā)展最快的國家。俄羅斯鍛造工業(yè)復(fù)蘇，不斷地沖擊著亞太市場。美國在汽車鍛件生產(chǎn)方面有所回升，但仍受到巨大進(jìn)口的沖擊，其鍛造業(yè)主要集中在航空、航天及軍事器械領(lǐng)域，汽車鍛件幾乎被進(jìn)口鍛件占領(lǐng)。在美洲，巴西鍛造工業(yè)開始顯示強(qiáng)勁發(fā)展，成為歐、日鍛造企業(yè)在美國市場上潛在的強(qiáng)有力的競爭對手。總的來講，由于世界汽車工業(yè)、機(jī)車船舶工業(yè)以及航空航天業(yè)的高速發(fā)展

10、，帶動(dòng)世界鍛造業(yè)呈總體上升的趨勢。為適應(yīng)制造業(yè)全球化生產(chǎn)和銷售的需要，發(fā)達(dá)國家加大了鍛造業(yè)的技術(shù)發(fā)展力度，基本走向如下：(1)突出發(fā)展精密凈形成形和少無切削技術(shù)。(2)鍛造成形過程向著科學(xué)化、數(shù)字化和可控化發(fā)展。成形技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用更加合理，更加符合金屬實(shí)際情況，可以找到最優(yōu)的方法和工藝。所有的變形和過程控制、設(shè)計(jì)都在實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，如cadcamcae的應(yīng)用，以及模擬技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)利用數(shù)字化技術(shù)，對整個(gè)成形過程進(jìn)行控制。(3)產(chǎn)品的全過程控制，鍛造生產(chǎn)企業(yè)不再是簡單的鍛件供應(yīng)商，而要發(fā)展成為零部件供應(yīng)商，為此鍛件從零件設(shè)計(jì)開始就要考慮整體工藝問題。(4)鍛造技術(shù)的靈活性與柔性發(fā)展。(5)復(fù)合技

11、術(shù)在鍛造行業(yè)的應(yīng)用引起重。選題目的與意義：在汽車鍛件中，曲軸是最重要的鍛件之一。曲軸精密鍛造技術(shù)是微車曲軸鍛造成形工藝的重要發(fā)展趨勢。精鍛后的曲軸只需少量加工就可直接使用，提高了生產(chǎn)效率及材料利用率，降低了生產(chǎn)成本，因此大大提高了曲軸的市場競爭能力。目前我國生產(chǎn)的曲軸鍛件仍然存在加工余量大且不均勻、鍛件熱成形充不滿、鍛件及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)困難等問題，使得曲軸的生產(chǎn)質(zhì)量受到限制。曲軸材質(zhì)以及毛坯加工技術(shù)、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強(qiáng)化、動(dòng)平衡等要求都十分嚴(yán)格。如果其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量沒有得到保證，則可嚴(yán)重影響曲軸的使用壽命和整機(jī)的可靠性。世界汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家對曲軸的加工十分重視，并不斷改進(jìn)曲軸加

12、工工藝。因此，通過課題的研究過程掌握汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸模具的設(shè)計(jì)過程，了解鍛造的基本工藝，熟練應(yīng)用proe、cad等繪圖軟件，并具有一定的實(shí)驗(yàn)技能和生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)。在生產(chǎn)實(shí)踐中，有限元分析軟件與cad系統(tǒng)的集成應(yīng)用使設(shè)計(jì)水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍，改變了我國傳統(tǒng)鍛造產(chǎn)業(yè)的基本面貌，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)增加設(shè)計(jì)功能，減少設(shè)計(jì)成本；(2)縮短設(shè)計(jì)和分析的循環(huán)周期：(3)增加產(chǎn)品和工程的可靠性；(4)采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低材料的消耗或成本；(5)在產(chǎn)品制造或工程旌工前預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在的問題；(6)模擬各種試驗(yàn)方案，減少試驗(yàn)時(shí)間和經(jīng)費(fèi)等等。二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題主要內(nèi)容：1 分析國內(nèi)外微型車

