項(xiàng)目5.1異型類零件機(jī)械加工工藝編制

1、項(xiàng)目項(xiàng)目5異型類零件機(jī)械加工工藝編制異型類零件機(jī)械加工工藝編制n教學(xué)內(nèi)容：任務(wù)任務(wù)5.1了解異型類零件工藝了解異型類零件工藝路線擬定：路線擬定：凸輪軸的加工工藝凸輪軸的加工工藝n凸輪軸的材料：球墨鑄鐵、合金鑄鐵、冷激鑄鐵、中碳鋼凸輪軸的加工工藝n球墨鑄鐵：將接近灰鑄鐵成份的鐵水經(jīng)鎂或鎂的合金或其它球化劑球化處理后而獲得具有球狀石墨的鑄鐵。石墨呈球狀，大大減輕了石墨對基體的分割性和尖口作用，球墨鑄鐵具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、抗氧化性、減震性及較小的缺口敏感性 凸輪軸的加工工藝n合金鑄鐵：將接近灰鑄鐵成份的鐵水加入Mn、Cr、Mo、Cu等元素。從而與珠光體形成合金，減少鐵素體的數(shù)量。合金鑄鐵的凸輪軸

2、一般用于高轉(zhuǎn)速凸輪軸。如CAC480凸輪軸，凸輪軸整體硬度HB263-311。 凸輪軸的加工工藝n 冷激鑄鐵：一般用于低合金鑄鐵表面冷激處理，使外層為白口或麻口組織，心部仍是灰口組織。如：372凸輪軸。使用冷激鑄鐵的凸輪軸處于干摩擦或半干摩擦工作狀態(tài)，而具有承受較大的彎曲與接觸應(yīng)力，要求材料表面層抗磨且高的強(qiáng)度，心部仍有一定的韌性。目前國內(nèi)所用的冷激鑄鐵主要有兩大類：鉻、鉬、銅冷激鑄鐵和鉻、鉬、鎳?yán)浼よT鐵，冷硬層的金相組織:萊氏體+珠光體(索氏體)冷激鑄鐵硬度為HRC4552,目前，國內(nèi)冷激鑄鐵的硬度在HRC47左右。 凸輪軸的加工工藝n中碳鋼：一般用于大型發(fā)動機(jī)凸輪軸。如：6102發(fā)動機(jī)采用

3、模鍛鍛造成型，也有一部分用于摩托凸輪軸，成型較簡單。模鍛后一般要進(jìn)行退火處理以便于機(jī)械加工。凸輪軸的加工工藝n凸輪軸加工的典型工藝 一凸輪軸軸頸粗加工采用無心磨床磨削 凸輪軸的加工工藝n二、銑端面，鉆中心孔 凸輪軸的加工工藝n三、凸輪軸的熱處理n四、凸輪軸的深孔加工n 1.鉆頭細(xì)長。剛性差，加工時鉆頭易彎曲和振動，難以保證孔的直線度與加工精度。四、凸輪軸的深孔加工n2.切屑多，而排除切屑的通道長而狹窄，切屑不容易排出。 四、凸輪軸的深孔加工n3.孔深切削液不易進(jìn)入，切削溫度過高，散熱困難，鉆頭容易斷。 四、凸輪軸的深孔加工n凸輪軸深孔加工冷卻液一般用錠子油，雖然油的冷卻效果比乳化液差，但油的潤

4、滑效果比冷卻液要好得多。 五、主軸頸快速點(diǎn)磨加工與CBN砂輪 n快速點(diǎn)磨是德國勇克公司開發(fā)出來的一種先進(jìn)的外圓高效磨削新工藝，該機(jī)床加工凸輪軸只需兩頂尖定位夾緊，無需任何夾緊工具，利用前頂尖的高速旋轉(zhuǎn)，通過頂尖和凸輪軸中心孔的摩擦來驅(qū)動工件運(yùn)動，可以實(shí)現(xiàn)軸類零件在一次裝夾后，用一片砂輪完成7個軸頸、一個端面和一個磨削圓角的工藝。nCBN屬于立方晶系，它的硬度、強(qiáng)度和其它物理性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于剛玉等系列磨料。在進(jìn)行磨削過程中CBN自身磨損非常少，在大批量生產(chǎn)過程中，單個零件所需要的成本較小。砂輪的形狀、尺寸變化極小，耐用度較高，修整頻次約為剛玉系列的1/20，每次修整量約為剛玉系列的1/25，砂輪與工

5、件的磨削區(qū)內(nèi)磨削溫度較低，可避免在磨削的彈性變形階段工件所產(chǎn)生的裂紋和磨削燒傷等現(xiàn)象的出現(xiàn)。 六、凸輪的加工 n傳統(tǒng)的凸輪加工采用靠模加工，一般來講，排氣凸輪都一個母靠模，凸輪軸上有幾個凸輪就有幾個靠模，這種加工其實(shí)就是仿形加工，母靠模的加工誤差也會復(fù)映到加工的成品凸輪上。具體來說，有以下缺陷。 n1.砂輪的利用率也較低，以現(xiàn)生產(chǎn)的480凸輪軸為例，靠模機(jī)床砂輪線速度為60m/s，剛換上的砂輪直徑為760mm，但使用到710mm后就必須重新?lián)Q砂輪，否則凸輪的型面的誤差會增大，砂輪從760mm磨損到710mm凸輪型面誤差為0.015mm. n2.工件頭架電架為雙速電機(jī)，凸輪軸只能用固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)、

