畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論 文 ）開 題 報(bào) 告設(shè)計(jì) （論 文） 題 目 : DA468 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工工藝 與專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí): 車輛工程 B07-5 學(xué) 生 姓 名: 辛文 導(dǎo) 師 姓 名: 石美玉 開 題 時(shí) 間: 2011 年 3 月 11 日 指導(dǎo)委員會(huì)審查意見(jiàn)：簽字： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告學(xué)生姓名 辛文 系部 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級(jí) 車輛 07-5 班指導(dǎo)教師姓名 石美玉 職稱 教授 從事專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否題目名稱 DA468 型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工工藝與專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義1. 課題研究現(xiàn)狀隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和市場(chǎng)需求的變化及競(jìng)爭(zhēng)加劇，傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)嶄新的階段；隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，汽車已經(jīng)走進(jìn)了我們的日常生活，漸漸成為一種普通消費(fèi)品；隨著市場(chǎng)對(duì)汽車需要量的增加和制造技術(shù)的發(fā)展，到了本世紀(jì)初，小作坊的生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿足需要，而各種新的制造工藝和新式高效機(jī)床的出現(xiàn)，使汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)的制造技術(shù)出現(xiàn)了飛躍。因此，人們對(duì)汽車的性能要求也在不斷提高，不論是經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性，還是穩(wěn)定性、安全性，甚至是排放性等各方面都要逐一考慮。這就需要傳統(tǒng)制造技術(shù)和汽車專業(yè)技術(shù)相互結(jié)合，在滿足汽車動(dòng)力性的同時(shí)滿足其經(jīng)濟(jì)性與生產(chǎn)效率，也就是工藝性。而要想使整車的工藝性完美，對(duì)各零件的加工也是最為重要的。福特汽車公司在1908年建立第一條流水線生產(chǎn)單一品種廉價(jià)的A型車始，汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)進(jìn)入第二發(fā)展階段。這時(shí)主要用各種高效專用及組合機(jī)床組織機(jī)械化流水生產(chǎn)。并出現(xiàn)了兩種不同的生產(chǎn)組織形式:一是以福特公司為代表，建立大型綜合廠，另一種是以通用公司為代表，采用高效專用機(jī)床組織多品種專業(yè)化生產(chǎn)。在這個(gè)階段，制造技術(shù)發(fā)展迅速，各種先進(jìn)的工藝和高效生產(chǎn)機(jī)床如多軸立車，曲軸多刀車床，加工缸體和缸蓋等殼體零件的多軸鉆，憧，攻絲組合機(jī)床等相繼在生產(chǎn)中采用。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)量急劇增加，生產(chǎn)效率迅速提高，現(xiàn)代大量生產(chǎn)的雛形已初步形成。由于多品種專業(yè)化生產(chǎn)具有生產(chǎn)管理靈活，更換品種容易，能及時(shí)提供市場(chǎng)所需的產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)，使得通用公司超過(guò)福特公司而成為世界上最大的汽車公司。發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的心臟，其質(zhì)量的優(yōu)劣是衡量汽車性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)各汽車制造商也十分重視發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)和制造，各汽油機(jī)、柴油機(jī)制造廠已掌握了較先進(jìn)的技術(shù)，具備一定的生產(chǎn)能力。發(fā)動(dòng)機(jī)零件精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但比較典型，制造工藝比較成熟，工藝水平普遍高于其它總成，生產(chǎn)工藝過(guò)程和組織形式具有一系列的特點(diǎn)，這表現(xiàn)在生產(chǎn)的專業(yè)化、系列化、多品種，產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，包括自動(dòng)線的廣泛采用和加工過(guò)程綜合自動(dòng)化的發(fā)展等方面。產(chǎn)品的系列化是提高發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)水平的前提和條件，而自SY-025-BY-3動(dòng)化的流水生產(chǎn)又對(duì)生產(chǎn)專業(yè)化提出了迫切的要求。而曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的零件之一，是承受沖擊載荷傳遞動(dòng)力的關(guān)鍵零件，是在柴油機(jī)的機(jī)體、缸蓋、曲軸、連桿、凸輪軸5大件中最難以保證加工質(zhì)量的零件。它的作用是把活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將作用在活塞的氣體壓力變成扭矩，用來(lái)驅(qū)動(dòng)工作機(jī)械和發(fā)動(dòng)機(jī)各輔助系統(tǒng)進(jìn)行工作。由于曲軸工況條件惡劣，在工作時(shí)承受著不斷變化的壓力、慣性力和它們的力矩作用，因此對(duì)曲軸的材質(zhì)、毛坯加工技術(shù)、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強(qiáng)化及動(dòng)平衡等要求都十分嚴(yán)格。