畢 業(yè) 設 計 （論 文 ）開 題 報 告設計 （論 文） 題 目 : DA468 發(fā)動機曲軸加工工藝 與專用機床夾具設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程 B07-5 學 生 姓 名: 辛文 導 師 姓 名: 石美玉 開 題 時 間: 2011 年 3 月 11 日 指導委員會審查意見：簽字： 年 月 日畢業(yè)設計（論文）開題報告學生姓名 辛文 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛 07-5 班指導教師姓名 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)動機曲軸加工工藝與專用機床夾具設計一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義1. 課題研究現(xiàn)狀隨著科學技術的迅猛發(fā)展和市場需求的變化及競爭加劇，傳統(tǒng)的制造技術發(fā)展到了一個嶄新的階段；隨著我國經濟的持續(xù)高速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，汽車已經走進了我們的日常生活，漸漸成為一種普通消費品；隨著市場對汽車需要量的增加和制造技術的發(fā)展，到了本世紀初，小作坊的生產方式已經不能滿足需要，而各種新的制造工藝和新式高效機床的出現(xiàn)，使汽車和發(fā)動機的制造技術出現(xiàn)了飛躍。因此，人們對汽車的性能要求也在不斷提高，不論是經濟性、動力性，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)制造技術和汽車專業(yè)技術相互結合，在滿足汽車動力性的同時滿足其經濟性與生產效率，也就是工藝性。而要想使整車的工藝性完美，對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單一品種廉價的A型車始，汽車和發(fā)動機生產進入第二發(fā)展階段。這時主要用各種高效專用及組合機床組織機械化流水生產。并出現(xiàn)了兩種不同的生產組織形式: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，采用高效專用機床組織多品種專業(yè)化生產。在這個階段，制造技術發(fā)展迅速，各種先進的工藝和高效生產機床如多軸立車，曲軸多刀車床，加工缸體和缸蓋等殼體零件的多軸鉆，憧，攻絲組合機床等相繼在生產中采用。發(fā)動機產量急劇增加，生產效率迅速提高，現(xiàn)代大量生產的雛形已初步形成。由于多品種專業(yè)化生產具有生產管理靈活，更換品種容易，能及時提供市場所需的產品等優(yōu)點，使得通用公司超過福特公司而成為世界上最大的汽車公司。發(fā)動機作為汽車的心臟，其質量的優(yōu)劣是衡量汽車性能的重要標準。我國各汽車制造商也十分重視發(fā)動機的研發(fā)和制造，各汽油機、柴油機制造廠已掌握了較先進的技術，具備一定的生產能力。發(fā)動機零件精度高，結構復雜，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，生產工藝過程和組織形式具有一系列的特點，這表現(xiàn)在生產的專業(yè)化、系列化、多品種，產過程的自動化，包括自動線的廣泛采用和加工過程綜合自動化的發(fā)展等方面。產品的系列化是提高發(fā)動機制造技術水平的前提和條件，而自SY-025-BY-3動化的流水生產又對生產專業(yè)化提出了迫切的要求。而曲軸是發(fā)動機中最重要的零件之一，是承受沖擊載荷傳遞動力的關鍵零件，是在柴油機的機體、缸蓋、曲軸、連桿、凸輪軸5大件中最難以保證加工質量的零件。它的作用是把活塞的往復直線運動變成旋轉運動，將作用在活塞的氣體壓力變成扭矩，用來驅動工作機械和發(fā)動機各輔助系統(tǒng)進行工作。由于曲軸工況條件惡劣，在工作時承受著不斷變化的壓力、慣性力和它們的力矩作用，因此對曲軸的材質、毛坯加工技術、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強化及動平衡等要求都十分嚴格。在大批量生產的前提下，傳統(tǒng)生產工藝已不能滿足當前設計和生產的要求，在長時間、高速度運轉下，曲軸很容易過早地出現(xiàn)失效或斷裂現(xiàn)象，嚴重影響了曲軸的壽命和整機的可靠性。目前，世界各國的發(fā)動機生產企業(yè)對曲軸加工都十分重視，都在不斷更新曲軸加工設備．改進加工工藝，以提高曲軸加工質量，延長使用壽命。我國的各大發(fā)動機生產廠經過多年的學習和探索，已經掌握了很多較為先進的血軸加工技術，生產效率較高，生產線中的大部分設各也已國產化。發(fā)動機曲軸生產得到較大的發(fā)展，總量已具相當?shù)囊?guī)模，無論是設計水平，還是產品品種、質量、生產規(guī)模、生產方式都有很大的發(fā)展。曲軸在發(fā)動機中是承受載荷傳遞動力的重要零部件，也是發(fā)動機五大零部件中最難以保證加工質量的零部件，其性能、水平直接影響整機的性能水平及可靠性。因此，各工業(yè)發(fā)達國家十分重視曲軸生產，不斷改進其材質及加工手段，以提高其性能水平，滿足發(fā)動機行業(yè)的需要。近幾年來，國內曲軸加工發(fā)展十分迅速。尤其是發(fā)動機曲軸。先進的加工工藝加工出的曲軸質量好、效率高且穩(wěn)定。而歐美等汽車工業(yè)發(fā)達的國家，經過多年的積累，通過計算機三維設計，利用有限元分析方法對曲軸的各項強度指標進行分析，使曲軸在初期達到完美的設計。在加工工藝方面，由于國外大多采用了先進的數(shù)控設備，而國內大多以手動設備為主，精度差，這就要求我們在實際設計加工工藝的過程中充分考慮各方面的因素，在借鑒國外先進的工藝方案的同時充分考慮現(xiàn)有設備資源的利用和改造，達到少投入，大收益。