柴油機(jī)凸輪軸設(shè)計(jì)論文

1、 學(xué)學(xué) 院院畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文（設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)）D495Q3A 柴油機(jī)凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)生姓名 學(xué)號(hào)學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 學(xué)學(xué) 院院 機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 專專 業(yè)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年級(jí)年級(jí) 2016 論文答辯日期論文答辯日期 20162016 年年 6 6 月月 1 1 日日 學(xué) 院D495Q3A 柴油機(jī)凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì) 完成日期： 指導(dǎo)教師簽字： 答辯小組成員簽字： I摘 要凸輪軸是活塞發(fā)動(dòng)機(jī)里的一個(gè)部件。它的作用是控制氣門的開(kāi)啟和閉合動(dòng)作。雖然在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)里凸輪軸的轉(zhuǎn)速是曲軸的一半（在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中凸輪軸的轉(zhuǎn)速與曲軸相同） ，不過(guò)通常它的轉(zhuǎn)

2、速依然很高，而且需要承受很大的扭矩，因此設(shè)計(jì)中對(duì)凸輪軸在強(qiáng)度和支撐方面的要求很高，其材質(zhì)一般是特種鑄鐵，偶爾也有采用鍛件的。毛坯的形狀和尺寸的確定，除了將毛坯余量附在零件相應(yīng)的加工表面上之外，有時(shí)還要考慮到毛坯的制造、機(jī)械加工及熱處理等工藝因素的影響。在這種情況下，毛坯的形狀可能與工件的形狀有所不同。關(guān)鍵詞：凸輪軸；毛坯；加工余量；材料； IIThesis TitleThe camshaft is a component in the piston engine. Its role is to control the valve opening and closing actions. Alt

3、hough in four stroke engine camshaft crankshaft speed is half ( in two stroke engine camshaft and crankshaft speed of same ), but usually its speed is still high, but to bear great torque, therefore the design of cam shaft on the strength and support requirements are very high, generally the materia

4、l special cast iron, occasionally using forgings.Blank shape and size determination, in addition to the blank margin is attached to the parts corresponding to the machined surface, sometines even taking into account the blank of manufacturing, machining and heat treatment process factors. In this ca

5、se, the blank shape may vary with the shape of the workpiece.Key word: camshaft; rough machining allowance; material;III目 錄前言.11 凸輪軸毛坯.11.1 常見(jiàn)種類的毛坯 .11.2 凸輪軸毛坯加工的選擇 .21.3 毛坯形狀及尺寸的確定 .22 凸輪軸.22.1 凸輪軸的構(gòu)造 .22.2 凸輪軸的位置 .32.3 凸輪軸的傳動(dòng) .42.4 凸輪軸的失效形式 .42.5 凸輪軸的生產(chǎn)技術(shù) .42.6 凸輪軸的選材 .43 凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì).63.1 凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)要求

6、.63.2 凸輪軸毛坯的經(jīng)濟(jì)適用性.64 實(shí)例.75 總結(jié).10參考文獻(xiàn).11致謝.12D495Q3A 凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)1前言現(xiàn)代生產(chǎn)生活中柴油發(fā)動(dòng)機(jī)具有不可忽視的作用。它的形狀比較復(fù)雜，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中尤其重要，一般來(lái)說(shuō)凸輪軸的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此它的設(shè)計(jì)和加工也相對(duì)來(lái)說(shuō)比較困難。凸輪軸設(shè)計(jì)的怎么樣，以及加工的好壞對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行有著很大的影響。在以前凸輪軸的位置主要是下置式，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展。對(duì)于機(jī)械行業(yè)來(lái)說(shuō)，各個(gè)部件的更新?lián)Q代還是比較慢的，上升的空間并不是很大。其發(fā)展主要考慮它的成本、材料利用率、質(zhì)量、環(huán)境幾個(gè)方面。它的一端連接著發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪，一端起著軸承支撐點(diǎn)的作用。凸輪軸控