在大批量生產(chǎn)的前提下，傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝已不能滿足當(dāng)前設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的要求，在長(zhǎng)時(shí)間、高速度運(yùn)轉(zhuǎn)下，曲軸很容易過(guò)早地出現(xiàn)失效或斷裂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了曲軸的壽命和整機(jī)的可靠性。目前，世界各國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)曲軸加工都十分重視，都在不斷更新曲軸加工設(shè)備．改進(jìn)加工工藝，以提高曲軸加工質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命。我國(guó)的各大發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠經(jīng)過(guò)多年的學(xué)習(xí)和探索，已經(jīng)掌握了很多較為先進(jìn)的血軸加工技術(shù)，生產(chǎn)效率較高，生產(chǎn)線中的大部分設(shè)各也已國(guó)產(chǎn)化。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸生產(chǎn)得到較大的發(fā)展，總量已具相當(dāng)?shù)囊?guī)模，無(wú)論是設(shè)計(jì)水平，還是產(chǎn)品品種、質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式都有很大的發(fā)展。曲軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中是承受載荷傳遞動(dòng)力的重要零部件，也是發(fā)動(dòng)機(jī)五大零部件中最難以保證加工質(zhì)量的零部件，其性能、水平直接影響整機(jī)的性能水平及可靠性。因此，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視曲軸生產(chǎn)，不斷改進(jìn)其材質(zhì)及加工手段，以提高其性能水平，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的需要。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)曲軸加工發(fā)展十分迅速。尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸。先進(jìn)的加工工藝加工出的曲軸質(zhì)量好、效率高且穩(wěn)定。而歐美等汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，經(jīng)過(guò)多年的積累，通過(guò)計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)，利用有限元分析方法對(duì)曲軸的各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行分析，使曲軸在初期達(dá)到完美的設(shè)計(jì)。在加工工藝方面，由于國(guó)外大多采用了先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備，而國(guó)內(nèi)大多以手動(dòng)設(shè)備為主，精度差，這就要求我們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)加工工藝的過(guò)程中充分考慮各方面的因素，在借鑒國(guó)外先進(jìn)的工藝方案的同時(shí)充分考慮現(xiàn)有設(shè)備資源的利用和改造，達(dá)到少投入，大收益。2. 選題目的和意義發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)告訴我們，工業(yè)化是邁向現(xiàn)代化的必經(jīng)之路。而制造業(yè)，特別是裝備制造業(yè)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的主力軍，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的原動(dòng)力，發(fā)展制造業(yè)始終是振興經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的最佳路徑。曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中用于傳遞動(dòng)力的核心零件，由于工況條件惡劣，且承受復(fù)雜的沖擊載荷，因此對(duì)曲軸的材質(zhì)、NI精度、表面質(zhì)量、動(dòng)平衡等的要求都十分嚴(yán)格。又由于曲軸的材料為高強(qiáng)度合金鋼，難于加工和斷屑，而且曲軸主軸頸和連桿軸頸幾何形狀復(fù)雜，因此作為發(fā)動(dòng)機(jī)五大零件之一的曲軸，其加工難度、加工工藝復(fù)雜程度在發(fā)動(dòng)機(jī)各零部件中都首屈一指，它的結(jié)構(gòu)參數(shù)和加工工藝水平直接影響著整機(jī)的尺寸和重量，以及發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和壽命。世界各國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)曲軸。加工都十分重視，都在不斷更新曲軸加工設(shè)備．改進(jìn)加工工藝，以提高曲軸加工質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命。我國(guó)的各大發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠經(jīng)過(guò)多年的學(xué)習(xí)和探索．已經(jīng)掌握了很多較為先進(jìn)的血軸加工技術(shù)，生產(chǎn)效率較高，生產(chǎn)線中的大部分設(shè)各也已國(guó)產(chǎn)化。但是，在一些關(guān)鍵工序所采用的關(guān)鍵工藝上，我們還是非常依賴國(guó)外的技術(shù)，需要使用國(guó)外的設(shè)備和刀具。因此，我們還需進(jìn)一步研究曲軸加工工藝，尤其是要深入研究關(guān)鍵工藝和關(guān)鍵設(shè)備，這對(duì)提升曲軸乃至發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)水平都是相當(dāng)重要的。二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題1.基本內(nèi)容1).選題的背景、目的及意義；2).