2. 選題目的和意義發(fā)達國家的發(fā)展經驗告訴我們，工業(yè)化是邁向現(xiàn)代化的必經之路。而制造業(yè)，特別是裝備制造業(yè)是實現(xiàn)工業(yè)化的主力軍，是實現(xiàn)現(xiàn)代化的原動力，發(fā)展制造業(yè)始終是振興經濟、實現(xiàn)現(xiàn)代化的最佳路徑。曲軸是發(fā)動機中用于傳遞動力的核心零件，由于工況條件惡劣，且承受復雜的沖擊載荷，因此對曲軸的材質、NI精度、表面質量、動平衡等的要求都十分嚴格。又由于曲軸的材料為高強度合金鋼，難于加工和斷屑，而且曲軸主軸頸和連桿軸頸幾何形狀復雜，因此作為發(fā)動機五大零件之一的曲軸，其加工難度、加工工藝復雜程度在發(fā)動機各零部件中都首屈一指，它的結構參數(shù)和加工工藝水平直接影響著整機的尺寸和重量，以及發(fā)動機的可靠性和壽命。世界各國的發(fā)動機生產企業(yè)對曲軸。加工都十分重視，都在不斷更新曲軸加工設備．改進加工工藝，以提高曲軸加工質量，延長使用壽命。我國的各大發(fā)動機生產廠經過多年的學習和探索．已經掌握了很多較為先進的血軸加工技術，生產效率較高，生產線中的大部分設各也已國產化。但是，在一些關鍵工序所采用的關鍵工藝上，我們還是非常依賴國外的技術，需要使用國外的設備和刀具。因此，我們還需進一步研究曲軸加工工藝，尤其是要深入研究關鍵工藝和關鍵設備，這對提升曲軸乃至發(fā)動機的生產水平都是相當重要的。二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題1.基本內容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).進行工序設計；5).制定二套夾具設計方案；6).繪制夾具圖紙；7).編寫設計說明書。2. 擬解決的主要問題1).分析零件圖，運用工藝知識選擇加工基準據(jù)實際生產條件確定工藝方案及相應加工方法；2).夾緊與定位對比分析，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；三、技術路線（研究方法）四 、 進 度 安 排1.第 1～ 2 周 （ 2.28～ 3.11） 知 識 準 備 、 調 研 、 收 集 資 料 、 完 成 開 題 報告 。2.第 3～ 5 周 （ 3.14～ 4.1） 整 理 資 料 、 提 出 問 題 、 撰 寫 設 計 說 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 際 、 分 析 問 題 、 解 決 問 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 行 工 序 設 計 、制 定 夾 具 設 計 方 案 、 CAD 繪 制 夾 具 裝 配 圖 等 部 分 設 計 內 容 ， 中 期 檢 查 。4.第 9～ 12 周 (4.25～ 5.20) 改 進 完 成 設 計 ， 改 進 完 成 設 計 說 明 書 ， 指導 教 師 審 核 ， 學 生 修 改 。5.第 13 周 （ 5.23～ 5.27） 評 閱 教 師 評 閱 、 學 生 修 改 。6.第 14 周 （ 5.30～ 6.34） 畢 業(yè) 設 計 預 答 辯 。7.第 15～ 16 周 （ 6.6～ 6.17） 畢 業(yè) 設 計 修 改 。8.第 17 周 （ 6.20～ 6.24） 畢 業(yè) 設 計 答 辯 。調研和查閱資料選定樣本并用 CAD 繪制發(fā)動機曲軸零件圖掌握曲軸加工方法、所用工裝夾具完成設計說明書專用夾具設計工藝卡片填寫工藝過程設計利用 CAD 繪圖五、參考文獻1.王先奎.機械加工工藝手冊, 北京:機械工業(yè)出版社,2008.062.王寶璽，賈慶祥.汽車制造工藝學, 北京:機械工業(yè)出版社,2007.033.王先逵.機械制造工藝學,第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2006.4.崇凱.機械制造技術基礎課程設計指導書,北京:化學工業(yè)出版社,2006.125.李昌年.機床夾具設計與制造,北京：機械工業(yè)出版社，2006.6.孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導,北京：冶金工業(yè)出版，20027.李益民.機械制造工藝學簡明設計手冊,北京:機械工業(yè)出版社,2000.048.夏長高,潘茂輝,束永平. 基于 CAD /CAE 的曲軸設計研究,2010.129.趙佩鳳,周來宏.曲軸粗加工的工藝方法.組合機床與自動化加工技術，2009.0110.曲軸連桿頸車床的設計與應用，200811.盛小兵.曲軸圓角滾壓強化工藝中曲軸變形的研究，200812.祝小軍，黃曉峰.小型柴油機曲軸生產線新工藝的應用研究.小型內燃機，2006.0413.羅仁芝.6108 曲軸機械加工工藝淺析. 高等職業(yè)教育(天津職業(yè)大學學報)，2006.0114.高廣闊，劉景峰，辜祖勛. 轎車發(fā)動機曲軸材料及工藝的研究,2005.0615.楊寶田.4D 型柴油機曲軸加工工藝設計 碩士論文，200416.曲軸粗加工關鍵工藝及設備的比較，2003.0117.車削曲軸連桿頸的可調整夾具，2002.1218.嚴桃平，趙迎生. 車用發(fā)動機典型零部件的加工新工藝,200219.劉光華,張永秀,李瑞. 發(fā)動機曲軸的強度、材料與工藝,2001.0920.Zienkiewicz OC，Taylor R L．The Finite Element Method．Butterworth-Heinemann，2000六、備注指導教師意見：簽字： 年 月 日