汽车凸轮轴加工工艺分析

编号:毕业论文（设计）开题报告书2010年01月20院（系）机电工程系专业机械设计制造及其自动化姓名学号论文（设计）题目汽车凸轮轴加工工艺分析一、选题目的和意义凸轮轴作为汽车发动机配气机构中的关键部件，其性能与质量直接影响着发动机整体性能。因此凸轮轴的材料及其加工工艺均有特殊要求，合理的加工工艺对于控制凸轮质量、降低加工成本、减少生产环节以及合理布置凸轮轴生产线具有很大的现实意义。因此对于汽车凸轮轴的加工拥有十分广阔的发展前景和市场。二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势研究报告依据国家统计局、国家海关总署、商务部、中国汽车工业协会、汽车零部件行业协会、海外500多种相关报纸杂志的信息以及我中心对全国各地区的市场调查获得的第一手资料，对我国汽车凸轮轴行业的市场规模与前景、供给与需求状况及各种汽车凸轮轴市场进行了分析，并重点分析了汽车凸轮轴市场状况，探讨了汽车凸轮轴业发展现状，并对行业内重点企业的经营策略和发展动向进行了深入分析，对汽车凸轮轴行业的技术发展趋势和业内企业发展策略进行了研判，是汽车凸轮轴生产企业、科研单位、经销企业等单位准确了解目前汽车凸轮轴行业发展动态，把握企业定位和发展战略不可多得的决策参考。三、课题设计方案[主要说明：研究（设计）的基本内容、观点及拟采取的研究途径和方法。]对于凸轮轴的加工特点,结合工厂的实际,在建立一条集先进性与经济性统一的凸轮轴生产线的过程中,从前期规划开始,对凸轮轴的加工工艺设计和质量控制进行了深入的分析、研究。建立了用数控无靠模方法,恒线速磨削凸轮时所需的砂轮中心坐标等数学模型,对凸轮廓形进行计算和推倒，对凸轮轮廓的加工进行了探讨并提出适用于该车型用发动机凸轮轴的加工方法。并引入了统计过程控制理论，在生产线上运用均值-极差控制图,使整个生产过程处于控制状态。四、计划进度安排[主要说明：起止时间及分阶段的进度要求。]09-10-1学期第20周学生选课题，师生见面。交课题说明书。09-10-1学期第21-22周确定选题，查阅相关资料，书籍，完成开题报告，提交老师批阅。09-10-2学期第1-4周开始对论文构思，整理出整体框架，查阅相关资料，书籍写论文。09-10-2学期第5周提交论文期中检查，供老师审阅批改。09-10-2学期第7-8周完成论文并提交论文，审查09-10-2学期第9-10周答辩五、主要参考文献[１]陈金贵.凸轮制造技术[M].北京:机械工业出版社,2003.[２]路长厚艾兴.国内外砂轮平衡技术发展状况[J].磨床与磨削.[３]虞至正.凸轮磨削技术的发展及现代新概念的凸轮轴磨床[J].北京汽车,2004(4).[４]汪学明.数控凸轮轴磨床的应用与研制概况[J].磨床与磨削.[５]齐治昌.数值分析与应用[M].北京:国防工业出版社,2007.指导教师意见及建议：签名：年月日教学单位领导小组审批意见：组长签名：年月日毕业论文（设计）中期检查表院(系)：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化2010年3月13日毕业论文（设计）题目：汽车凸轮轴的加工工艺分析学生姓名学号指导教师职称计划完成时间：2010年5月10日毕业论文（设计）的进度计划：2010.01.20-2010.01.24教师对论文的思路及资料收集等相关问题进行第一轮指导。2010.01.24-2010.02.01查阅相关资料，理清论文设计的思路、方法及相关问题。2010.02.02-2010.03.12构建论文整体框架，开始论文撰写，期间遇到问题及时与教师进行交流。2010.03.13-2010.03.15据课题进展情况完成中期检查表，并口头汇报工作。2010.03.16-2010.04.15根据老师提出的意见，进行论文修改，并提交答辩小组审阅。2010.04.16-2010.05.10进一步完善论文，准备论文答辩。完成情况：到现在为止，我通过查找资料学到了很多很多关于凸轮轴加工的基本知识，包括凸轮轴的加工工艺过程，了解了凸轮轴的现状及发展趋势，以及凸轮轴的加工工艺分析。指导教师评议（指出优点和不足，如有其它建议，可另附页）签名：年月日备注：目录摘要及关键词................................................................11引言......................................................................11.1汽车发动机行业的发展状况................................................11.2凸轮轴的性能要求........................................................21.3本文研究内容............................................................32凸轮轴生产线前期规划......................................................32.1产品规格................................................................32.2工艺设计原则及凸轮轴加工工艺分析........................................42.3小结....................................................................53凸轮轴生产线工艺分析......................................................63.1生产线布置..............................................................