篇一：程作平的开题报告
毕 业 设 计 开 题 报 告
课题名称 课题来源
专 业 班 级 学生姓名 指导教师 完成日期
基于SPC的康明斯发动机曲轴工序质量分析与诊断
东风汽车发动机有限公司
工 业 工 程
T713-5
学 号 程作平
20070130524
周学良 2011年3月10日
一、 课题来源、目的、意义
1．课题的来源
本课题将针对东风康明斯发动机厂曲轴车间实际的加工情况，对曲轴加工工艺过程中的关键工序以及关键控制质量参数进行科学的整理、完善和归纳。分析曲轴加工工艺和特点，基于SPC的方法选择合适的控制图，利用Excel对曲轴零件的加工质量数据进行分析和处理，以期实现对曲轴加工过程进行控制并找出影响曲轴的误差源达到提高曲轴质量。 2．本课题研究目的
通过对东风康明斯发动机厂的曲轴加工工艺过程的特点进行分析，并基于SPC的方法选取康明斯发动机曲轴零件的关键工序及关键控制质量参数。在曲轴生产过程中，曲轴的加工尺寸的波动是不可避免的，它是由人，机器，材料，方法和环境等基本因素的波动影响所致，而SPC是一种借助数理统计方法的过程控制工具，他对曲轴加工过程中出现的影响曲轴质量的因素进行控制及时发现系统因素出现的征兆，并采取措施消除其影响，使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态以达到控制质量的目的。 3．本课题研究的意义
在指导老师的带领下，我们来到了东风康明斯发动机厂的曲轴生产车间，在生产师傅的讲解和自己的观察下发现生产现场存在如下主要问题：虽然工序检验卡上记载的零件尺寸检验频次各不相同，但是工人在每道工序加工后都会对该零件尺寸进行测量检验，即每两道工序间都会有一次零件尺寸检验，这样存在大量的时间和人力资源上的浪费，且在零件已经加工完成后，相关的质量检验部还会对生产的这批零件的每一个尺寸进行全检而不是在零件中抽取部分零件对相应的关键性尺寸进行检验，这样虽然可以保证产品的质量，但是如果生产线发生故障或是一些环境的影响使得产品出现问题时，这是很难找到影响问题的所在而且不能够预防发生，在当代的企业生产中这是很
基于上述原因，对SPC的研究与应用势在必行。SPC强调全过程监控，全系统参与，并且强调用科学方法来保证过程的预防。实施SPC可以帮助企业在质量控制上真正做到事前预防和控制，SPC可以对过程做出可靠的评估；确定过程的统计控制界限，判断过程是否失控和过程是否有能力；为过程提供一个早期报警系统，及时监控过程的情况以防止废品的发生；减少对常规检验的依赖性，定时的观察以及系统的测量方法替代了大量的检测饿验证工作。
有了这些的预防和控制，企业当然是可以：降低成本；降低不良率，减少返攻和浪费；提高劳动生产率；提供核心竞争力；赢得广泛客户；更好地理解和实施质量体系。
二、 国内外概况、预测和文献综述
1. 课题的国内外研究概况
SPC在本世纪的工业发展过程中，一直扮演著不可或缺的角色。尤其在1980年代以后，随着西方工业社会意识到品质复兴的必要性，在戴明思想的主导下，SPC的推广应用已经是现代化工业生涯的代名词之一。以下是SPC在国内外的发展过程和未来的展望。
1920年随着Shewhart管制图及Dodge&Roming抽样表的发表，统计检验部门产生，第二次世界大战后美国主导西方社会经济大量的供应品管有关的知识技术给了日本，此时学术界对SPC的理论研究逐渐成了一种风潮。
20世纪50到60年代SPC的理论研究在美国和日本的推动下发展迅速。我国品管专家自美、日引进统计品管及品管相关的新知技术，并于1964年成立中华明国品质管制学会。当时国内尚处于产品加工及轻工业生产的阶段，产量因素往往优先与品质的考量。然而，品质学会一群前辈深深相信，提升品质才能发展经济。他们本身以传教士的精神传扬品质福音，播种品管的种子，历经30年以上而建成目前的成果。
品质系统的第三者认证在1987年ISO-9000系列标准公布之后，国内约在1992年起遭到波及。1994年FORD、GM、CHRYSLER三大汽车厂公布QS-9000的品质系统要求，更将SPC的应用提升到实际的生产活动中。SPC的推广历经50年以上，至今经久不衰而被更加重视。
2. 课题的研究趋势预测
SPC不是处理品质问题的万能丹但是它是品质系统检测的有效工具之一，它永远会伴随着TQM的需求去适应各种问题解析原因的分析工具。以下是SPC在未来发展的趋势
SPC將成为全员应知应会的方法，工程及管理人員的共同语言言，因此简易通俗的SPC将是最大市场课题。
SPC的研究及推广将会以专业领域的问题为主导，统计的深入研究将会因市厂的需求而影响学术领域本身。
因专业领域的需求，自动化、即时化数据收集及分析监控将是说服专业人员使用SPC的重要关键。
因自动化、即时化的分析监控需求，SPC的技术将会结合人工智慧及专家系统的应用中。
因国际网络的普及，SPC的数据会因客户的需求而传输于网络的空间。
三、
系统设计方案及可行性分析
1．系统设计方案
本课题研究整体构架如下图1：
图1 课题研究整体构架图
2. 可行性分析
