随着国民经济不断发展，我国铁路运输持续提速，我国生产的内燃机车柴油机向着大功率，多样化发展。凸轮轴是机车柴油机的关键部件，凸轮型线设计直接影响柴油机工作性能，因而研究凸轮型线设计是发动机制造领域的重要课题之一。

在传统工艺中采用凸轮靠模磨削凸轮的仿形磨削存在凸轮廓线曲线不稳定，合格率低，凸轮靠模制造周期长，柔性差等问题。随着柴油机向高速、强化、经济和低污染方向不断发展，凸轮曲线越来越复杂，对凸轮轮廓型面曲线的加工精度要求也越来越高，但是这些缺陷使传统的靠模法加工不能满足凸轮轴新产品发展的需要。

结构说明：

研究的课题有配气凸轮型线的设计，单节凸轮轴工艺优化和凸轮轴加工关键工序质量控制等几个方面：

1.凸轮型线设计是凸轮轴设计的关键步骤，凸轮型线设计是根据机车柴油机性能要求设计凸轮外形的轮廓曲线(凸轮型线)。凸轮型线决定着配气机构的通过能力，即时间-截面值的大小和惯性力的作用情况，对配气机构的工作能力和动力性能有着决定性影响。

2.凸轮轴工艺优化关键在于凸轮加工工艺的数控化，柔性化。

3.凸轮精磨是凸轮轴加工的关键工序，凸轮精磨后的磨削裂纹质量问题一直影响着凸轮轴的加工质量和产品的合格率，对磨削裂纹的质量控制是凸轮轴生产的重要环节。铸造机体柴油机凸轮轴设计为单节凸轮轴，材质为20CrMnTi，自批量生产以来，单节凸轮轴磨削裂纹质量问题成为公司的惯性质量问题之一。

使用说明：

凸轮轴的设计中凸轮的配置位置必须正确，以保证各缸已选定的配气正时和配气时面值的实现；根据柴油机总体设计的布置和凸轮轴上的载荷情况，在保证凸轮轴具有足够刚度的前提下，决定支承轴承数和轴承尺寸，以及凸轮轴的最小直径尺寸；合理选择材料和热处理方法，以保证凸轮轴具有足够的疲劳强度、冲击韧性、表面硬度和耐磨性。

设计的凸轮轴采用凸轮与轴制造成一体的结构，凸轮轴上各缸凸轮位置的配置是由气缸的数目、气缸的排列和气缸的发火顺序决定，为了保证正确的配气定时，设计除了应保证凸轮轴各凸轮相对角位置的配置外，还必须保证凸轮轴对曲轴有正确的相对位置。