63.2工艺设计................................................................63.3工艺分析................................................................73.4工艺特点................................................................93.5工艺难点...............................................................114凸轮廓形理论计算及加工控制参数...........................................124.1凸轮轴凸轮的廓形要求...................................................124.2包络线理论.............................................................154.3凸轮廓形坐标...........................................................164.4砂轮的中心坐标.........................................................194.5磨削圆周进给量计算.....................................................204.6等周速曲线.............................................................224.7砂轮座加速度...........................................................224.8光顺处理...............................................................224.9工件主轴转速配置.......................................................234.10磨削用量数据..........................................................235总结.....................................................................24参考文献...................................................................26谢辞.....................................................................271汽车凸轮轴加工工艺分析高晓瑞（德州学院机电系，山东德州253023）摘要：凸轮轴作为汽车发动机配气机构中的关键部件，其性能直接影响着发动机整体性能。因此凸轮轴的加工工艺有特殊要求，合理的加工工艺对于降低加工成本、减少生产环节以及合理布置凸轮轴生产线具有很大的现实意义。本文针对凸轮轴的加工特点，结合工厂的实际，从前期规划开始，对凸轮轴的加工工艺进行了深入的分析、研究。建立了用数控无靠模方法。对凸轮廓形进行计算和推倒，对凸轮轮廓的加工进行了探讨并提出适用于发动机凸轮轴的加工方法。关键词：发动机；凸轮轴；工艺分析1引言1.1汽车发动机行业的发展状况现代汽车发动机行业的发展十分迅速，这种趋势要求各发动机厂家不仅要具有大批量生产的能力，也同时要具有小批量、多品种的生产技术。所以，在汽车发动机厂家现在已经普及了互换性、自动化生产，做到了流水线式生产线布置及工艺安排，实现了按节拍生产。现在汽车的发动机的节拍为1.75分钟/台。1.75分钟包括辅助时间和机加工时间。辅助时间包括上料、输送、检验时间，而机加工时间则是指从夹具定位、夹紧到机加工完成，夹具松开并推出工件这段时间。除按节拍生产以外，我国的发动机生产厂家多数采用流水线布置。生产线分为半自动生产线与全自动生产线两种形式。半自动生产线与全自动生产线的区别在于前者靠人工在工序间输送工件，而后者则实现了无人操作、输送、加工及检验全部实现自动化。全自动生产线虽然自动化程度高，质量稳定、可靠，但是投资巨大，成本太高，而我们国家人力资源丰富，人工价格偏低，所以大部分发动机生产厂家采用半自动生产线与局部全自动化生产线相结合的方式布置生产线，在保证生产节拍和产品质量的前提下，尽可能的降低产品的成本。此外，在各种发动机的零部件的设计及生产上均采用了一些先进的形式及工艺。例如多气缸多气门的设计，从直列三缸到V型双列十二缸，从二气门到四气门、五气门。多气门的布置可以增加充气效率，便于阻止缸内气流压力。顶置式凸轮轴设计，精密加工，柔性生产，在线自动测量及自动补偿等等，这些都为机加工生产及工艺安排增加了难度，向技术人员提出了更高的要求。人们对发动机的性能要求概括为以下几点：⑴高的动力性能。⑵高的燃料经济性。⑶高的工作可靠性和足够的使用寿命。⑷结构紧凑，外形小，重量轻。⑸高的环境性能，低2排放，低消耗，低污染。尤其是最后一点，在近些年中得到很大的关注。由于发动机性能指标的不断提高，其加工精度、难度也不断增加，所以在发动机行业中，数控机床，精密加工机床，加工中心，自动生产线，成组技术等先进设备及技术都得到了广泛的普及。1.2凸轮轴的性能要求在汽车发动机的各个零件及机构中，配气机构是非常重要的，配气机构必须根据发动机气缸内所发生的工作过程，保证正确地打开和关闭气门。而凸轮轴是配气机构中最重要、最关键的零件，它决定着气门的升程曲线和气门开关时刻，从而直接影响发动机的进排气量，影响发动机的动力性、经济性和排放[1]。发动机行业现在都采用气门顶置式配气机构，其主要原因是由于顶置式配气机构的发动机能选