轿车变速箱齿轮是轿车传动系统的关键零件,其生产技术与装备水平在汽车制造领域具有代表性。与手动生产线相比,在自动生产线上完成变速箱齿轮的加工不仅生产效率高、质量稳定可靠、产能控制精确、自动化程度高,而且还能节约占地面积、降低污染和能耗、减轻工人劳动强度等。近年,国内的轿车齿轮制造商均对轿车齿轮加工自动生产线提出了较为迫切的市场需求,但轿车齿轮加工自动生产线目前主要依靠从发达国家进口。本文围绕国家科技重大专项课题“轿车变速箱齿轮加工自动生产线”的要求(课题编号:2011ZX04001-041),进行了齿轮加工自动生产线的研究和开发。主要研究内容如下:对轿车变速箱齿轮加工自动生产线总体解决方案进行了研究。包括建立了轿车变速箱齿轮加工自动生产线的质量、效率、成本、环境能效、服务等总体目标体系;根据不同类型齿轮的结构特点拟定了相应的工艺方案;基于模块化思想总结提出轿车变速箱齿轮加工自动生产线的总体集成方案和关键技术方案;设计了生产线自动物流系统和整体防护;进而形成了轿车变速箱齿轮加工自动生产线总体解决方案。对轿车变速箱齿轮加工自动生产线高速干切滚齿关键技术及工艺参数优化进行了研究。包括面向干式滚齿的刀具、直驱主轴、机床布局、机床防护和干切工艺参数优化等系列关键使能技术的研究;提出了一种齿轮高速干式滚切工艺参数优化模型;为实现该模型在自动化生产线上的应用,建立了高速干切滚齿工艺参数在机自适应优化修正模型,并基于西门子840D数控系统对高速干切滚齿工艺参数优化支持系统进行了开发。对轿车变速箱齿轮加工自动生产线的监控与管理技术进行了研究。包括从通用的机械加工自动生产线层面构建了监控系统的多目标体系、监控变量体系和监控信息体系,建立了多目标监控集成模型,实现了从不确定性的监控变量体系到确定性的监控目标体系的映射,从而为机械加工自动生产线监控系统的研发提供了理论基础;基于该模型开发了齿轮加工自动生产线管理与监控系统。对轿车变速箱齿轮加工自动生产线系统可靠性进行了分析研究。在e M-Plant仿真环境下建立了轿车变速箱齿轮加工自动生产线Ⅰ线仿真模型,仿真得出轿车变速箱齿轮加工自动生产线的平均故障间隔时间(MTBF)和平均修复时间(MTTR),并分析了机床失效、机床加工时间、缓冲区容量等因素变化对生产线可靠性指标MTBF和MTTR的影响规律;通过运行过程可靠性试验统计数据,验证评估了自动生产线的可靠性。课题组基于以上研究成果,成功开发了轿车变速箱齿轮加工自动生产线,并通过了国家科技重大专项实施管理办公室组织的验收。8条轿车变速箱齿轮加工自动生产线已在重庆蓝黛动力传动机械股份有限公司进行了成功应用和实际运行,取得了良好效果,表明其具有较好的应用前景。