南昌大学开题报告

南昌大学开题报告

篇一：南昌大学本科生毕业设计(论文)开题报告(范例) 本科生毕业设计（论文）开题报告

题目：

学院：机电工程学院系机械工程系

专业：材料成型及控制工程

班级：材成041班

学号： 5901204061

姓名：指导教师：填表日期：

一、选题的依据及意义

本课题来源于江铃汽车集团公司骨干企业，江铃汽车集团公司车厢内饰件厂的全资子公司，江西江铃有色金属压铸厂。该公司成立于XX年5月。工厂总投入资金为四千万元人民币，自建立起就本着高起点，现代化的原则，工厂以生产铝合金压铸件及其加工为主,已为江铃汽车、奇瑞汽车及中华汽车配套生产变速器及发动机零部件，产品已出口欧洲，工厂还可生产路灯灯罩、电梯踏板、电机壳体等其它铝合金压铸件。

产品图如下所示：

压力铸造是近代金属加工工艺中发展较快的一种少无切削的特种铸造方法。它是将熔融金属在高压高速下充填铸型，并在高压下结晶凝固形成铸件的过程。高压高速是压力铸造的主要特征。常用的压力为数十兆帕，填充速度（内浇口速度）约为16～80米/秒，金属液填充模具型腔的时间极短，约为0.01～0.2秒。

压力铸造特点如下：

一、优点：

（1）可以制造形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔的金属零件。

（2）压铸件的尺寸精度较高，可达IT11～IT13级，有时可达IT9级，表面粗糙度达

Ra0.8～3.2um,有时达Ra0.4um,互换性好。

（3）材料利用率高。

（4）可以将其他材料的嵌件直接嵌铸在压铸件上。

（5）压铸件组织致密，具有较高的强度和硬度。

（6）可以实现自动化生产。

二、缺点：

（1）由于高速充填，快速冷却，形腔中气体来不及排出，致使压铸件常有气孔及氧化

夹杂物存在，从而降低了压铸件质量。

（2）压铸机和压铸模质量昂贵，不适合小批量生产。

（3）压铸件尺寸受到限制。

（4）压铸合金种类受到限制。

在此之上还发展出多种特殊压铸工艺，以解决压铸件的气孔和疏松问题。迄今为止主要有真空压铸、充氧压铸、精速密压铸、半固态压铸等。

由于用这种方法生产产品具有生产效率高，工序简单，铸件公差等级较高，表面粗糙度好，机械强度大，可以省去大量的机械加工工序和设备，节约原材料等优点，且其缺点可以通过特殊压铸得到有效的克服，所以现已成为我国铸造业中的一个重要组成部分。

本次毕业设计正是利用CAD技术来完成压铸模的设计。通过本次毕业设计，不仅可以巩固所学的理论知识，还可以培养运用所学专业理论知识的能力，同时提高了应用Pro/E 软件的能力，因而是一次很好的理论和实践相结合的锻炼机

会。本次毕业设计源于生产实际，对于我们今后从事实际技术工作有很大的帮助，有利于我们掌握压铸模设计的过程和要点，熟悉Pro/E软件在压铸模设计中的应用步骤，为日后的工作打下一个坚实的基础！

二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）

压力铸造工艺的诸多特点，使其在提高有色金属合金铸件的精度水平、生产效率、表面质量等方面显示出了巨大优势。随着汽车、摩托车等工业的发展，以及提高压铸件质量、节省能耗、降低污染等设计要求的实现，有色金属合金压铸件、特别是轻合金（铝及镁合金）压铸件的应用范围在快速扩张。有资料表明：工业发达国家用铝合金及镁合金铸件代替钢铁铸件正在成为重要的发展趋势。目前压铸已成为汽车用铝合金成形过程中应用最广泛的工艺之一，在各种汽车成型工艺方法中占49％。

美国是名符其实的压铸件生产大国，美国的压铸工业很发达，产量和技术都属全球首位。美国压铸业的发展对全球有一定的影响，近年来保持略有增长；由于汽车工业对压铸件需求的急剧增长，在本国总体经济不景气的背景下，日本压铸取得了令人惊异的增长速度，压铸年产量不断创出新高。德国镁压铸件的产量在大幅度的增加。另一方面，企业之间的兼并和重组的趋势也在加剧。为缓解竞争压力，降低成本，

