汽车凸轮轴加工工艺规程设计分析毕业论文

1、编号：河南科技大学毕业论文(设计)开题报告2011年1月20日学院(系)机电工程系专业化产业机械设计制造及自动化专业姓学习编号论文(设计)题目汽车凸轮轴加工工艺分析一、选题的目的和意义凸轮轴是汽车发动机配气机构中的关键部件，其性能和质量直接影响发动机的整体性能。因此，凸轮轴材料和加工工艺有特殊要求。合理的加工工艺对控制凸轮质量、降低加工成本、减少生产环节、合理安排凸轮轴生产线具有重要的现实意义。因此，汽车凸轮轴加工具有非常广阔的发展前景和市场。二、本课题国内外研究现状及发展趋势根据国家统计局、海关总署、商务部、中国汽车工业协会、汽车零部件工业协会、500多家海外相关报刊的信息，以及我中心在中国

2、各地区市场调研获得的第一手资料，研究报告分析了中国汽车凸轮轴行业及各汽车凸轮轴市场的市场规模及前景、供需情况。本文论述了汽车凸轮轴行业的发展现状，深入分析了行业内重点企业的管理策略和发展趋势，研究了汽车凸轮轴行业的技术发展趋势和企业发展战略，为汽车凸轮轴制造商、科研单位、经销企业等单位准确了解当前汽车凸轮轴行业的发展趋势，把握企业定位和发展战略提供了难得的决策参考。三.项目设计方案主要说明：研究(设计)应采用的基本内容、观点、研究方法和手段。根据凸轮轴的加工特点，结合工厂的实际情况，在建立一条集先进性和经济性于一体的凸轮轴生产线的过程中，从前期规划入手，对凸轮轴的加工工艺设计和质量控制进行了深

3、入的分析和研究。建立了恒线速度磨削凸轮所需砂轮中心坐标的数学模型，计算并推下了凸轮轮廓，讨论了凸轮轮廓的加工，提出了适用于该车发动机凸轮轴的加工方法。介绍了统计过程控制理论，并在生产线上使用均值-极差控制图，使整个生产过程处于受控状态。四.计划和进度主要描述：开始和结束时间以及分阶段的进度要求。在11-10-1学期的第20周，学生选择话题，老师和学生见面。交项目描述。在11-10-1学期的第21-22周，确定题目，查阅相关资料和书籍，完成开题报告，并提交给老师复习。从11-10-2学期的第一周到第四周，我开始构思论文，整理整体框架，查阅相关资料，用书本写论文。11-10-2，在学期的第五周提交

4、论文的期中考试，供老师复习和批改。11-10-2学期7-8周完成论文并提交论文以供审查11-10-2学期的9-10周V.主要参考文献1陈金桂。凸轮制造技术M。北京：机械工业出版社，2003。2路畅后爱星。引用该论文王志平，王志平，王志平.研磨机和研磨。于。引用该论文王志平，王志平，王志平.北京汽车，2004(4)。4王学明。引用该论文王志平，王志平，王志平.研磨机和研磨。齐志昌。数值分析与应用M。北京：国防工业出版社，2007。教员的意见和建议：签名：年月日教学单位领导小组的审批意见：组长签名：年月日毕业论文(设计)中期核对表学院(系):机电工程系：机械设计、制造及自动化2011年3月13日论

5、文(设计)题目：汽车凸轮轴加工工艺分析学生南毕业论文(设计)时间表：从2011年1月20日到2011年1月24日，老师们对论文的思路和数据收集进行了第一轮指导。2011年1月24日至2011年2月1日，我们查阅了相关资料，明确了论文设计的思路、方法及相关问题。从2011年2月2日到2011年3月12日，论文的总体框架已经构建完毕，论文的写作已经开始，期间遇到的问题也得到及时的讲授老师交流。从2011年3月13日至2011年3月15日，根据项目进展完成了中期核对表，并对工作进行了口头汇报。从2011年3月16日到2011年4月15日，根据老师的意见，论文进行了修改，并提交给辩护小组进行审查。从2

