連桿熱鍛模具設(shè)計(jì)開題報(bào)告模板

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文材料之二2本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目： 內(nèi)燃機(jī)連桿熱鍛成型 工藝及模具設(shè)計(jì)課 題 類 型： 設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)研究 論文 學(xué) 生 姓 名： 任 靜 學(xué) 號： 3080102308 專 業(yè) 班 級： 材料083 學(xué) 院： 機(jī)械與汽車工程學(xué)院指 導(dǎo) 教 師： 汪太平開 題 時(shí) 間： 2021年2月20日 2021 年 月 日開題報(bào)告內(nèi)容與要求畢業(yè)設(shè)計(jì)論文內(nèi)容及研究意義隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的迅速開展、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，在汽車產(chǎn)業(yè)中模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種零部件產(chǎn)品不可缺少的重要工藝裝備。隨著我國工業(yè)的不斷開展，對模具質(zhì)量精度等方面的要求越來越高，因此，精細(xì)、大型、復(fù)雜、長壽命模具的需求開展將高于總

2、量開展速度。近年來我國汽車產(chǎn)量一直在高速增長, 對其發(fā)動機(jī)連桿的需求也在大幅增加, 需求增加量每年以數(shù)百萬計(jì),許多廠家瞄準(zhǔn)這個(gè)市場, 開場投資建立連桿鍛造生產(chǎn)線。內(nèi)燃機(jī)連桿是連接活塞與曲軸的傳動部件，通常為大、小頭構(gòu)造，其大頭與曲軸鉸接，小頭通過活塞銷與活塞鉸接，將活塞的往返運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。目前，連桿生產(chǎn)的主要工藝有模鑄工藝、粉末冶金工藝、模鍛工藝、粉末鍛造工藝、粉末熱擠壓鍛造工藝、碳纖維強(qiáng)化工藝等，由于模鍛成型具有接近最終產(chǎn)品的幾何形狀和尺寸精度，并能夠細(xì)化晶粒，可以獲得更高的力學(xué)性能，綜合性能很好，實(shí)踐證明，采用模鍛工藝生產(chǎn)的鋼連桿的疲勞強(qiáng)度和可靠性較高，更適用于內(nèi)燃機(jī)，在制造內(nèi)

3、燃機(jī)用連桿中占據(jù)了主導(dǎo)地位。連桿在運(yùn)動過程中，摩擦產(chǎn)生熱量會使連桿溫度升大，需要用油冷卻、潤滑，但是只開設(shè)油口導(dǎo)致其他雜質(zhì)進(jìn)入，使油的質(zhì)量下降，潤滑效果變差;大端通常通過螺栓固定，密封性和彈性不好，導(dǎo)致內(nèi)部的軸瓦，由于機(jī)械沖擊而損壞。內(nèi)燃機(jī)的可靠性與壽命與連桿的壽命有著密切的關(guān)系，因此連桿的的可靠性一直也是人們在內(nèi)燃機(jī)研究和改良過程中關(guān)注的熱點(diǎn)問題。熱鍛模是鍛造工業(yè)中重要的工藝裝備，在工作過程中要承受周期性的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷。在我國熱鍛模的壽命一般為3000-5000件，是國外的1/3左右，因而提高熱鍛模的壽命顯得尤為重要。本課題主要研究內(nèi)燃機(jī)連桿的熱鍛成型工藝以及模具設(shè)計(jì)對提高連桿生產(chǎn)效率、

4、降低生產(chǎn)本錢、提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。通過對本課題的研究訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)根底理論、根本知識和專業(yè)知識解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力；使學(xué)生熟練運(yùn)用相關(guān)軟件進(jìn)展工程設(shè)計(jì)與分析、建立工藝文件；培養(yǎng)學(xué)生探求未知、開拓創(chuàng)新的科學(xué)精神和從事工程實(shí)踐的根本能力。2.畢業(yè)設(shè)計(jì)論文內(nèi)容本課題針對內(nèi)燃機(jī)連桿零件加工制造問題，設(shè)計(jì)熱鍛成型工藝及其模具。主要內(nèi)容包括如下：1分析內(nèi)燃機(jī)連桿構(gòu)造特征和產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)連桿的構(gòu)造形式隨內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造而異，一般有三種構(gòu)造：直列式內(nèi)燃機(jī)的連桿或V形內(nèi)燃機(jī)的并列連桿；V形內(nèi)燃機(jī)的叉形連桿和主副連桿。由于直列式連桿構(gòu)造簡單且具有代表性，因此本課題就設(shè)計(jì)此連桿熱鍛成型工藝及模具。構(gòu)造圖

