作品名稱：凸輪型線優化設計
學校名稱：大連科技學院
參賽隊伍：凸輪型線優化設計團隊
參賽學生：包昊 倪翔宇 唐京亮
指導老師：王亮 鄭旭
隨著國民經濟不斷發展，我國鐵路運輸持續提速，我國生產的內燃機車柴油機向著大功率，多樣化發展。凸輪軸是機車柴油機的關鍵部件，凸輪型線設計直接影響柴油機工作性能，因而研究凸輪型線設計是發動機制造領域的重要課題之一。
在傳統工藝中采用凸輪靠模磨削凸輪的仿形磨削存在凸輪廓線曲線不穩定，合格率低，凸輪靠模制造周期長，柔性差等問題。隨著柴油機向高速、強化、經濟和低污染方向不斷發展，凸輪曲線越來越復雜，對凸輪輪廓型面曲線的加工精度要求也越來越高，但是這些缺陷使傳統的靠模法加工不能滿足凸輪軸新產品發展的需要。
結構說明：
研究的課題有配氣凸輪型線的設計，單節凸輪軸工藝優化和凸輪軸加工關鍵工序質量控制等幾個方面：
1.凸輪型線設計是凸輪軸設計的關鍵步驟，凸輪型線設計是根據機車柴油機性能要求設計凸輪外形的輪廓曲線(凸輪型線)。凸輪型線決定著配氣機構的通過能力，即時間-截面值的大小和慣性力的作用情況，對配氣機構的工作能力和動力性能有著決定性影響。
2.凸輪軸工藝優化關鍵在于凸輪加工工藝的數控化，柔性化。
3.凸輪精磨是凸輪軸加工的關鍵工序，凸輪精磨后的磨削裂紋質量問題一直影響著凸輪軸的加工質量和產品的合格率，對磨削裂紋的質量控制是凸輪軸生產的重要環節。鑄造機體柴油機凸輪軸設計為單節凸輪軸，材質為20CrMnTi，自批量生產以來，單節凸輪軸磨削裂紋質量問題成為公司的慣性質量問題之一。
使用說明：
凸輪軸的設計中凸輪的配置位置必須正確，以保證各缸已選定的配氣正時和配氣時面值的實現；根據柴油機總體設計的布置和凸輪軸上的載荷情況，在保證凸輪軸具有足夠剛度的前提下，決定支承軸承數和軸承尺寸，以及凸輪軸的最小直徑尺寸；合理選擇材料和熱處理方法，以保證凸輪軸具有足夠的疲勞強度、沖擊韌性、表面硬度和耐磨性。
設計的凸輪軸采用凸輪與軸制造成一體的結構，凸輪軸上各缸凸輪位置的配置是由氣缸的數目、氣缸的排列和氣缸的發火順序決定，為了保證正確的配氣定時，設計除了應保證凸輪軸各凸輪相對角位置的配置外，還必須保證凸輪軸對曲軸有正確的相對位置。