7、制發(fā)動(dòng)機(jī)氣門盡可能在最短的時(shí)間內(nèi)打開(kāi)與閉合，以保證氣缸進(jìn)氣與排氣的充分進(jìn)行。今年來(lái)很多內(nèi)燃機(jī)都是采用多氣門，因此就會(huì)有很多個(gè)凸輪軸安裝在一個(gè)內(nèi)燃機(jī)當(dāng)中。這樣就不得不設(shè)計(jì)出新的凸輪軸，經(jīng)過(guò)不斷的設(shè)計(jì)發(fā)展一種可控制氣門時(shí)間的凸輪軸應(yīng)運(yùn)而生，既節(jié)約了成本，又縮短了時(shí)間。凸輪軸可以用鑄鐵，也可以用鍛鋼來(lái)進(jìn)行制作。要保證凸輪軸的質(zhì)量，凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)必須要嚴(yán)格符合規(guī)范。本文主要介紹了凸輪軸毛坯設(shè)計(jì)。1 凸輪軸毛坯所謂毛胚顧名思義就是加工一個(gè)零件，根據(jù)零件形狀及精度要求，選擇加工原料，進(jìn)行粗加工，即得到毛坯。1.1 常見(jiàn)種類的毛坯毛胚在我們現(xiàn)實(shí)生活中比較常見(jiàn)的主要有以下幾種。1） 鑄造件的常用毛胚 在鑄造

8、的時(shí)候我們會(huì)遇到各種各樣的鑄造件，當(dāng)所需生產(chǎn)的鑄件形狀以及結(jié)構(gòu)比較難以直觀的鑄造的時(shí)候我們都是用鑄造來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的現(xiàn)在的主要鑄造方法就是用精密鑄造、金屬形式鑄造、沙型鑄造等等。還有的時(shí)候一些鑄造用這些方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，我們就要考慮一些特別的方法來(lái)經(jīng)過(guò)特殊的鑄造方法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，并且這種鑄造方法不適用于大量生產(chǎn)，往往這種方法的成本都是比較大的，大批量生產(chǎn)不可避免的增加各種成本。2） 鍛造件的適用毛胚 在一些力學(xué)等物理學(xué)性能方面要求比較高的零件上，我們通常選用鍛造的毛胚，因?yàn)殄懺旒拿弑葎e的毛胚承受外力的能力要高好多，并且這些零部件外型也是比較簡(jiǎn)單的，鍛造件的又是就是內(nèi)部的材料手里比較平均，收到比較復(fù)雜

9、的力時(shí)不易損壞等特點(diǎn)。3） 型材毛坯-棒材、板材、線材屬于型材。熱軋和冷拉是其制造方法中的兩大類。對(duì)于尺寸較大、精度較低的毛坯制造用熱軋；冷拉適用于尺寸較小、精度較高的毛坯。4）焊接零件的毛配件 零件的生產(chǎn)批量比較少的時(shí)候以及這種零件比較的的時(shí)候我們一般用焊接零部件的毛胚件，因?yàn)楹附拥牡脑O(shè)備運(yùn)送比較方便，作業(yè)時(shí)比較方便。能夠及時(shí)的進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。D495Q3A 凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)25）其余種類毛坯-在上述毛皮加工以外還有沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等等。1.2 凸輪軸毛坯加工的選擇毛坯加工之前應(yīng)對(duì)綜合因素進(jìn)行分析并選取最佳加工方法。綜合考慮以上的問(wèn)題，在最短的時(shí)間內(nèi)用最簡(jiǎn)單的方法，還要能

10、夠滿足生產(chǎn)和生活的需要做出各方面的力學(xué)性能化學(xué)性能，外型等都要滿足。在生產(chǎn)應(yīng)用中必須切實(shí)考慮材料費(fèi)、燃料消耗、廠房設(shè)備費(fèi)、工資等生產(chǎn)成本因素。在進(jìn)行大批量生產(chǎn)的時(shí)候我們選擇零件的毛胚也是有要求的，我們要盡量減少毛胚的原材料的使用量在滿足生產(chǎn)要求并且保證質(zhì)量的前提下降低成本，使生產(chǎn)效益得到充分的發(fā)揮。毛坯的選擇還應(yīng)考慮本廠生產(chǎn)制造水平、設(shè)備條件以及外協(xié)的可能性等。1.3 毛坯形狀及尺寸的確定零件的尺寸的確定還是很復(fù)雜的，主要有一下這些方法。零件和毛坯具有一定的差別。毛胚一般都是比零件的尺寸大一些的，這個(gè)是非常重要的。生產(chǎn)加工毛坯時(shí)，同另加加工一樣會(huì)產(chǎn)生一定誤差，即“毛坯公差“。這兩個(gè)方面對(duì)生產(chǎn)的