5、如下：質(zhì)量指標(biāo)方面主要指形狀公差、位置公差、尺寸精度以及外表粗糙度方面。1確定形狀公差如圓度、平面度等；2確定位置公差如同軸度、平行度、垂直度等；3確定尺寸精度如中心尺寸公差、寬度以及高度方向尺寸公差等；4確定外表粗糙度如連接活塞和曲柄處的外表粗糙度。2)材料成分與組織構(gòu)造及其性能 連桿熱鍛材料常用的是鍛鋼。編制加工工藝 連桿沿軸線的截面變化很大?？刹捎媚ｅ戝e(cuò)開排列的成對鍛造，將坯料壓扁，并進(jìn)展適當(dāng)?shù)姆至?。采用的工序?yàn)椋喊伍L、開式滾壓、預(yù)鍛、終鍛。設(shè)計(jì)連桿熱鍛模具 1)根據(jù)連桿零件圖繪制鍛件圖； (2)確定模鍛工序和輔助工序包括切除飛邊、去除毛刺和校正等，決定工序間尺寸；確定加熱方法和加熱標(biāo)準(zhǔn)

6、；確定坯料尺寸、質(zhì)量及其允許公差，選擇下料方法；選擇設(shè)備；確定模具潤滑、冷卻方法；確定鍛件冷卻方法和標(biāo)準(zhǔn)；確定鍛件熱處理方法；確定去除熱鍛件外表氧化皮的方法；提出鍛件的技術(shù)要求和檢驗(yàn)要求畢業(yè)設(shè)計(jì)論文研究現(xiàn)狀和開展趨勢連桿是汽車的主要傳動部件，制造連桿主要要求在尺寸精度和使用性能滿足情況下，能到達(dá)構(gòu)造盡可能簡單，制造容易，質(zhì)量盡可能輕以及本錢盡可能低。近年來國內(nèi)外都對連桿有不同程度的研究。國內(nèi)的研究 目前，對連桿構(gòu)造方面的研究居多。如隆鑫工業(yè)創(chuàng)造一種內(nèi)燃機(jī)的活塞連桿構(gòu)造，活塞通過活塞銷與連桿小頭鉸接，這種連桿的小頭處左右對稱側(cè)設(shè)置成斜面，而活塞的用于裝配連桿的部位設(shè)置為楔形槽，楔形頭部的對稱側(cè)斜

7、面中心設(shè)置用于裝配活塞銷的通孔，活塞的活塞銷座上設(shè)置的銷孔從楔形槽穿過。它使連桿小頭采用楔形構(gòu)造，通過減去連桿的充裕質(zhì)量來實(shí)現(xiàn)連桿往復(fù)慣性力的減小，同時(shí)又能滿足活塞連桿的強(qiáng)度和剛度。 奇瑞汽車創(chuàng)造一種內(nèi)燃機(jī)的曲柄上下止點(diǎn)相位可預(yù)選的連桿機(jī)構(gòu)，整個(gè)連桿機(jī)構(gòu)由主連桿,肘連桿及其擺動支座和驅(qū)動桿所構(gòu)成。主連桿的一端與活塞組相接，另一端與肘連桿相接，肘連桿連接著驅(qū)動桿，驅(qū)動桿又連接著曲柄，擺動支座固定在氣缸體上。擺動支座位于曲柄一連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動平面內(nèi)，且定位在沿曲柄旋轉(zhuǎn)方向、偏離氣缸中心線一定距離的座標(biāo)點(diǎn)上。采用該連桿機(jī)構(gòu)，通過對機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠提高連桿機(jī)構(gòu)的驅(qū)動效率，到達(dá)提高內(nèi)燃機(jī)熱效率、降

8、低燃油消耗率、減少排氣污染的目的。 浙江躍進(jìn)機(jī)械創(chuàng)造一種由連桿體和連桿蓋組成的發(fā)動機(jī)連桿，連桿體和連桿蓋是由剛性材質(zhì)整體鍛壓而成，在連桿蓋上設(shè)有沿同一直線方向上設(shè)置的兩個(gè)鋸切標(biāo)記。由于此連桿是整體鍛壓而成，所以在沿鋸切標(biāo)記進(jìn)展鋸切時(shí)，會使得連桿體和連桿蓋的鋸切面光滑、平直、匹配，提高了裝配精度和產(chǎn)品合格率，也降低了加工生產(chǎn)本錢。 除了對連桿構(gòu)造的研究，姜堰市萬里特種合金鑄造廠創(chuàng)造了一種可熱鍛的鈧鋁合金連桿材料，相關(guān)成分分別占重量百分比為Si0.5一1.0%、Fe0.5一0.9%、Cu 3.5一4.4%、Mn 0.4一1.0%、Mg 0.4一0.8 %、Zn 0.1一0.3%、Sc 0.1一0.