13、曲軸的成形方法及研究現(xiàn)狀。2 分析微型車曲軸的結(jié)構(gòu)并設(shè)計(jì)曲軸。3 確定曲軸成形工藝并設(shè)計(jì)曲軸成形模具。解決的主要問題：1 對國內(nèi)外微型車曲軸的成形工藝的現(xiàn)狀進(jìn)行分析對比。2 對微型車曲軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析并利用軟件設(shè)計(jì)曲軸二位和三維零件圖。4 研究如何確定曲軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各參數(shù)。3 研究曲軸的成形方法，設(shè)計(jì)曲軸成形模具。5 分析曲軸成形的工藝方法及工藝過程。6 研究如何確定曲軸成形模具設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)參數(shù)。三、技術(shù)路線（研究方法）調(diào)查研究，收集資料分析曲軸成形方法曲軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)曲軸結(jié)構(gòu)分析選擇曲軸成形方案曲軸成形方法及其特點(diǎn)比較鍛造成形模具設(shè)計(jì)曲軸鑄造成形工藝分析完成微型車曲軸成形工藝及模具設(shè)計(jì)曲軸的

14、設(shè)計(jì)要求曲軸參數(shù)的確定制圖.創(chuàng)建三位圖形確定曲軸模具參數(shù)曲軸模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)曲軸鍛壓成形工藝分析制圖.創(chuàng)建三位圖形四、進(jìn)度安排（1）資料收集，整理，完成開題報(bào)告 第12周 （2月28日3月11日）（2）論文的撰寫，完成中期檢查 第39周 （3月14日4月22日）（3）畢業(yè)論文提交 第913周 （4月25日5月20日）（4）設(shè)計(jì)審核、修改 第1316周 （5月22日6月10日）（5）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周 （6月13日6月17日）五、參考文獻(xiàn)1 王一治介紹幾種曲軸制造先進(jìn)技術(shù)機(jī)械制造，1996，11.2 王一治國內(nèi)外曲軸制造工藝綜述山東農(nóng)機(jī)，2001，05.3 李海國國內(nèi)外內(nèi)燃機(jī)曲軸制造技

15、術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢制造技術(shù)與機(jī)床，2003，（5）：12-15.4 李海國內(nèi)燃機(jī)曲軸制造技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向機(jī)械工人，2003，2：785 李海國曲軸圓角滾壓強(qiáng)化工藝綜述山東農(nóng)機(jī)，2002，26 羅晴嵐曲軸鍛件的生產(chǎn)與模鍛線設(shè)計(jì)鍛壓機(jī)械，2001，(2)：6-12.7 羅晴嵐. 曲紅亮.汽車內(nèi)燃機(jī)鍛造生產(chǎn)論述j. 鍛壓裝備與制造技術(shù)，2004，( 2) : 24-26.8 李井會(huì).許維軍劉洪波曲軸制造工藝綜述. 船舶工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息，2002，27：79.9 顧衛(wèi)星鑄造高新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用機(jī)械工藝師，1995，410 周敬恩. 模具材料選用、熱處理與使用壽命. 金屬熱處理 1999，5.11 徐耀坤. 模具材料及熱處理技術(shù)對模具壽命影響的研究. 鍛壓技術(shù), 2002, 4.12 何劍斌. 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的制造工藝與發(fā)展. 中國高新技術(shù)企業(yè), 2008, 4.13 黃應(yīng)勇. 曾林微型汽車曲軸加工工藝探究. 沿海企業(yè)與科技, 2010(9).14 湯曉宇. 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸機(jī)械加工技術(shù). 汽車工藝與材料, 2007(6).15 王建軍. 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸制造工藝及生產(chǎn)線柔性化改造研究. 中國科技博覽, 2009(10).16 p