11、所需原料以及所需費(fèi)用都是有著很大的關(guān)系的。如果把握的不好必然會(huì)增加額外的費(fèi)用。所以毛坯的形狀和尺寸的精化是現(xiàn)代機(jī)械制造中不斷完善的課題。上面來(lái)點(diǎn)在生產(chǎn)的時(shí)候遇到一般都是查機(jī)械的手冊(cè)啊，還有有的公司會(huì)有規(guī)定，按照規(guī)定即可。即根據(jù)成本和技術(shù)的要求，零件要承受各方面的要求，而求其加工的精度比以前高了學(xué)多，零件表面的質(zhì)量也相對(duì)的提高。終上所述，在生產(chǎn)零件的時(shí)候一定要考慮大加工余量這個(gè)東西，不然只會(huì)適得其反，反之則會(huì)事半功倍，來(lái)實(shí)現(xiàn)效益的最大化。其次，毛胚在加工時(shí)一定要盡可能的和零件相似。這樣才能減小后續(xù)的加工工序，節(jié)約工時(shí)，從而節(jié)約成本。在提高生產(chǎn)效益的時(shí)候我們要不斷的創(chuàng)新，在滿足使用要求的時(shí)候盡可能

12、的使生產(chǎn)簡(jiǎn)單化，規(guī)?；?，能批量生產(chǎn)，減少中間環(huán)節(jié)，提高工作效率。2 凸輪軸2.1 凸輪軸的構(gòu)造凸輪軸上有兩個(gè)端點(diǎn)，一個(gè)是跟柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸相連接，一個(gè)是用于支撐內(nèi)部軸承的。凸輪軸上有很多個(gè)凸輪，凸輪主要是用來(lái)驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的氣門，是一個(gè)的圓柱形的金屬棒，長(zhǎng)度和汽缸長(zhǎng)度相吻合。為了能夠是汽車內(nèi)燃機(jī)的汽車能夠進(jìn)入足夠的空氣，并且能夠把廢棄排放干凈，凸輪軸從側(cè)面看的形狀一般跟雞蛋的形狀差不多，這樣設(shè)計(jì)的主要目的在于能夠在很短的時(shí)間里面讓氣門開(kāi)啟和關(guān)閉快速完成。在設(shè)計(jì)凸輪時(shí)還要考慮到氣門在打開(kāi)和關(guān)閉的時(shí)候的巨大沖擊對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成的影響，防止因?yàn)檫@個(gè)原因而使氣門磨損變形，發(fā)出非正常的聲音。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能造成

13、一定的影響。所以我們，要充分發(fā)揮我們所學(xué)，不斷創(chuàng)新，避免做出存在安全D495Q3A 凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)3隱患的凸輪軸，對(duì)以后的生產(chǎn)造成威脅。 發(fā)動(dòng)機(jī)中的凸輪比較復(fù)雜。但也有一定的規(guī)律，是按照生產(chǎn)的需要擺放與設(shè)計(jì)的。各有不同的用處。有些時(shí)候根據(jù)需要有的發(fā)動(dòng)機(jī)可以不要凸輪，只要能滿足生產(chǎn)需要，這樣都是可以的。下圖就是簡(jiǎn)單的凸輪的實(shí)物圖，我們可以參照。圖 2-1 凸輪軸圖 2-2 凸輪軸2.2 凸輪軸的位置隨著科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，凸輪軸的位置也相應(yīng)的發(fā)生了變化?？傊且粋€(gè)不斷優(yōu)化的過(guò)程。主要分為上置式、中置式和下置式。下置式是我們應(yīng)用比較早的一種，它的最突出的優(yōu)點(diǎn)就是能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)，由于起結(jié)構(gòu)比較