9、15%、AL 91.35一94.45%、雜質(zhì)0.O5一0.1%。在配方中設(shè)有對鋁有很強(qiáng)彌散性的Sc，熔煉后期摻入Sc與鋁合金熔液反響生成化合物相，使晶粒細(xì)化，顯著改善鑄造成形的鋁合金連桿抗拉強(qiáng)度、硬度、塑性、抗蝕性和熱穩(wěn)定性。該材料在鑄造成形后可通過模具熱鍛，進(jìn)步提升相關(guān)機(jī)械性能。用此材料制作的連桿比現(xiàn)有技術(shù)制造的抗拉強(qiáng)度高15%左右，硬度高5%左右，延伸率高4%左右，完全足高速內(nèi)燃機(jī)的配套要求。 國外的研究 豐田自動車株式會社創(chuàng)造了一種連桿，其由小端的小端構(gòu)件,構(gòu)成柱部的柱構(gòu)件以及構(gòu)成大端大端構(gòu)件作為單獨(dú)構(gòu)件組成。其中小端構(gòu)件和大端構(gòu)件均由高剛性材料制成，柱構(gòu)件由高強(qiáng)度材料制成。這些構(gòu)件通過

10、液相擴(kuò)散接合整體地接合，因而提供可以實(shí)現(xiàn)抑制應(yīng)力集中的連桿。豐田自動車株式會社還創(chuàng)造了一種以連接梁局部為主體的高強(qiáng)度連桿。大端和小端位于連接梁局部的相對端上。第一接合局部位于連接梁局部和大端之間，連接該連接梁局部和大端。第二接合局部位于連接梁局部和小端之間，連接該連接梁局部和小端。在這種連桿中，第一和第二接合局部中的每一個(gè)的橫截面積向著連接梁局部逐漸地、連續(xù)地減少，并且具有強(qiáng)度隨著橫截面積的減少而增大的特點(diǎn)。這種連桿具有較高的疲勞強(qiáng)度，同時(shí)可以減輕連桿的重量。馬勒國際公司創(chuàng)造一種帶有滑動軸承面的內(nèi)燃機(jī)連桿，該連桿帶有滑動軸承面的小頭孔用于容納活塞銷，帶有滑動軸承面的大頭孔包圍連桿軸頸。通過旋轉(zhuǎn)

11、噴涂在至少一個(gè)滑動軸承面上的由包含有固體潤滑劑顆粒的熱固性樹脂構(gòu)成的自潤滑涂層可以高效和低本錢地防止活塞銷和連桿軸頸的卡死和磨損。開展趨勢 內(nèi)燃機(jī)連桿的制造趨向于高精度、高性能、輕量化、標(biāo)準(zhǔn)化。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文研究方案及工作方案含工作重點(diǎn)與難點(diǎn)及擬采用的途徑研究方案熱鍛模具是在高溫下進(jìn)展熱鍛的，要求模具在高溫下具有較好的耐高溫性能。在設(shè)計(jì)過程中，主要考慮模具強(qiáng)度、硬度、模具壽命以及潤滑系統(tǒng)。 最重要的問題是鍛件圖尺寸確實(shí)定以及熱鍛模具失效及其對策措施和相互影響的變量如模具材料、模具設(shè)計(jì)、模具制造、鍛造操作的分析。工作方案時(shí)間日程日程安排備注第一周檢索100篇左右相關(guān)專利，認(rèn)真閱讀并整理。按時(shí)完

