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本科畢業(yè)論文(設計)開題報告
論 文 題 目：DEUTZ1013柴油機曲軸加工工藝 規(guī)程設計
學 院：
專 業(yè) 、班 級：
學 生 姓 名：
指導教師（職稱）：
畢業(yè)論文（設計）開題報告要求
開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文（設計）的有效保證。為了使這項工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。
一、選題依據(jù)
1.論文（設計）題目及研究領域；
2.論文（設計）工作的理論意義和應用價值；
3.目前研究的概況和發(fā)展趨勢。
二、論文（設計）研究的內(nèi)容
1.重點解決的問題；
2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路）；
3.本論文（設計）預期取得的成果。
三、論文（設計）工作安排
1.擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）；
2.論文（設計）進度計劃。
四、文獻查閱及文獻綜述
學生應根據(jù)所在學院及指導教師的要求閱讀一定量的文獻資料，并在此基礎上通過分析、研究、綜合，形成文獻綜述。必要時應在調(diào)研、實驗或實習的基礎上遞交相關的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順，較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎。
五、其他要求
1.開題報告應在畢業(yè)論文（設計）工作開始后的前四周內(nèi)完成；
2.開題報告必須經(jīng)學院教學指導委員會審查通過；
3.開題報告不合格或沒有做開題報告的學生，須重做或補做合格后，方能繼續(xù)論文（設計）工作，否則不允許參加答辯；
4.開題報告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導教師；
5.開題報告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。
一、選題依據(jù)
1．論文（設計）題目
DEUTZ1013柴油機曲軸加工工藝規(guī)程設計
2．研究領域
本題目涉及柴油機機械加工工藝規(guī)程，優(yōu)化生產(chǎn)線系統(tǒng)構圖設計等多方面知識。
3．論文（設計）工作的理論意義
在經(jīng)過一年的專業(yè)課學習及生產(chǎn)實習后，我對機械加工工藝有了比較全面的了解，但對其設計過程并不很了解。通過此次設計，學習DEUTZ1013柴油機曲軸加工工藝規(guī)程設計過程，掌握設計方法和步驟。學習和分析以前設計者的加工工藝規(guī)程設計思想，通過自己的理解和掌握的知識，希望加以改進和完善。最后完成自己知識的鞏固和完善。
4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢
以往在大量生產(chǎn)中，曲軸的加工一般是在專用的多刀半自動車床上進行的，采用寬刃成形車刀（三面刃），實現(xiàn)橫向進給。切削力很大，所以對機床系統(tǒng)的剛度要求特別高。曲軸剛度低，為了減少切削力造成的扭轉變形和彎曲變形。 目前領導了近半個世紀的多刀車切削工藝和手工磨削工藝，由于加工精度低和柔性差等原因正逐步退出歷史舞臺。取而代之的是高速、高精、高效的復合加工，由于國內(nèi)條件有限，目前一些曲軸加工生產(chǎn)線以銑代車，銑削的最顯著特點就是切削速度不受工件旋轉不平衡地限制，可采用較高的切削速度以提高生產(chǎn)率，而且切削力比車削小，工件變形相對小，傳動系統(tǒng)也相對簡單，剛性較好。以一汽大柴為例粗加工采用內(nèi)銑加工主軸頸和連桿軸頸，再經(jīng)過粗磨，再轉入精加工工序。本次設計采用相對來說比較先進的CNC內(nèi)銑來完成曲軸2~4主軸頸和全部連桿軸頸的粗加工，來提高生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品成本。