本课题重点是分析康明斯发动机曲轴零件加工工艺过程的特点，基于统计过程控制方法选取康明斯发动机曲轴零件的关键工序及关键控制质量参数，利用SPC对康明斯发动机曲轴零件的加工质量数据进行分析和处理，并在此基础上对异常工序进行分析诊断。康明斯发动机的市场需求非常大，而曲轴是该产品生产中的重要生产环节，对该产品工序加工过程的控制势在必行。通过对东风公司曲轴车间的参观我发现了许多问题，曲轴加工工艺非常多，对质量的控制非常关键，工人师傅对每个工序都进行检验使得增加了成本而且降低了生产效率。在二十一世纪的今天，这早已不利于公司的长久发展，而SPC正是改善生产线提高生产效率的有效工具，它通过对工序的控制有预见性的检验工序，提高产品的质量。这在当今社会是非常有研究价值的 。研究技术路线包括两部
分：第一，找出关键工序，选择合适的控制图；第二，对关键工序进行控制建立曲轴零件误差源诊断模型。
1）找出关键工序具体过程如下图2：
图2 关键工序过程图
2）SPC运用流程路线如下图3：
图3 SPC技术路线图
篇二：汽油机凸轮轴加工工艺设计 开题报告
目的及意义：是对凸轮轴进行经典理论校核分析，采用有限元法队凸轮轴和气门系统进行接触分析，计算其接触应力，分析计算结果，研究凸轮轴型线以及油膜对接触应力的影响。通过对凸轮轴接触应力的分析，可以了解凸轮轴工作中磨损 的情况，并对设计凸轮轴提供依据。同时为以后预防凸轮轴失效，提供参考依据。 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曲轴的一半（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。
构造
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。
位置
在以前很长的一段时间里，底置式凸轮轴在内燃机中最为常见。通常这样的发动机中，气门位于发动机的顶部，即所谓的OHV（OverHead Valve，顶置气门）式发动机。此时通常凸轮轴位于曲轴箱的侧面，通过配气机构（如挺杆、推杆、摇臂等）对气门进行控制。因此底置式凸轮轴一般也叫侧置式凸轮轴。由于在这样的发动机中凸轮轴距离气门较远，而且每个气缸通常只有两个气门，因此转速通常较慢，平顺性不佳，输出功率也比较低。不过这种结构的引擎输出扭矩和低速性能比较出色，结构也比较简单，易于维修。
现在大多数量产车的发动机配备的是顶置式凸轮轴。顶置式凸轮轴结构使凸轮轴更加接近气门，减少了底置式凸轮轴由于凸轮轴和气门之间较大的距离而造成的往返动能的浪费。顶置式凸轮轴的发动机由于气门开闭动作比较迅速，因而转速更高，运行的平稳度也比较好。较早出现的顶置式凸轮轴结构的发动机是SOHC（Single OverHead Cam ，顶置单凸轮轴）式发动机。这种发动机在顶部只安装了一根凸轮轴，因此一般每个汽缸只有两到三个气门（进气一到两个，排气一个），高速性能受到了限制。而技术更新一些的则是DOHC式（Double OverHead Cam，顶置双凸轮轴）发动机，这种发动机由于配备了两根凸轮轴，每个汽缸可以安装四到五个气门（进气二到三个，排气二个），高速性能得到了显著的提升，不过与此同时低速性能会受到一定的影响，结构也会变得复杂，不易维修。 传动方式
底置式凸轮轴通常采用星形齿轮组（即所谓的“控制轮”），辊子链或齿条与曲
轴相连。为了控制噪声，直径较大的凸轮轴端传动轮通常由塑料或者轻金属制造，而相对直径较小的曲轴端传动轮则大多采用钢材。
链条连接也比较多见。这种方式在底置式和顶置式凸轮轴上都可以看到。为了减小噪声（一般是链条在运动中产生的“振摆噪声”），通常还会附带一个液压压紧装置和塑料材质的导轨。
顶置式凸轮轴结构中比较多见的是用一个塑料齿条链连接。这个齿条链位于发动机机油腔外，附带有钢质的嵌入部件，通过一个可调的辊子帮助张紧。
还有一种结构由于动力在传输过程中损耗过大且过于复杂，现在已经比较少见。这种结构通过一个偏心连杆、星形齿轮组或带中间轴的锥形齿轮组来连接顶置式凸轮轴与曲轴。
国内外研究现状： 目前,对汽油机凸轮轴的设计研究已经涉及到柴油机配气机构性能的各个方面,包括型线、挺柱的运动规律、气门振动模型、挺柱与凸轮的接触应力、摩擦应力等。国外对配气机构的振动模型、摩擦及配气相位和可变正时等的研究有一些报道,我国也在致力研究更精确的气门振动模型、凸轮挺柱副的动力润滑、非对称凸轮型线以及凸轮型线的拟合等问题。在凸轮型线设计中,采用最优化技术以来,经历了静态优化设计、动态优化设计和系统优化设计3个阶段。
篇三：凸轮轴设计开题报告
开题报告
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填表说明 题目类型: 1、工程设计； 2、应用研究； 3、理论研究； 4、其它；（选1、2、3、4）。
题目来源: A、自拟课题； B、民用科研课题；C、国防科研课题；（选A、B、C）。
开题报告内容使用宋体小四字号。
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