6、011年4月16日到2011年5月10日，我进一步完善了我的论文并准备了论文答辩。完成状态：到目前为止，通过查阅资料，我已经掌握了很多凸轮轴加工的基础知识，包括凸轮轴的加工过程，凸轮轴的现状和发展趋势，凸轮轴的加工过程分析。讲师的评价(指出优点和缺点，如果您有其他建议，可以另附一页)签名：年月日注意：目录摘要和关键字11导言11.1汽车发动机行业的发展11.2凸轮轴2的性能要求1.3本文的研究内容32凸轮轴生产线的预先规划32.1产品规格32.2工艺设计原则和凸轮轴加工工艺分析42.3摘要53凸轮轴生产线6的工艺分析3.1生产线布局63.2工艺设计63.3过程分析73.4工艺特征93.5技术困

7、难114凸轮廓的理论计算和加工控制参数124.1凸轮轴凸轮12的轮廓要求4.2包络理论154.3凸轮廓的轮廓坐标164.4砂轮19的中心坐标4.5磨削圆周进给速度的计算204.6等周曲线224.7砂轮座22的加速4.8平滑处理224.9工件主轴速度配置234.10研磨数据235摘要24参考文献26谢谢你汽车凸轮轴加工工艺分析高翔宇河南科技大学机电工程系，河南洛阳253023)文摘：凸轮轴是汽车发动机配气机构中的关键部件，其性能直接影响发动机的整体性能。因此，凸轮轴的加工工艺有着特殊的要求，合理的加工工艺对于降低加工成本、减少生产环节、合理安排凸轮轴生产线具有重要的现实意义。本文根据凸轮轴的加工

8、特点，结合工厂的实际情况，从前期规划入手，对凸轮轴的加工工艺进行了深入的分析和研究。建立了无模板数控的方法。对凸轮轮廓进行了计算和下推，讨论了凸轮轮廓的加工，提出了适合发动机凸轮轴的加工方法。关键词：发动机；凸轮轴。过程分析1导言1.1汽车发动机行业的发展现代汽车发动机行业发展非常迅速。这种趋势要求发动机制造商不仅要有大规模生产的能力，还要有小批量、多品种的生产技术。因此，互换性和自动化生产在汽车发动机生产企业中得到推广，实现了装配线生产线布局和工艺布置，实现了按节拍生产。目前，汽车发动机的节拍为1.75分钟/台。1.75分钟，包括辅助时间和加工时间。辅助时间包括装载、运输和检验时间，而加工时

9、间是指从夹具定位和夹紧到加工完成，夹具被释放并推出工件的时间。除了量产之外，中国大多数发动机制造商都采用装配线布局。生产线分为半自动生产线和全自动生产线。半自动生产线与全自动生产线的区别在于，前者在工序之间人工搬运工件，而后者实现无人操作、搬运、加工和检验自动化。虽然自动化生产线自动化程度高，质量稳定可靠，但投资巨大，成本过高。此外，在各种发动机零件的设计和生产中采用了一些先进的形式和工艺。例如，多缸和多阀的设计，从直列三缸到V形双排十二缸，从两阀到四阀和五阀。多个阀门的设置可以提高充气效率，防止气缸内出现气压。顶置凸轮轴设计、精密加工、柔性生产、在线自动测量和自动补偿等。都增加了加工生产和工

10、艺安排的难度，并对技术人员提出了更高的要求。人们对发动机性能的要求概括如下：(1)高动态性能。燃油经济性高。工作可靠性高，使用寿命长。(4)结构紧凑，体积小，重量轻。高环保、低排放、低消耗、低污染。特别是最后一点，近年来受到了极大的关注。随着发动机性能指标的不断提高，其加工精度和难度也越来越高，因此在发动机行业，数控机床、精密加工机床、加工中心、自动化生产线和成组技术等先进设备和技术得到了广泛推广。1.2凸轮轴的性能要求在汽车发动机的所有零件和机构中，配气机构是非常重要的，配气机构必须根据发动机气缸内的工作过程正确地开启和关闭。凸轮轴是配气机构中最重要、最关键的部件，它决定了气门的升程曲线和开

11、闭时间，从而直接影响发动机的进气量和排气量，影响发动机的动力性、经济性和排放。目前，发动机行业采用气门顶置配气机构，主要是由于配有顶置配气机构的发动机压缩比高。气门可以设计得相对较大，并且混合物进入和排出的必要距离相对较短，因此顶置气门发动机的容积效率相对较高。此外，顶置气门发动机的燃烧室的信噪比很小(信噪比是燃烧室的表面积与燃烧室的体积之比)，因此不仅废气中未燃烧的碳氢化合物的含量较少，而且发动机的热效率也较高，这在排放标准日益提高的今天是非常重要的。在顶置气门式气门机构中，除了挺杆、推杆和摇臂通常用于控制气门外，还有顶置凸轮轴(SOHC)。在顶置凸轮轴的发动机中，凸轮轴放置在气缸盖上，凸轮