14、簡(jiǎn)單，損壞時(shí)便于維修。并且能夠很容易的進(jìn)行作業(yè)。簡(jiǎn)單帶來(lái)一定缺點(diǎn)，不如中置式和上置式動(dòng)力、效率高。因?yàn)榇朔N方式氣門和凸輪軸之間的距離很遠(yuǎn)，使得傳動(dòng)就不是特別平穩(wěn)。在一些低速發(fā)動(dòng)機(jī)，輸出功率不是很大的情況下還是很適用的，但是在大型，功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)中，要用其他放置方式來(lái)實(shí)現(xiàn)工作要求。D495Q3A 凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)4上置式是比較先進(jìn)的一種方式。凸輪軸的氣門和凸輪軸間的長(zhǎng)度較短，從而提高了傳動(dòng)效率。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使其轉(zhuǎn)速提升明顯，工作平穩(wěn)，但維修起來(lái)就相對(duì)復(fù)雜。 2.3 凸輪軸的傳動(dòng)凸輪的傳動(dòng)方式有那么幾種，我們會(huì)經(jīng)常見(jiàn)到，柴油機(jī)主要是以此輪傳動(dòng)為主的。結(jié)構(gòu)還是比較好理解的。凸輪軸為下置式的一般都是采

15、用普通的齒輪組和柴油機(jī)的曲軸來(lái)連接的。鏈條傳動(dòng)是我們比較常見(jiàn)的一種。因?yàn)殒湕l在工作的時(shí)候總是不可避免的產(chǎn)生噪音，這時(shí)我們可以通常可以在其中加一個(gè)液壓壓緊機(jī)構(gòu)以及塑料的導(dǎo)軌來(lái)減小這種噪聲的影響。發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)還是比較復(fù)雜的。凸輪有的時(shí)候會(huì)以鏈條形式來(lái)連接。往往為一種了使鏈條能夠張緊，通常加一個(gè)鋼材做的零件鑲嵌在里面。2.4 凸輪軸的失效形式1）凸輪軸的失效形式有很多，最為常見(jiàn)的只要有以下幾種，一個(gè)是因?yàn)槭芰^(guò)大導(dǎo)致斷裂，還有一個(gè)是受到的摩擦力過(guò)大導(dǎo)致凸輪變型，運(yùn)行不準(zhǔn)確等等。2）凸輪軸在受力過(guò)大時(shí)會(huì)彎曲甚至斷裂，當(dāng)發(fā)生這樣的情況的時(shí)候我們就要想要預(yù)防以及解決的辦法，潤(rùn)滑油的缺失是一個(gè)重要的原因

16、，摩擦力的增大，會(huì)導(dǎo)致凸輪軸的磨損，變性。在日常維護(hù)中一定要定期更換潤(rùn)滑油，以保證凸輪軸足夠的潤(rùn)滑，這樣才能減少凸輪軸的磨損。 維修時(shí)的錯(cuò)誤安裝會(huì)導(dǎo)致凸輪軸斷裂。2.5 凸輪軸的生產(chǎn)技術(shù)D495Q3A 柴油機(jī)工作時(shí)，凸輪軸的于東我是看不見(jiàn)的，單其重要作用不可忽視，正如上文所提，根據(jù)裝懂位置控制氣門工作。其工作時(shí)的速度大、作用力強(qiáng)等特點(diǎn)，決定了其加工生產(chǎn)必須高要求,所以要求設(shè)計(jì)中對(duì)凸輪軸的表面強(qiáng)度和剛度具有嚴(yán)格要求?，F(xiàn)代國(guó)產(chǎn)中比較成熟的技術(shù)算是切削加工鍛造毛坯（鋼制），加工之后對(duì)凸輪桃頂部進(jìn)行高頻淬火。這樣就可以為動(dòng)力輸出要求大的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供可靠地精度保證、持續(xù)的工作保證以及能夠很好的滿足力學(xué)

17、性能要求。世界各國(guó)發(fā)展水平不同，加工技術(shù)頁(yè)參差不齊， 后來(lái)其他國(guó)家還有 各種不同的生產(chǎn)加工技術(shù)，可根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)查閱 。2.6 凸輪軸的選材凸輪軸的材料有很多，但是應(yīng)用較為廣泛的也就那幾種，國(guó)內(nèi)外比較常用的幾種主要有一些鑄鐵，還有一些鋼材，合金等等。鑄鐵比較便宜原材料比較廣泛，適合批量生產(chǎn)，如下表所示主要是幾種鑄鐵的各種性能，以及加工工藝等等。生產(chǎn)時(shí)需求的行業(yè)不同，所生產(chǎn)的指標(biāo)也不同，要充分了解材料的化學(xué)性能，物理性能，D495Q3A 凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)5以及加工工藝。表 2-1 不同凸輪軸的性能比較D495Q3A 柴油機(jī)工作時(shí)，凸輪軸的于東我是看不見(jiàn)的，單其重要作用不可忽視，正如上文所提，根據(jù)裝