发达国家压铸厂家纷纷移师海外发展。同时，国际上大型汽车厂家的零部件采购进入全球化时代。在这种大环境中，发展中国家的压铸业获得了难得的机遇，近10年来的发展非常迅速。中国平均年增长率在 10％以上，东南亚地区和中国台湾地区都非常活跃。（世界各国压铸件的产量及市场状况表1）。统计数据表明，大多数国家的铝合金压铸件占总量的70%左右，锌合金压铸件仅次于铝合金压铸件。每个国家都是汽车制造业驱动着压铸行业，汽车业使用的压铸件不低于48%（美国），多者

可达80%（日本）。 20世纪90年代以来，中国有色金属压铸工业在取得令人惊叹发展的同时，已成为一个新兴产业。现全国共有有色金属压铸企业3000家左右，压铸件产量从1995年的26.6万t上升到XX年的87万t，年均递增率为12.58％，其中铝合金压铸件占所有压铸件产量的3／4以上。

今后压铸生产的发展趋势是：压铸工艺要采用新技术，提高压铸件质量，扩大应用范围;压铸机要实现系列化、大型化及自动化;压铸模要提高使用寿命。总之，为压铸生产开辟更广阔的前景。

三、本课题研究内容

1) 通过毕业实习，熟悉压铸模的总体构造及压铸件

的生产过程。查阅相关文献，撰

写详细的实习报告、开题报告。

2) 学习设计软件Proe，绘制铸件图，压铸模装配图，压铸模零件图若干张,绘图量折

合A0号图纸3张以上。

3) 编制详细的设计说明书一份。

四、本课题研究方案

1. 对零件进行工艺性分析。

1) 合金种类及要求的技术性能。

2) 壁厚分析。

3) 铸孔分析。

4) 出模斜度分析。

5) 机加工余量。

2. 对模具结构的初步分析。

围绕型腔的组成对模具结构进行分析。

1) 选择分型面、确定形腔数量，按零件轮廓在分型面上的投影面积加上浇注溢

流系统面积计算压铸投影面积。

2) 选择内浇口进口位置，确定浇注系统的总体布置方案。

3) 确定抽芯位置，选用合理的抽芯方案。

4) 确定推出元件的位置，选用合理的推出、复位方案。

3. 选定压铸机。

按合金种类选择压铸机类型后，按投影面积和质量要求特点来选定压铸机，同时要兼顾所拥有生产设备的均衡性。

1) 确定压射比压，计算锁模力，选定压铸机型号和规格。

2) 估算模具需要的开模行程、推出力，是否需要的开模行程、推出力，是否需

要推出回程及定模液压抽芯等。

4. 绘制压铸毛坏图。

5. 绘制压铸模装配图及零件图若干张。

五、研究目标、主要特色及工作进度

（1）研究目标：

a) 通过毕业设计,熟悉压铸模的总体设计过程。

b) 设计并绘制出一套完整的压铸模具图，绘图量折合A0号图3张以上。 c) 培养动手能力，为以后工作打好基础。

（2）主要特色：

图纸来源于工厂，出于实际产品的设计，以后有机会对照工厂的师傅们设计出的模具，找出自己的不足点。基于Proe绘制出一套完整的压铸模具图，不要求制造出实物。

（3）工作进度：

篇二：南昌大学硕士研究生学位论文开题报告

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南昌大学硕士研究生学位论文开题报告

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篇三：南昌大学开题报告

本科生毕业设计（论文）开题报告

题目:4110型柴油机总体改型设计及发动机工作过程模拟

学院机电学院系动力工程

专业：热能与动力工程

班级：热能101

学号： 5902110053

姓名：

指导教师：填表日期：年月日

一、选题的依据及意义

江河湖泊众多，在这星罗密布的河流上航行着许多小型船舶。特别近几年来，由于经济体制的改革和市场经济的迅速发展，运输行业也随着蓬勃发展。小型船舶的需求量与日俱增，这给小型船用柴油机带来了无限商机。但与此同时，原来的船用单缸机，由于振动大，噪声响，排放也较差，已不适合当前经济发展和客户需求。此时客户普遍需求一种振动小，噪音低，排放好，体积小，功率大，结构紧凑，起动好，烟度小，燃油消耗率低的船用柴油机。4110型柴油机是转速为2200r/min的船用柴油机，可作船用主机。本设计任务主要是在原机的基础上，进行发动机总体改型设计,对发

