非均质硬度凹面凸轮轴超高速智能磨削加工关键技术理论与实验研究

非均质硬度和带内凹轮廓的凸轮轴能够显著改善发动机燃油经济性和噪声特性，但其磨削过程中存在磨削力易发生"突变"、磨削液不易进入内凹轮廓磨削区、工艺方案选择依赖于传统"试切"法和"经验"法等问题会严重影响其加工精度和加工效率。本项目旨在综合超高速磨削技术和工艺智能技术优点，研究非均质硬度凹面凸轮轴超高速磨削加工机理及表面成形原理，揭示非均质硬度凹面凸轮轴不同轮廓段磨削过程中磨削力、磨削温度、表面粗糙度等的变化规律。在此基础上，研究磨削工艺智能化技术，建立可自动获取完整磨削工艺方案的工艺智能优选/工艺智能推理/非线性映射机制；研究具有稳定性和重复性的综合误差分布规律的获取方法，构建凸轮不同轮廓段误差自动分析与补偿模型；研究工艺知识自动挖掘及知识库自动扩充技术，开发与之匹配的工艺智能数据库和智能磨削加工系统，从而显著提高凸轮轴的加工制造水平，为节能环保型发动机及整个汽车产业的可持续发展提供技术支撑

非均质硬度和带内凹轮廓的凸轮轴能够显著改善发动机燃油经济性和噪声特性，但其磨削过程中存在磨削力易发生“突变”、磨削液不易进入内凹轮廓磨削区、工艺方案选择依赖于传统“试切”法和“经验”法等问题，这些会严重影响其加工精度和加工效率。针对以上问题，课题组开展了大量的非均质凹面凸轮轴磨削工艺实验，研究了非均质硬度凹面凸轮轴超高速磨削加工机理及表面成形原理，在此基础上，研究磨削工艺智能化技术，建立了可自动获取完整磨削工艺方案的工艺智能优选/工艺智能推理/非线性映射机制；研究开发了轮廓误差在位测量装置，构建了凸轮不同轮廓段误差自动分析与补偿模型；研究了工艺知识自动挖掘及知识库自动扩充技术，开发出凸轮轴数控磨削工艺智能应用系统和高速磨削自动编程系统。借鉴云计算与云制造的思想，提出并开发了整合与利用凸轮轴数控磨削软硬两大类资源的磨削云平台。在国内外重要杂志上发表或录用16篇文章，其中SCI/EI收录6篇。申请发明专利2项，登记软件著作权1项。已培养10名研究生，其中博士研究生3名。正在培养3名博士研究生，硕士研究生1名。项目所取得的部分成果在湖南海捷精密工业有限责任公司完成示范应用，效果显著。为显著提高凸轮轴的加工制造水平，为节能环保型发动机及整个汽车产业的可持续发展提供技术支撑。