分析曲軸零件圖和繪制毛坯圖；3).制定零件加工工藝路線；4).進(jìn)行工序設(shè)計(jì)；5).制定二套夾具設(shè)計(jì)方案；6).繪制夾具圖紙；7).編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。2. 擬解決的主要問(wèn)題1).分析零件圖，運(yùn)用工藝知識(shí)選擇加工基準(zhǔn)據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件確定工藝方案及相應(yīng)加工方法；2).夾緊與定位對(duì)比分析，受力分析與夾緊方案和工作原理及組成；3).使用 AUTOCAD 軟件，繪制專用車床夾具，提高用軟件制圖本領(lǐng)；三、技術(shù)路線（研究方法）四 、 進(jìn) 度 安 排1.第 1～ 2 周 （ 2.28～ 3.11） 知 識(shí) 準(zhǔn) 備 、 調(diào) 研 、 收 集 資 料 、 完 成 開 題 報(bào)告 。2.第 3～ 5 周 （ 3.14～ 4.1） 整 理 資 料 、 提 出 問(wèn) 題 、 撰 寫 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 草稿 、 繪 制 圖 紙 草 圖 。3.第 6～ 8 周 （ 4.4～ 4.22） 理 論 聯(lián) 系 實(shí) 際 、 分 析 問(wèn) 題 、 解 決 問(wèn) 題 ， 完成 分 析 零 件 圖 和 繪 制 毛 坯 圖 、 制 定 曲 軸 加 工 工 藝 路 線 、 進(jìn) 行 工 序 設(shè) 計(jì) 、制 定 夾 具 設(shè) 計(jì) 方 案 、 CAD 繪 制 夾 具 裝 配 圖 等 部 分 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 ， 中 期 檢 查 。4.第 9～ 12 周 (4.25～ 5.20) 改 進(jìn) 完 成 設(shè) 計(jì) ， 改 進(jìn) 完 成 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 ， 指導(dǎo) 教 師 審 核 ， 學(xué) 生 修 改 。5.第 13 周 （ 5.23～ 5.27） 評(píng) 閱 教 師 評(píng) 閱 、 學(xué) 生 修 改 。6.第 14 周 （ 5.30～ 6.34） 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 預(yù) 答 辯 。7.第 15～ 16 周 （ 6.6～ 6.17） 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 修 改 。8.第 17 周 （ 6.20～ 6.24） 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 答 辯 。調(diào)研和查閱資料選定樣本并用 CAD 繪制發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸零件圖掌握曲軸加工方法、所用工裝夾具完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書專用夾具設(shè)計(jì)工藝卡片填寫工藝過(guò)程設(shè)計(jì)利用 CAD 繪圖五、參考文獻(xiàn)1.王先奎.機(jī)械加工工藝手冊(cè), 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.062.王寶璽，賈慶祥.汽車制造工藝學(xué), 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.033.王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué),第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.4.崇凱.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書,北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.125.李昌年.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與制造,北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.6.孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo),北京：冶金工業(yè)出版，20027.李益民.機(jī)械制造工藝學(xué)簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè),北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.048.夏長(zhǎng)高,潘茂輝,束永平. 基于 CAD /CAE 的曲軸設(shè)計(jì)研究,2010.129.趙佩鳳,周來(lái)宏.曲軸粗加工的工藝方法.組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2009.0110.曲軸連桿頸車床的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，200811.盛小兵.曲軸圓角滾壓強(qiáng)化工藝中曲軸變形的研究，200812.祝小軍，黃曉峰.小型柴油機(jī)曲軸生產(chǎn)線新工藝的應(yīng)用研究.小型內(nèi)燃機(jī)，2006.0413.羅仁芝.6108 曲軸機(jī)械加工工藝淺析. 高等職業(yè)教育(天津職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào))，2006.0114.高廣闊，劉景峰，辜祖勛. 轎車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸材料及工藝的研究,2005.0615.楊寶田.4D 型柴油機(jī)曲軸加工工藝設(shè)計(jì) 碩士論文，200416.曲軸粗加工關(guān)鍵工藝及設(shè)備的比較，2003.0117.車削曲軸連桿頸的可調(diào)整夾具，2002.1218.嚴(yán)桃平，趙迎生. 車用發(fā)動(dòng)機(jī)典型零部件的加工新工藝,200219.劉光華,張永秀,李瑞. 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的強(qiáng)度、材料與工藝,2001.0920.Zienkiewicz OC，Taylor R L．The Finite Element Method．Butterworth-Heinemann，2000六、備注指導(dǎo)教師意見(jiàn)：簽字： 年 月 日