18、懂位置控制氣門工作。其工作時(shí)的速度大、作用力強(qiáng)等特點(diǎn)，決定了其加工生產(chǎn)必須高要求,所以要求設(shè)計(jì)中對(duì)凸輪軸的表面強(qiáng)度和剛度具有嚴(yán)格要求。綜上所述，45 號(hào)鋼是凸輪軸較好的材料選擇，凸輪與支承表面淬火，淬火深度2-5，硬度為 HRC55-63，凸輪頂部淬火層深度允許到 1.0。凸輪表面不應(yīng)有磁痕，毛刺，斑點(diǎn)，裂縫等缺陷存在。表 2-2 凸輪軸有效硬化層深度及硬度 測(cè)量部位 淬硬層深/mm 硬度 1 0.9 58HRC 2 0.9 650HV 3 1.2 3045HRC常見(jiàn)制作方法：1)鑄造-熔融狀態(tài)下流動(dòng)性好、收縮性好的金屬可用鑄造，鑄造是金屬熔融后充進(jìn)模具型腔后凝固的成形方法，此種方法材料利用率

19、高。隨著社會(huì)的發(fā)展許多鑄鐵的性能已經(jīng)和鋼的性能不分上下，選擇鑄鐵能夠降低生產(chǎn)成本。2）鍛造鍛造的金屬的力學(xué)性能都是比較優(yōu)越的，因?yàn)殄懺於际窃谑盏酵獠繌?qiáng)大的壓力下來(lái)進(jìn)行的，鍛件的內(nèi)部組織比較緊密，所以力學(xué)性能比較好。凸輪軸由于需要很高的力學(xué)性能一般都要采取鍛造。通常鍛造要對(duì)金屬坯料進(jìn)行加熱。根據(jù)鍛造加工特性及凸輪本周工作特點(diǎn)考慮，凸輪軸的加工應(yīng)選擇鍛造。鍛造過(guò)程對(duì)設(shè)備的要求很高，需要相當(dāng)大的壓力等級(jí)，對(duì)設(shè)備的材料也有特殊要求。鍛壓設(shè)備有很多種，技術(shù)發(fā)展比較迅速，現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)及進(jìn)口設(shè)備能夠較好的滿足生產(chǎn)需要。我國(guó)水壓機(jī)的發(fā)展還是比較好的。工藝操作方法及修理的輔助工作要做的恰當(dāng)，此類設(shè)備操作過(guò)程中存在安

20、全隱患，需細(xì)心防備，整理適當(dāng)?shù)牟僮鳝h(huán)境。D495Q3A 凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)63） 粉末冶金向金屬中添加其他物質(zhì)粉末，通過(guò)特殊加工處理，生產(chǎn)出所需零部件的過(guò)程。適用于流動(dòng)性比較好，壓縮性比較大的粉末。粉末冶金材料生產(chǎn)利用率及精度高，有特殊要求的零件可用此種方法加工。因此，我們選擇鍛造法對(duì)凸輪軸毛坯進(jìn)行制造，用模鍛可以更好的制造。3 凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)3.1 凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)要求（1）在凸輪軸材料選擇中，凸輪的材料選擇及熱處理工藝要求較高，凸輪與支撐表面淬火，淬火層深度 2-5，硬度為 HRC55-63，凸輪頂部淬火層深度允許到1.0，凸輪頂部距端面 1.5 內(nèi)，凸輪周邊及支撐周徑端面 2 內(nèi)硬度允許