动机的性能进行模拟，为提升发动机性能提供参考依据。

二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）

柴油机由于具有经济性、耐久性优良和CO2排放量低的优点，因此在21世纪作为交通运输领域主要动力的地位将继续保持下去，但其发展受到了NOx和颗粒排放高、噪声排放大等因素的挑战。面对世界各国日益严格的排放法规，柴油机除了应降低机油消耗、优化涡轮增压系统和发展先进的排气后处理外，还需进一步改善燃烧过程。而且目前看来，柴油机降低排放的对策主要是改善燃烧（柴油机的富余氮气较多，排放后处理难以使用三元催化剂，另外提高后处理装置的可靠性和耐久性难度也很大）。而喷油系统性能是影响柴油机燃烧过程的关键因素。一个理想的喷油系统应具有如下性能：高喷油压力（100MPa以上）且值大小可根据工况需求灵活调整；精确而灵活的控制喷油定时和喷油量；喷油率的优化控制；与整体匹配灵活。实现以上柔性控制功能是燃烧喷油系统发展的必然趋势。高压共轨喷油系统正式顺应以上需求而诞生。 1.高压油泵

高压油泵的供油量的设计准则是必须保证在任何情况下的柴油机的喷油量与控制油量之和的需求以及起动和加速时的油量变化的需求。由于共轨系统中喷油压力的产生与燃油喷射过程无关，且喷油正时也不由高压油泵的凸轮来保

证，因此高压油泵的压油凸轮可以按照峰值扭矩最低、接触应力最小和最耐磨的设计原则来设计。

大部分公司采用由柴油机驱动的三缸径向柱塞泵来产生高达 135MPa 的压力。该高压油泵在每个压油单元中采用了多个压油凸轮，使其峰值扭矩降低为传统高压油泵的1/9 ，负荷也比较均匀，降低了运行噪声。该系统中高压共轨腔中的压力的控制是通过对共轨腔中燃油的放泄来实现的，为了减小功率损耗，在喷油量较小的情况下，将关闭三缸径向柱塞泵中的一个压油单元使供油量减少。

2. 高压油轨（共轨管）

共轨管将供油泵提供的高压燃油分配到各喷油器中，起蓄压器的作用。它的容积应削减高压油泵的供油压力波动和每个喷油器由喷油过程引起的压力震荡，使高压油轨中的压力波动控制在5MPa之下。但其容积又不能太大，以保证共轨有足够的压力响应速度以快速跟踪柴油机工况的变化。

高压共轨管上还安装了压力传感器、液流缓冲器（限流器）和压力限制器。压力传感器向 ECU 提供高压油轨的压力信号；液流缓冲器（限流器）保证在喷油器出现燃油漏泄故障时切断向喷油器的供油，并可减小共轨和高压油管中的压力波动；压力限制器保证高压油轨在出现压力异常时，迅速将高压油轨中的压力进行放泄。

3. 电控喷油器

电控喷油器是共轨式燃油系统中最关键和最复杂的部件，它的作用根据ECU发出的控制信号，通过控制电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷入柴油机的燃烧室。

为了实现预定的喷油形状，需对喷油器进行合理的优化设计。控制室的容积的大小决定了针阀开启时的灵敏度，控制室的容积太大，针阀在喷油结束时不能实现快速的断油，使后期的燃油雾化不良；控制室容积太小，不能给针阀提供足够的有效行程，使喷射过程的流动阻力加大，因此对控制室的容积也应根据机型的最大喷油量合理选择。