6、凸輪型面上多個磨削點(diǎn)的線速度不一樣，磨削時單位時間的切除量和磨削力不一樣，導(dǎo)致凸輪型面加工產(chǎn)生誤差，且容易產(chǎn)生磨削燒傷和裂紋。凸輪等速磨削時型面誤差為0.036mm。凸輪變速磨削時型面誤差為0.012mm。 n3.工件支承在裝有尾架、中心架的搖架上，搖架機(jī)構(gòu)往復(fù)擺動勢頭影響凸輪型面精度、粗糙度和生產(chǎn)效率的提高。 n4.同一個靠模只能用于同一種凸輪軸，因此只適用于單一品種生產(chǎn)，否則就需要重新?lián)Q靠模，不能實(shí)現(xiàn)柔性化，多品種生產(chǎn)。 n現(xiàn)代的凸輪軸加工用數(shù)控磨削，具有如下特點(diǎn)現(xiàn)代的凸輪軸加工用數(shù)控磨削，具有如下特點(diǎn) :n1. 用一套數(shù)控裝置（目前世界上最新的是西門子480D和FANAC210i）既控制

7、工件主軸的無級變速旋轉(zhuǎn)和分度又控制砂輪架按凸輪型面的升程數(shù)值和降程數(shù)值的往復(fù)運(yùn)動及橫向進(jìn)給。2. 工件主軸由NC裝置控制的伺服電機(jī)驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)無級變速傳動，不僅可以實(shí)現(xiàn)粗磨和精磨所需要的不同轉(zhuǎn)速，而且可以實(shí)現(xiàn)工件主軸在每轉(zhuǎn)內(nèi)按凸輪不同曲線進(jìn)行自動變速磨削。這可以使凸輪型面上每一磨削點(diǎn)的線速度，金屬切削量和磨削力基本一致，對保證凸輪表面的磨削質(zhì)量是非常重要的。 n3. 砂輪可實(shí)現(xiàn)高速、恒線速度磨削。如480凸輪軸kopp磨床80m/s.4. 具有較大的柔性。CNC裝置可以存貯20個凸輪輪廓數(shù)據(jù)和9個磨削數(shù)據(jù)。滿足了凸輪軸多品種變化的柔性生產(chǎn)需要。5. 砂輪主軸采用內(nèi)平衡裝置，取代了以前的液力平衡裝

8、置和機(jī)械平衡裝置，平衡精度高，砂輪幾乎不抖動，提高凸輪型面的磨削精度。 n6. 采用金剛滾輪修整，修整時采用聲速傳感器來控制每次砂輪修整量，能得到好的砂輪修整精度，并且每次砂輪修整后NC裝置能自動記憶并補(bǔ)償。7. 采用CBN砂輪，剛換上的新砂輪與換下來廢砂輪之間半徑方向只有4.5-5mm，從而保證凸輪型面的一致性。 七.凸輪軸的化學(xué)處理 n 凸輪軸的主軸頸、油封軸頸要求表面粗糙度0.2，所以必須除去主軸頸和油封軸頸的表面磷化膜，為了保證主軸頸和油封軸頸表面粗糙度，必須對它們進(jìn)行拋光處理，在拋光過程中，由于摩擦生熱少，磨；粒散熱時間長，可有效地減少工件的變形、燒傷，主要是提高表面的加工精度，使凸

9、輪軸軸頸獲得光亮光滑的表面，但不能提高產(chǎn)品尺寸和幾何精度，對零件的形位誤差不產(chǎn)生任何改變，按目前的工藝水平，拋光砂帶采用紙質(zhì)砂帶，砂粒的粒度280320，拋光液選用煤油，拋光機(jī)的專用工裝為硬質(zhì)樹脂制的上下兩個半圓。 九、凸輪軸的探傷 n由于凸輪與挺桿接觸時，表面接觸應(yīng)力較大，凸輪表面不允許有任何缺陷，所以凸輪軸表面需要經(jīng)過探傷，探傷分為兩類：磁粉探傷和熒光探傷，主要探測凸輪在淬火過程中產(chǎn)生的淬火裂紋和磨削過程中產(chǎn)生的磨削裂紋。探傷也是一種無損檢測方法，按現(xiàn)有的生產(chǎn)水平，熒光探傷比較干凈，優(yōu)于磁粉探傷，因?yàn)榇欧厶絺艘渲么艖乙和?，現(xiàn)場生產(chǎn)也難得保持干凈，并且經(jīng)過退磁后，仍然有一部分磁通量流在凸輪軸上。 十、凸輪軸的清洗 n凸輪軸不僅僅要進(jìn)行表面清洗