21、降至 HRC53。凸輪表面不應(yīng)有磁痕，毛刺，斑點(diǎn)，裂縫等缺陷存在。（2）外圓的加工方法的選擇，主要的加工情況分別為粗車，半精車，精車；他們的加工情況（IT）1213、1011、78；表面粗糙度 R/m/m 分別為1080、2.510、1.255。（3）平面的加工方法的選擇，平面的加工情況分別為粗銑、半精銑、精銑；加工經(jīng)濟(jì)精度（IT）分別為 1113、811、68；表面粗糙度 R/ 分別為520、2.510、0.635。（4）凸輪軸毛坯的加工余量選擇為 2mm。（5）為了改善切削性能而進(jìn)行的熱處理工序如退火、正火、調(diào)質(zhì)等；為了消除內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理工序如人工時(shí)效、退火、正火等；為了改善材料的力

22、學(xué)物理性質(zhì)，半加工之后，精加工之前常安排淬火，淬火回火，滲碳淬火的熱處理工序。對(duì)于整體淬火的零件，淬火前應(yīng)將所有切削加工的表面加工完。因?yàn)榇阌埠?，在切削就有困難了。對(duì)于那些變形小的熱處理工序，有時(shí)允許安排在精加工之后進(jìn)行。對(duì)于高精度精密零件，在淬火后安排冷處理以穩(wěn)定零件的尺寸。零件表面想要有較強(qiáng)的物理和化學(xué)性能，我們這時(shí)就要進(jìn)行一些必要的處理，可以同工加熱來(lái)處理，使其有比較好的力學(xué)性能，能夠承受外界復(fù)雜的環(huán)境的影響。（6）凸輪軸軸頸直徑選擇，在考慮凸輪軸頸直徑時(shí)，首要因素是噴油凸輪是否在凸輪軸上，凸輪對(duì)滾輪的需用接觸應(yīng)力極限為 1724Mpa，而配氣凸輪表面從動(dòng)作的需用接觸應(yīng)力極限為 700M

23、pa。接觸應(yīng)力的降低取決于增大接觸面曲率半徑，即較大的凸輪基園直徑和傳動(dòng)噴油泵嘴油泵的滾輪直徑。 為了滿足現(xiàn)代無(wú)渦流直噴式柴油機(jī) 150Mpa 的噴油壓力條件下可靠地工作，需要才用較大的凸輪軸基園直徑和軸頸直徑，而軸頸直徑必須在總體設(shè)計(jì)階段決定，推薦吐下：（d 位基園直徑） d min = 0.714D-0.0017D(D 為汽缸直徑) d min = (0.55-0.59)D3.2 凸輪軸毛坯的經(jīng)濟(jì)適用性D495Q3A 凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)7凸輪軸在生產(chǎn)加工過(guò)程中還要對(duì)經(jīng)濟(jì)適用性進(jìn)行分析。在達(dá)到零件尺寸、性能要求以外還要盡量節(jié)省材料，必要條件下課尋找可代替的成本低原料。但做出來(lái)的產(chǎn)品要滿足使用的

24、要求才行，要保證其能夠運(yùn)行足夠的時(shí)間。這就需要設(shè)計(jì)人員精通各方面知識(shí)，懂得哪些原料可以替換，不影響使用性能甚至性能更加優(yōu)越。這不僅要求我們精通設(shè)計(jì)，還要對(duì)各種材料的物理化學(xué)等各種性能熟練了解。當(dāng)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品需要批量生產(chǎn)時(shí)，并且可以選擇的材料有多種時(shí)，我們要了解一下這幾種產(chǎn)品哪一種在單位體積的價(jià)格比較便宜，我們選擇便宜的那一種，這樣可以節(jié)省大量的生產(chǎn)成本，為公司帶來(lái)利潤(rùn)的同時(shí)，也為消費(fèi)者減輕經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。有事可以提高生產(chǎn)效率。降低產(chǎn)品成本和購(gòu)買的成本對(duì)使用的人來(lái)說(shuō)是一樣重要的。設(shè)計(jì)者要充分了解市場(chǎng)需求綜合分析各種可能因素，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)要通過(guò)以上幾個(gè)方面找到一個(gè)最優(yōu)的方案?？萍嫉娜招略庐?，對(duì)許多鑄鐵的特

