凸輪軸零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計及數(shù)控編程開題報告.doc

第-1-頁共7頁畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目：凸輪軸零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計及數(shù)控編程系別機(jī)電信息系專業(yè)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化班級姓名學(xué)號導(dǎo)師2012年12月15日第2頁共7頁撰寫內(nèi)容要求（可加頁，小四號宋體，行距22磅）：畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況）凸輪軸是活塞發(fā)動機(jī)里的一個部件。它的作用是控制氣門的開啟和閉合動作。雖然在四沖程發(fā)動機(jī)里凸輪軸的轉(zhuǎn)速是的一曲軸半（在二沖程發(fā)動機(jī)中凸輪軸的轉(zhuǎn)速與曲軸相同），不過通常它的轉(zhuǎn)速依然很高，而且需要承受很大的扭矩，因此設(shè)計中對凸輪軸在強度和支撐方面的要求很高，其材質(zhì)一般是特種鑄鐵，偶爾也有采用鍛件的。由于氣門運動規(guī)律關(guān)系到一臺發(fā)動機(jī)的動力和運轉(zhuǎn)特性，因此凸輪軸設(shè)計在發(fā)動機(jī)的設(shè)計過程中占據(jù)著十分重要的地位。凸輪軸的主體是一根與汽缸組長度相同的圓柱形棒體。上面套有若干個凸輪，用于驅(qū)動氣門。凸輪軸的一端是軸承支撐點，另一端與驅(qū)動輪相連接。凸輪的側(cè)面呈雞蛋形。其設(shè)計的目的在于保證汽缸充分的進(jìn)氣和排氣，具體來說就是在盡可能短的時間內(nèi)完成氣門的開、閉動作。另外考慮到發(fā)動機(jī)的耐久性和運轉(zhuǎn)的平順性，氣門也不能因開閉動作中的加減速過程產(chǎn)生過多過大的沖擊，否則就會造成氣門的嚴(yán)重磨損、噪聲增加或是其它嚴(yán)重后果。因此，凸輪和發(fā)動機(jī)的功率、扭矩輸出以及運轉(zhuǎn)的平順性有很直接的關(guān)系。一般來說直列式發(fā)動機(jī)中，一個凸輪都對應(yīng)一個氣門，V型發(fā)動機(jī)或水平對置式發(fā)動機(jī)則是每兩個氣門共享一個凸輪。而轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)和無閥配氣發(fā)動機(jī)由于其特殊的結(jié)構(gòu)，并不需要凸輪。凸輪軸是發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵零件之一，凸輪軸桃尖部位的硬度和白口層深度是決定凸輪軸使用壽命和發(fā)動機(jī)效率的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。在保證凸輪有足夠高的硬度和相當(dāng)深的白口層的前提下，還應(yīng)考慮軸頸不出現(xiàn)較高的碳化物，使其具有較好的切削加工性能。目前，國內(nèi)外生產(chǎn)凸輪軸的主要方法有：采用鋼質(zhì)鍛造毛坯經(jīng)切削加工后，凸輪桃尖部分經(jīng)高頻淬火形成馬氏體層的工藝。20世紀(jì)70年代末，德國和法國相繼開發(fā)了凸輪軸氬弧重熔新工藝；另有以美國為主的可淬硬鑄鐵凸輪軸；以日本和法國為主的冷硬鑄鐵凸輪軸；以及凸輪部位用Cr-Mn-Mo合金涂料進(jìn)行鑄件表面合金化的生產(chǎn)工藝等。數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（NumericalControl）即采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實現(xiàn)自動控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運算的出現(xiàn)。隨著制造業(yè)的發(fā)展，機(jī)床是制造業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備其發(fā)展也是日新月異。社會的第3頁共7頁進(jìn)步，人們對各類產(chǎn)品的要求也越來越高，因此不能采用傳統(tǒng)的剛性生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)，還須考慮到適應(yīng)的柔性。一些小產(chǎn)品其復(fù)雜要求和精度要求已經(jīng)使通用機(jī)床難以勝任。在這樣的情況下數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)滿足了自動化程度高、柔性強、操作強度低，易于組成自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)要求。數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。世界各國信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對市場的適應(yīng)能力和競爭能力。工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在高精尖數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計算機(jī)數(shù)控技術(shù)，目前它是采用計算機(jī)實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的運動軌跡和外設(shè)的操作時序邏輯控制功能。由于采用計算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入操作指令的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實現(xiàn)，均可通過計算機(jī)軟件來完成，處理生成的微觀指令傳送給伺服驅(qū)動裝置驅(qū)動電機(jī)或液壓執(zhí)行元件帶動設(shè)備運行。1.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施要完成好這次設(shè)計任務(wù)，我們必需做到以下幾點：閱讀任務(wù)書，明確設(shè)計任務(wù)及要求；合理選擇材料、刀具、夾具、加工路線。通過這次設(shè)計來鞏固自己的專業(yè)理論知識，熟練掌握查閱資料的能力，提高自己的動手設(shè)計能力，為以后的工作打下堅定的基礎(chǔ)。本課題的設(shè)計是綜合運用機(jī)械制造基礎(chǔ)、數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程與加工、公差配合與測量技術(shù)、機(jī)械制圖、CAD/CAM等技術(shù)等課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，進(jìn)行的一個重要的實踐應(yīng)用環(huán)節(jié)。通過設(shè)計，一方面能獲得綜合運用過去所學(xué)的知識進(jìn)行工藝分析的基本能力，另一方面，也是對數(shù)控加工過程進(jìn)行的一次綜合訓(xùn)練。以下是主要思路和方法：1)分析工件圖并繪出工件的二維圖及三維圖。第4頁共7頁2)制定工件加工路線：確定工件的等級要求、尺寸要求來選擇刀具及夾具。3)利用仿真軟件對工件進(jìn)行加工，跟據(jù)所編程序選擇合理的刀具等參數(shù)進(jìn)行數(shù)控模擬加工。4）編寫設(shè)計說明書。2.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作1)確定所選毛胚時應(yīng)正確計算零件的強度、剛度。2)根據(jù)零件的設(shè)計要求進(jìn)行數(shù)控編程，編程時要選擇好加工路線、刀具號、切削用量并按照數(shù)控機(jī)床規(guī)定的使用功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫加工程序；由于編程時會出現(xiàn)太多的不確定因素，因此要根據(jù)加工情況合理進(jìn)行編程第5頁共7頁加工。3)零件數(shù)控加工工藝性分析；據(jù)加工零件的設(shè)計圖紙及相關(guān)技術(shù)文件，對零件的材料、毛坯種類、形狀、尺寸、精度、表面質(zhì)量以及熱處理要求等進(jìn)行綜合分析。4)利用卡盤等夾緊工具對工件進(jìn)行夾緊。5)根據(jù)工件的表面等要求合理選擇基準(zhǔn)面。6）對工件進(jìn)行數(shù)控加工時數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的一些故障應(yīng)及時排除。3.完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃（按周次填寫）1-2周翻譯明確設(shè)計要求，查閱文獻(xiàn)，手機(jī)相關(guān)資料，撰寫開題報告3-4周零件的結(jié)構(gòu)分析，零件的技術(shù)要求分析5-6周進(jìn)行工藝規(guī)程方案設(shè)計7-8周填寫工藝文件，完成中期答辯9-10周夾具結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計11-12周夾具總圖設(shè)計,繪制夾具零件圖13-14周編寫設(shè)計說明書總體修改4.主要參考文獻(xiàn)陳金貴.凸輪制造技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.路長厚艾興.國內(nèi)外砂輪平衡技術(shù)發(fā)展?fàn)顩rJ.磨床