此外喷油嘴的最小喷油压力取决于回油量孔和进油量孔的流量率及控制活塞的端面面积。这样在确定了进油量孔、回油量孔和控制室的结构尺寸后，就确定了喷油嘴针阀完全开启的稳定、最短喷油过程，同时就确定了喷油嘴的稳定最小喷油量。控制室容积的减少可以使针阀的响应速度更快，使燃油温度对喷嘴喷油量的影响更小。

但控制室的容积不可能无限制减少，它应能保证喷油嘴针阀的升程以使针阀完全开启。两个控制量孔决定了控制室中的动态压力，从而决定了针阀的运动规律，通过仔细调节这两个量孔的流量系数，可以产生理想的喷油规律。

由于高压共轨喷射系统的喷射压力非常高，因此其喷油嘴的喷孔截面积很小，如 BOSCH 公司的喷油嘴的喷孔直径为0.169mm×6，在如此小的喷孔直径和如此高的喷射压力下，燃油流动处于极端不稳定状态，油束的喷雾锥角变大，燃油雾化更好，但贯穿距离变小，因此应改变原柴油机进气的涡流强度、燃烧室结构形状以确保最佳的燃烧过程。

对于喷油器电磁阀，由于共轨系统要求它有足够的开启速度，考虑到预喷射是改善柴油机性能的重要喷射方式，控制电磁阀的响应时间更应缩短。

4. 高压油管

高压油管是连接共轨管和电控喷油器的通道，它应有足够的燃油流量减小燃油流动时的压降，并使高压管路系统中的压力波动较小，能承受高压燃油的冲击作用，且起动时共轨中的压力能很快建立。各缸高压油管的长度应尽量相等，使柴油机每一个喷油器有相同的喷油压力，从而减少发动机各缸之间喷油量的偏差。各高压油管应尽可能短，使从共轨到喷油嘴的压力损失最小。BOSCH公司的高压油管的外经为6mm，内径为2.4mm，日本电装公司的高压油管的外经为8mm，内径为3mm 。

三、本课题研究内容

（1）在X6110柴油机的基础上改型设计出4110型柴油机，即将六缸柴油机改为四缸柴油机。

（2）改型后的4110柴油机的性能指标为：

型式：直列、水冷、四冲程、直喷式

气缸数：4

缸径×行程（mm）：110×130

标定功率/转速（kw/r/min）：62.2/2200

标定工况燃油消耗率（g/kw.h）:机油消耗率（g/kw.h）：2.71（磨合后为2.04）

在满足上述性能指标的前提下进行4110型柴油机的总体设计。用AutoCAD软件进行4110柴油机的总体改型设计，运用AVL软件进行其工作过程模拟。从而实现对4110型柴油机的总体改性设计及工作过程模拟。

四、本课题研究方案

（1）熟悉发动机的整体构造，及其原理。掌握当今国内外高压共轨高新技术及研究方向

（2）用CAD软件画出柴油机总体纵横剖面图，实现4110型柴油机的总体改型设计。

（3）用AutoCAD软件进行4110柴油机的总体改型设计，运用AVL软件进行其工作过程模

拟。（具体是通过使用高压共轨相关技术达到喷油系统的喷油量，从而提高柴油机总体性能和降低燃油消耗率）（4）分析相关数据和参数，对柴油机总体设计及曲轴进行更进一步的修改和模拟。

五、研究目标、主要特色及工作进度

研究目标：了解并掌握CAD、PRO/E、AVL软件的基本用途。掌握柴油机设计基本原理及发达国家柴油机先进技术。

特色：用AutoCAD软件建立柴油机整体模型，进行相关参数计算，并通过AVL软件对设计好的柴油机进行工作过程模拟，获得其工作过程的运动规律和受力情况，进一步改进柴油机整体机构及相关参数。

六、参考文献

[1 ] 《内燃机学》机械工业出版社周龙保主编

[2 ] 《内燃机设计》机械工业出版社袁兆成主编

[3] 《柴油机设计手册》中国农业机械出版社柴油机设计手册编辑委员会

[4] 王钧效陆家祥柴油机高压共轨喷油系统的发

展动态 XX年第5期

[5] 冯兵兵基于ADAMS的柴油机曲轴主轴承载荷分析方法研究武汉理工大学硕士学位论文, XX, 5