20世紀80年代后期，德國BOEHRINGER公司和HELLER公司開發(fā)出了完善的曲軸車－車拉機床，該加工工藝是將曲軸車削工藝與曲軸車拉工藝完美結合，生產(chǎn)效率高、加工精度好、柔性強、自動化程度高、換刀時間短，特別割槽、平衡塊側面不用加工的曲軸的加工，加工后曲軸可直接進行精磨，而我們可以用車拉工序代替粗磨工序。在一汽大柴，我看見的半精加工依然是以粗磨為主，所以這次設計依然參考一汽大柴現(xiàn)有設備進行工藝編制，但是車拉工藝即將成為未來曲軸加工中流行的工藝。
曲軸的作用是將活塞的往復運動轉換為旋轉運動，并將膨脹行程所作的功，通過安裝在曲軸后端上的飛輪傳遞出去。飛輪能儲存能量，使活塞的其他行程能正常工作，并使曲軸旋轉均勻。為了平衡慣性力和減輕內(nèi)燃機的振動，在曲軸的曲柄上還適當裝置平衡質(zhì)量。
曲軸是引擎的心臟，如果它的功能無法準確的執(zhí)行，那么引擎的馬力就無法正常的發(fā)揮。曲軸的各相對角度必須正確，否則點火正時和氣門正時就無法精確有序的一個汽缸接著一個汽缸的運作。如果這順序出了問題，可以想見這結果就是爆震連連。 曲軸軸承的間隙也是另一個重點，主軸承和連桿軸承都必須有適當?shù)拈g隙以使機油能夠流動產(chǎn)生潤滑和冷卻效果。如果太小汽缸壁、活塞、氣門機構....等就無法獲得充分的潤滑，會造成機件的磨損。如果太大拋出的機油量增加會使活塞和活塞環(huán)的工作加重，造成燃燒室過多的機油殘留，導致積碳及相關后遺癥。所以為了保證曲軸工作的安全可靠，曲軸加工的時候一定要保證準確的精度，和曲軸的強度、剛度。
二、論文（設計）研究的內(nèi)容
1. 重點解決的問題
我們要學習和掌握DEUTZ1013柴油機曲軸加工工藝規(guī)程設計方法，應用CAD輔助設計。
2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路）
① 年產(chǎn)量和批量的確定
② 毛坯的選擇
③ 定位基準的分析
④ 工藝路線擬訂
⑤ 工藝卡的填寫
3.本論文（設計）預期取得的成果
通過學習及查閱相關資料，完成合理的DEUTZ1013柴油機曲軸加工工藝規(guī)程及工藝卡。
3、 論文（設計）工作安排
1.擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）；
第一步：收集企業(yè)原始資料。收集整理所要研究的DEUTZ1013柴油機曲軸加工工藝規(guī)程，并對所要改進的工藝規(guī)程進行分析。
第二步：找出重點問題，加以論證。
第三步：對工藝進行具體、細致分析整理。
第四步：完成各種型號曲軸加工工藝的工序卡。
第五步：整理圖紙及說明書，總結論文。
2. 論文（設計）進度計劃
第一、二周：查閱曲軸加工工設計設計的相關文獻并閱讀。
第三周：撰寫文件綜述及開題報告。
第四周：完善并交開題報告。
第五周：總體方案分析及論證。
第六周: 深入學習有關曲軸工藝的相關知識，分析加工工藝。
第七周: 優(yōu)化加工工藝中不合理的地方，繪制裝配工藝圖。
第八周：繪制工序卡。
第九周：夾具設計。
第十周：整理繪制的圖紙。
第十一、十二周：校核裝配工藝的相關尺寸。
第十三周：進行外文翻譯。
第十四周：撰寫說明書。
第十五周：提交畢業(yè)設計并準備答辯。
第十六周：答辯。
4、 論文（設計）參考文獻
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[2]徐鵬宇. 曲軸機械加工工藝淺析[J].職業(yè)技術,2014,(6):94-94.
[3]楊洪武. 曲軸的加工工藝及工裝設計[J].中國化工貿(mào)易,2016,8(3):205-206.
[4]楊梓嘉. 基于機械加工的三拐曲軸加工工藝研究[J].機械工程師，2016，（3）：86-87.
