凸轮轴零件的数控加工工艺设计及数控编程开题报告.doc

第-1-页共7页毕业设计(论文)开题报告题目：凸轮轴零件的数控加工工艺设计及数控编程系别机电信息系专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号导师2012年12月15日第2页共7页撰写内容要求（可加页，小四号宋体，行距22磅）：毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）凸轮轴是活塞发动机里的一个部件。它的作用是控制气门的开启和闭合动作。虽然在四冲程发动机里凸轮轴的转速是的一曲轴半（在二冲程发动机中凸轮轴的转速与曲轴相同），不过通常它的转速依然很高，而且需要承受很大的扭矩，因此设计中对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高，其材质一般是特种铸铁，偶尔也有采用锻件的。由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性，因此凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位。凸轮轴的主体是一根与汽缸组长度相同的圆柱形棒体。上面套有若干个凸轮，用于驱动气门。凸轮轴的一端是轴承支撑点，另一端与驱动轮相连接。凸轮的侧面呈鸡蛋形。其设计的目的在于保证汽缸充分的进气和排气，具体来说就是在尽可能短的时间内完成气门的开、闭动作。另外考虑到发动机的耐久性和运转的平顺性，气门也不能因开闭动作中的加减速过程产生过多过大的冲击，否则就会造成气门的严重磨损、噪声增加或是其它严重后果。因此，凸轮和发动机的功率、扭矩输出以及运转的平顺性有很直接的关系。一般来说直列式发动机中，一个凸轮都对应一个气门，V型发动机或水平对置式发动机则是每两个气门共享一个凸轮。而转子发动机和无阀配气发动机由于其特殊的结构，并不需要凸轮。凸轮轴是发动机的关键零件之一，凸轮轴桃尖部位的硬度和白口层深度是决定凸轮轴使用寿命和发动机效率的关键技术指标。在保证凸轮有足够高的硬度和相当深的白口层的前提下，还应考虑轴颈不出现较高的碳化物，使其具有较好的切削加工性能。目前，国内外生产凸轮轴的主要方法有：采用钢质锻造毛坯经切削加工后，凸轮桃尖部分经高频淬火形成马氏体层的工艺。20世纪70年代末，德国和法国相继开发了凸轮轴氩弧重熔新工艺；另有以美国为主的可淬硬铸铁凸轮轴；以日本和法国为主的冷硬铸铁凸轮轴；以及凸轮部位用Cr-Mn-Mo合金涂料进行铸件表面合金化的生产工艺等。数控技术，简称数控（NumericalControl）即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。随着制造业的发展，机床是制造业的主要生产设备其发展也是日新月异。社会的第3页共7页进步，人们对各类产品的要求也越来越高，因此不能采用传统的刚性生产线进行生产，还须考虑到适应的柔性。一些小产品其复杂要求和精度要求已经使通用机床难以胜任。在这样的情况下数控机床的出现满足了自动化程度高、柔性强、操作强度低，易于组成自动化生产系统的生产要求。数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大力发展自己的数控技术及其产业，而且在高精尖数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。1.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施要完成好这次设计任务，我们必需做到以下几点：阅读任务书，明确设计任务及要求；合理选择材料、刀具、夹具、加工路线。通过这次设计来巩固自己的专业理论知识，熟练掌握查阅资料的能力，提高自己的动手设计能力，为以后的工作打下坚定的基础。本课题的设计是综合运用机械制造基础、数控加工工艺、数控编程与加工、公差配合与测量技术、机械制图、CAD/CAM等技术等课程的学习内容，进行的一个重要的实践应用环节。通过设计，一方面能获得综合运用过去所学的知识进行工艺分析的基本能力，另一方面，也是对数控加工过程进行的一次综合训练。以下是主要思路和方法：1)分析工件图并绘出工件的二维图及三维图。第4页共7页2)制定工件加工路线：确定工件的等级要求、尺寸要求来选择刀具及夹具。3)利用仿真软件对工件进行加工，跟据所编程序选择合理的刀具等参数进行数控模拟加工。4）编写设计说明书。2.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作1)确定所选毛胚时应正确计算零件的强度、刚度。2)根据零件的设计要求进行数控编程，编程时要选择好加工路线、刀具号、切削用量并按照数控机床规定的使用功能指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序；由于编程时会出现太多的不确定因素，因此要根据加工情况合理进行编程第5页共7页加工。3)零件数控加工工艺性分析；据加工零件的设计图纸及相关技术文件，对零件的材料、毛坯种类、形状、尺寸、精度、表面质量以及热处理要求等进行综合分析。4)利用卡盘等夹紧工具对工件进行夹紧。5)根据工件的表面等要求合理选择基准面。6）对工件进行数控加工时数控机床出现的一些故障应及时排除。3.完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）1-2周翻译明确设计要求，查阅文献，手机相关资料，撰写开题报告3-4周零件的结构分析，零件的技术要求分析5-6周进行工艺规程方案设计7-8周填写工艺文件，完成中期答辩9-10周夹具结构方案的设计11-12周夹具总图设计,绘制夹具零件图13-14周编写设计说明书总体修改4.主要参考文献陈金贵.凸轮制造技术M.北京:机械工业出版社,2003.路长厚艾兴.国内外砂轮平衡技术发展状况J.磨床