12、直接作用在摇臂或挺杆上来控制气门。除了单顶置凸轮轴，还有双顶置凸轮轴，其中一个控制进气门，另一个控制排气门。这种单顶置凸轮轴发动机没有推杆和挺杆，因此减小了配气机构的惯性力、气门振动的趋势和系统的变形。此外，这种单顶置凸轮轴发动机还有另一个优点，由于其运动质量小，凸轮轮廓可以设计得更陡，这可以使气门更快地打开和关闭，在全开位置保持更多的时间，改善发动机的通风，并提高容积效率，从而改善发动机的性能，特别是在高速时。由于发动机的发展趋势是多缸多气门设计，每个气门的进气和排气都必须由凸轮轴上的凸轮轮廓来控制。因此，凸轮轴的发展趋势是越来越多的凸轮排列在一个凸轮轴上。如果是少于三个气缸的发动机，无论是

13、两个气门还是四个气门，排气凸轮和进气凸轮也可以布置在一个凸轮轴上。如果有四个以上的气缸，则必须配备两个凸轮轴，其中一个控制进气门，另一个控制排气门。凸轮轴是内燃机配气机构中的关键零件之一。整个配气机构由凸轮轴驱动，凸轮的设计对整个配气机构的性能起着决定性的作用。凸轮轴刚性差，容易变形；精度高，加工困难；因此，对凸轮轴的设计、加工、选材和加工工艺提出了许多要求。主要技术要求见表1.1。表1.1凸轮轴的技术要求主要项目一般要求支撑轴承Di表面粗糙度(微米)圆柱度(毫米)IT5IT60.45级精度0.40.060.0230凸轮轴表面粗糙度(mm)中间轴颈相对于两端轴颈的跳动量(mm)两个相邻轴颈的径

14、向跳动(mm)凸轮轴的对称中心平面与正时齿轮键槽的中心平面相对或者定位销轴线的角度偏差()1.3本文的研究内容随着汽车工业的不断发展，加上对配件的需求，对凸轮轴的需求一直很高。建设一条集先进和经济于一体的凸轮轴生产线是十分必要的。面对国外汽车工业的冲击，我国国内汽车工业应加强研究，建立符合我国国情的基础制造业，提高质量，降低成本，以保持我国国内汽车市场。凸轮轴在发动机中的重要地位决定了国内发动机制造商拥有自己的凸轮轴生产线，可以在保证整机质量的前提下尽可能降低成本，提高竞争力。本文主要针对汽车凸轮轴生产线的工艺分析，从前期准备、工艺设计、理论计算、生产实践和产品检验等方面阐述了一套凸轮轴加工的

15、设计思路和方法，对发动机制造业的零件加工具有重要的借鉴作用。2凸轮轴生产线的前期规划2.1产品规格2.1.1零件的结构特征凸轮轴生产线负责加工每台发动机的凸轮轴，每台发动机使用一个凸轮轴。材料：(FCA-3)铜铬钼合金铸铁，各主轴颈和端面硬度为HB180240，凸轮HRC48。凸轮轴草图图12.1.3发动机凸轮轴的主要加工内容和精度要求(1)轴承轴直径前轴直径前端，后端，表面粗糙度Rz3.2中间轴直径，表面粗糙度Rz3.2后轴直径，表面粗糙度Rz3.2(2)凸轮六个凸轮的基圆尺寸为，表面粗糙度为Rz3.2。每个凸轮基圆相对于前后轴颈参考轴的径向跳动公差为0.03毫米每个凸轮基圆相对于前后轴颈参考轴的平行度公差为0.01毫米每个凸轮的对称中心线相对于键槽的相对位置偏差(相角)为20(见图1)凸轮轮廓误差的作用截面为0.05毫米凸轮轮廓误差的作用截面为0.02毫米气缸1123220 的凸轮轴对的键槽位置(3)斜齿轮齿数：13，螺旋角：53(右)146 ，法线长度：38.6