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[6]李洪偉,劉旭,龐恭賀,王領. 典型曲軸零件加工工藝分析及專用銑夾具設計[J]. 工具技術,2016,（05）:80-82.
[7]劉德嶺. 機車柴油機曲軸連桿頸隨動磨削工藝研究[J].機械研究與應用，2006，（05）:173-175.
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[10]李波. 4V75柴油機曲軸系設計及CAE分析[D].湖南大學,2012.
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[12]段紹林,毛澤永,宋利強. 曲軸機加工工藝與設備現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].內(nèi)燃機,2010,（02）:27-30.
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審 核 意 見
指導教師評閱意見（對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻綜述等方面進行評閱）
簽字： 年 月 日
教研室主任意見
簽字： 年 月 日
學院教學指導委員會意見
簽字： 年 月 日
公章：
附：文獻綜述或報告
文獻綜述
我國重型柴油車的產(chǎn)量在逐年增加，中型、輕型車柴油化步伐也在加快，但在微型汽車、轎車領域，柴油車所占比例仍為零。而據(jù)專家預測，今后20年甚至更長時間內(nèi)柴油機將成為世界車用動力的主流。但是，目前我國的柴油機發(fā)展還存在一些問題。
雖然我國柴油機產(chǎn)業(yè)自20世紀80年代后有了較快發(fā)展，最新投產(chǎn)的柴油機產(chǎn)品排放水平已經(jīng)達到了歐洲Ⅰ號法規(guī)的要求，有的甚至達到了歐洲Ⅱ號排放標準，但整體發(fā)展仍然面臨諸多問題。
首先，柴油機行業(yè)投入不足，嚴重制約了生產(chǎn)工藝水平、規(guī)模發(fā)展和自主開發(fā)能力的提高?，F(xiàn)在，我國柴油機整體技術水平落后于國際先進水平10至20年，也落后于國內(nèi)車用汽油機的發(fā)展。燃油噴射系統(tǒng)等關鍵零部件水平落后，已嚴重影響柴油機行業(yè)的發(fā)展。
其次，車用柴油機面臨“缺重少轎”的狀況。嚴重缺少８噸以上集裝箱式重型載貨車以及各類專用車、輕型車用柴油機，轎車柴油機仍處于空白；６升－８升的中型柴油機市場已呈現(xiàn)供大于求，３升輕型柴油機市場也趨向飽和，骨干企業(yè)正在生產(chǎn)的多數(shù)產(chǎn)品從技術角度講，也已是被淘汰的產(chǎn)品，發(fā)展?jié)摿Σ淮蟆?
再有就是車用柴油機排放標準嚴重滯后，控制排放的技術手段也十分有限。雖然一些骨干企業(yè)生產(chǎn)的柴油機排放已能達到目前的要求，但進一步滿足歐Ⅱ、歐Ⅲ排放標準仍十分困難。
除此之外，車用柴油含硫量高將成為控制柴油車排放的主要障礙。
發(fā)展柴油車已經(jīng)成為無法回避的事實，要使柴油車和車用柴油機的發(fā)展跟上世界汽車工業(yè)發(fā)展的步伐，必須從觀念上更新。目前在柴油車使用中存在的問題，是技術水平不足造成的，而不是柴油機本質(zhì)的問題，是可以通過技術的進步加以解決的。