12、成第二周認(rèn)真撰寫工作方案，總結(jié)連桿開展現(xiàn)狀，做開題報(bào)告ppt。按時(shí)完成第三周研究設(shè)計(jì)方案。未完成第四周完成設(shè)計(jì)方案、編寫加工工藝方案、用UG畫出連桿三維圖。第五周繪制鍛件圖 第六周確定模鍛工序和輔助工序包括切除飛邊、清楚毛刺和校正等，決定工序間尺寸 第七周確定加熱方法和加熱標(biāo)準(zhǔn)、坯料尺寸、質(zhì)量及允許公差、選擇下料方式第八周選擇設(shè)備、確定模具潤滑、冷卻方法第九周確定鍛件冷卻方法和標(biāo)準(zhǔn)以及熱處理方法第十周確定去除鍛件外表氧化皮的方法、提出鍛件的技術(shù)要求和檢驗(yàn)要求第十一周中期檢查，發(fā)現(xiàn)缺乏，并更正，利用CAD畫出連桿的熱鍛模具圖第十二周利用CAD畫出連桿的熱鍛模具圖，并用UG畫出三維圖第十三周教師檢

13、查，對圖形檢查修改;書寫、整理各種文檔，圖紙，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第十四周書寫、整理各種文檔，圖紙，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第十五周書寫、整理各種文檔，圖紙，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第十六周認(rèn)真做好辯論設(shè)計(jì)方案 我們根據(jù)已經(jīng)了解的和查閱的知識對熱鍛模具進(jìn)展設(shè)計(jì)。連桿主軸線和分模線都是直線，屬于直長軸類鍛件。通常采用拔長、滾擠制坯工步，視鍛件復(fù)雜程度而定。連桿的熱模鍛主要工藝過程分為拔長、開式滾壓、預(yù)鍛、終鍛。熱鍛件圖根據(jù)冷鍛件圖確定，在冷鍛件尺寸上增加1.5%冷縮率即為熱尺寸，根據(jù)熱尺寸即可繪制熱鍛件圖。先根據(jù)所給連桿圖以及具體尺寸，計(jì)算鍛件的主要參數(shù)如1鍛件在水平面上的投影面積為F分；2鍛件周邊長度為L周；3鍛

14、件體積為V鍛；4鍛件重量為G鍛。第二步對鍛件噸位進(jìn)展選擇：計(jì)算出總的變形面積再根據(jù)經(jīng)歷公式計(jì)算出噸位最后選擇適宜的噸位。 因?yàn)檫x擇的是開式模鍛，就存在飛邊，飛邊槽的形式和尺寸對鍛造過程中充填模具能力有著重義意義。第三步是確定飛邊槽的型式和尺寸。第四步繪制計(jì)算毛坯圖。第五步是確定坯料尺寸。第六步是制坯模膛設(shè)計(jì)：1滾壓模膛設(shè)計(jì)；2.拔長模膛設(shè)計(jì)。第七步是鍛模構(gòu)造設(shè)計(jì)。所有的尺寸都確定好就用AUTO CAD開場出畫出熱鍛草圖。等圖畫好還要根據(jù)所選材料性能以及強(qiáng)度硬度要求進(jìn)展強(qiáng)度硬度校核和修改。五、主要參考文獻(xiàn)不少于10篇，期刊類文獻(xiàn)不少于7篇，應(yīng)有一定數(shù)量的外文文獻(xiàn)，至少附一篇引用的外文文獻(xiàn)3個(gè)頁面

15、以上及其譯文1汪學(xué)陽.熱鍛成形假設(shè)干關(guān)鍵技術(shù)及多層金屬模具D.武漢理工大學(xué)學(xué)位論文，20212葉煥君.熱模鍛模具的飛邊槽優(yōu)化設(shè)計(jì)J.鍛壓技術(shù)，2021,331:91-93 3J.機(jī)械工程師，2007(12):87-884唐六丁，張學(xué)賓. 連桿熱模鍛全過程的仿真分析及模具壽命預(yù)測N.河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版,5楊憲章.熱模鍛模具終鍛模膛飛邊槽的設(shè)計(jì)問題J.甘肅科技, ,26(14):70-716婁路亮 李付國 李慶華. 熱鍛模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法J.重工機(jī)械,1999(3):38-407傅建紅. HYPERLINK t _top 模具失效分析與對策J. HYPERLINK t _blank 新余高專學(xué)報(bào), HYPERLINK *year*issue&TableName=CJFDYEARINFO&Value=YGZX*2005*02&NaviLink=%e6%96%b0%e4%bd%99%e9%ab%98%e4%b8%93%e5%ad%a6%e6%8a%a5 t _blank 20058王章忠. 粉末冶金熱鍛連桿J. 制造材料, 2001.1,39437:33-349Ryuichiro Ebara, Katsuaki Kubota ;Failure analysis of hot forging dies for automotive com