有關專家近日指出，應逐步減少行政干預，加強宏觀調(diào)控。不同類型的車輛均應以滿足法規(guī)作為統(tǒng)一標準，鼓勵和支持技術先進柴油車的使用；做好車用柴油機發(fā)展的全面規(guī)劃，有步驟、有計劃地解決技術水平落后、產(chǎn)品不全、“缺重少轎”等問題，從而提高柴油機的產(chǎn)品質(zhì)量；加大對柴油機的科技投入，開展重點科技項目的“攻關”工作；盡快建立和完善排放及能源法規(guī)；盡快實施燃油稅，汽油和柴油的燃油稅應同時實施，同時對高品質(zhì)的燃油實行稅收優(yōu)惠政策；采取切實可行的措施以提高車用柴油的品質(zhì)，并盡快制定車用柴油標準。
科技部、中國內(nèi)燃機協(xié)會、中國汽車工程學會、大眾汽車公司以及國內(nèi)柴油機生產(chǎn)企業(yè)等國內(nèi)外知名汽車專家們呼吁：應當用一分為二的觀點來看待各種車用動力的發(fā)展，以完善的法規(guī)、科學的政策引導車輛的使用，以是否滿足標準限值作為衡量一個產(chǎn)品能否在市場銷售的惟一標準，有效發(fā)揮各種車用動力形式在不同運輸環(huán)境中的作用。我國柴油機技術的攻關重點應放在電控技術、排放后處理技術、整機開發(fā)和匹配技術等關鍵技術研究和材料開發(fā)上；提高柴油品質(zhì)，為各類柴油機新技術的應用奠定基礎；把高速公路使用８噸以上柴油載貨車作為我國柴油車發(fā)展的重點，并為發(fā)展柴油轎車做好前期準備。
1 粗加工
以往在大量生產(chǎn)中，曲軸的加工一般是在專用的多刀半自動車床上進行的，采用寬刃成形車刀（三面刃），實現(xiàn)橫向進給。切削力很大，所以對機床系統(tǒng)的剛度要求特別高。曲軸剛度低，為了減少切削力造成的扭轉變形和彎曲變形。目前領導了近半個世紀的多刀車切削工藝和手工磨削工藝，由于加工精度低和柔性差等原因正逐步退出歷史舞臺。取而代之的是高速、高精、高效的復合加工，由于國內(nèi)條件有限，目前一些曲軸加工生產(chǎn)線以銑代車，銑削的最顯著特點就是切削速度不受工件旋轉不平衡地限制，可采用較高的切削速度以提高生產(chǎn)率，而且切削力比車削小，工件變形相對小，傳動系統(tǒng)也相對簡單，剛性較好。以一汽大柴為例粗加工采用內(nèi)銑加工主軸頸和連桿軸頸，再經(jīng)過粗磨，再轉入精加工工序。本次設計采用相對來說比較先進的CNC內(nèi)銑來完成曲軸2~4主軸頸和全部連桿軸頸的粗加工，來提高生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)產(chǎn)品成本。
2 半精加工
20世紀80年代后期，德國BOEHRINGER公司和HELLER公司開發(fā)出了完善的曲軸車－車拉機床，該加工工藝是將曲軸車削工藝與曲軸車拉工藝完美結合，生產(chǎn)效率高、加工精度好、柔性強、自動化程度高、換刀時間短，特別割槽、平衡塊側面不用加工的曲軸的加工，加工后曲軸可直接進行精磨，而我們可以用車拉工序代替粗磨工序。在一汽大柴，我看見的半精加工依然是以粗磨為主，所以這次設計依然參考一汽大柴現(xiàn)有設備進行工藝編制，但是車拉工藝即將成為未來曲軸加工中流行的工藝之一。
3 精磨工序
?曲軸精加工采用國內(nèi)數(shù)控磨床磨削情況已相當普遍，產(chǎn)品加工精度已有相當程度的提高。為滿足曲軸日益提高的加工要求，對曲軸磨床提出了很高的要求。現(xiàn)代曲軸磨床除了要有很高的靜態(tài)、動態(tài)剛度和很高的加工精度外，還要求有很高的磨削效率和更多的柔性。近年來，更要求曲軸磨床具有穩(wěn)定的加工精度，為此，對曲軸磨床的工序能力系數(shù)規(guī)定了Cp≥1.67，這意味著要求曲軸磨床的實際加工公差要比曲軸給定的公差小一半。隨著現(xiàn)代驅動和控制技術、測量控制、CBN（立方氮化硼）砂輪和先進的機床部件的應用，為曲軸磨床的高精度、高效磨削加工創(chuàng)造了條件。一種稱之為連桿頸隨動磨削的工藝。正是體現(xiàn)了這些新技術綜合應用的具體成果。這種隨動磨削工藝可顯著地提高曲軸連桿頸的磨削效率、加工精度和加工柔性。在對連桿頸進行隨動磨削時，曲軸以主軸頸為軸線進行旋轉，并在一次裝夾下磨削所有連桿頸。在磨削過程中，磨頭實現(xiàn)往復擺動進給，跟蹤著偏心回轉的連桿頸進行磨削加工。要實現(xiàn)隨動磨削，X軸除了必須具有高的動態(tài)性能外，還必須具有足夠的跟蹤精度，以確保連桿頸所要求的形狀公差。CBN砂輪的應用是實現(xiàn)連桿頸隨動磨削的重要條件。由于CBN砂輪耐磨性高，在磨削過程中砂輪的直徑幾乎是不變的，一次修整可磨削600~800條曲軸。CBN砂輪還可以采用很高的磨削速度，在曲軸磨床上一般可采用高達120~140m/s的磨削速度，磨削效率很高。
對于曲軸的精磨工序，有一點應該注意：如果對曲軸主軸的跳動要求比較高的情況下，應該先加工連桿軸頸，如果不高，應先加工主軸頸。為了比較經(jīng)濟的達到7~8級精度及的光潔度，軸頸在熱處理前經(jīng)過一次粗磨，淬火后再精磨兩次。多次磨削是為了加快零件加工的節(jié)拍，并且容易達到較高的精度。
首先磨主軸頸，然后再磨連桿軸。磨得時候考慮到機床功率的限制，每次磨兩個主軸，一和五、二和四、最后是三。磨主軸頸時，以中心孔為定位基準，并且磨削時：采用死頂尖，工件與頂尖一起旋轉，由于工件是進給運動，并且轉速較低，因此可以達到較高的磨削精度；為了傳遞扭矩，有時可以用雞心夾或者撥桿。磨連桿軸時則以精磨過的兩端主軸頸定位，以大端定位銷孔輔助周向定位，以保證與主軸頸的距離和不平衡度的要求。
在大批量生產(chǎn)中，為了提高生產(chǎn)率，磨削通常在半自動磨床上進行。磨輪的快速進退，切入進給，微量進給，工件測量都是自動的。粗磨時可用兩個磨輪同時加工位于同一軸線上的一對軸頸以提高生產(chǎn)率。精磨則很少這樣進行，因為在精磨時同時工作的兩個磨輪可能會有磨損不均勻的現(xiàn)象，從而引起曲軸變形較大。
4 熱處理工序
曲軸的熱處理關鍵技術是表面強化處理。球墨鑄鐵曲軸一般均采用正火處理，為表面處理做好組織準備，表面強化處理一般采用感應淬火或氮化工藝。鍛鋼曲軸則采用軸頸與圓角淬火工藝。引進的設備有AEG全自動曲軸淬火機床、EMA淬火機床等。
??據(jù)國外資料介紹，球墨鑄鐵曲軸采用圓角滾壓工藝與離子氮化結合使用進行復合強化，可使整條曲軸的抗疲勞強度提高130%以上。國內(nèi)部分廠家近幾年也進行了這方面的實踐，取得了良好的效果。曲軸圓角滾壓加工方面，德國赫根塞特（HEGENSCHEIDT-MFD AUTOMATIC）生產(chǎn)的機床應用了變壓力滾壓和矯正專利技術，是比較好的圓角滾壓設備，但價格昂貴。目前國內(nèi)在這方面的研究也有了一定的成果，東風汽車有限公司工藝研究所的“曲軸圓角滾壓強化與滾壓校直技術研究開發(fā)及應用”解決了國內(nèi)企業(yè)化巨資引進國外技術的問題。