25、殊加工使其性能已經(jīng)趕上鋼的性能，甚至在一定條件下還超過(guò)鋼。因?yàn)殍T鐵較鋼價(jià)格低廉，所以現(xiàn)在用鑄鐵代替鋼材能夠很大程度上節(jié)約成本，獲取更大利潤(rùn)。目前主要的以鐵代鋼方式有-1) 球墨鑄鐵代替鋼焊接件；2）灰口鑄鐵件代替鋼件；3) 球墨鑄鐵取代部分鍛件。在一些方面球墨鑄鐵還能改善零件的性能，球墨鑄鐵在某些方面性能已經(jīng)超越鋼，完全能夠滿足在發(fā)動(dòng)機(jī)中工作的性能要求，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)中很多部件已用鑄鐵來(lái)代替，在不影響性能的同時(shí)還能夠減輕重量，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)而言十分重要。在選擇鑄鐵時(shí)，不能盲目選擇，要根據(jù)所需零件的性能要求，合理設(shè)計(jì)，盡量選擇成本低，加工易，性能強(qiáng)的材料。要充分重視鑄鐵的質(zhì)量性能。良好的鑄件內(nèi)部質(zhì)量，能

26、使零件更加經(jīng)久耐用，節(jié)約維修費(fèi)用，也為客戶節(jié)約時(shí)間。4 實(shí)例 凸輪軸的生產(chǎn)有很多實(shí)例主要要從一下兩個(gè)方面著手。（1）確定理論輪廓曲線的基圓半徑 （2）做凸輪的輪廓曲線 銑削凸輪軸半圓鍵槽夾具設(shè)計(jì)凸輪軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中的協(xié)調(diào)控制作用是眾所周知的，可以選擇合金鑄鐵來(lái)加工。凸輪軸的一端有鍵槽(半圓形)需要加工，因此半圓鍵槽的銑削加工中要特別注意“凸輪軸屬細(xì)長(zhǎng)軸、剛度小” 。要完成凸輪軸的銑削加工(包括徑向與軸向)需要合適準(zhǔn)確的裝卡.工廠的實(shí)際運(yùn)用中，好的夾具既可以保證待加工產(chǎn)品的精度要求，又可方便操作。不僅如此，設(shè)計(jì)出高技術(shù)含量的夾具還可在一定程度上提高生產(chǎn)設(shè)備的使用年限，有利于控制成本，降低生產(chǎn)費(fèi)用。好

27、的夾具還可以迅速準(zhǔn)確的定位，迅速夾緊，操作方便，易于工人學(xué)習(xí)。所以家具的設(shè)計(jì)選擇也是銑削加工中不可忽略的一個(gè)步D495Q3A 凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)8驟。D495Q3A 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的重要傳動(dòng)零件凸輪軸的生產(chǎn)加工是大批量的，凸輪軸上的半圓鍵也就需要被不斷地重復(fù)加工，這就對(duì)夾具的精度及穩(wěn)定性提出較的要求。下圖所示的是柴油機(jī)的凸輪軸。 1、零件的選取選取 CR 調(diào)質(zhì)鋼作為該零件的加工原料，分析可得該零件為成批大量生產(chǎn)，外形相對(duì)簡(jiǎn)單。2.夾具結(jié)構(gòu)分析對(duì)工件定位點(diǎn)和夾緊示意圖分析可知，待加工部件種類為軸類零件，對(duì)加工精度、穩(wěn)定性、材料成本等方面因素綜合分析后，最終決定-定位元件選取 V 型塊，定位方法采用六點(diǎn)

28、定位法。圖 4-1 工件定位點(diǎn)和夾緊示意圖由下列夾緊裝置圖可知，部件 3 是整個(gè)夾緊裝置的動(dòng)力元件，部件 1 共有兩組，它們共同組成家具體的夾緊機(jī)構(gòu)。歪理作用于部件 2,手柄 2 帶動(dòng)部件 3（動(dòng)力元件-斜楔）上升，部件 4 在其帶動(dòng)下自動(dòng)調(diào)節(jié)，帶動(dòng)壓板運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)弓箭的夾緊功能。D495Q3A 凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)9圖 4-2 夾緊裝置夾具多采用鑄鐵制造，上邊是壓板，下邊中空，內(nèi)有交叉加強(qiáng)筋。此設(shè)計(jì)可以良好的降低成本，提高穩(wěn)定性。圖 4-3 毛坯零件圖D495Q3A 凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)105 總結(jié) 本次對(duì) D495Q3A 柴油機(jī)凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì),綜合考慮到對(duì)凸輪軸毛坯的選材，材料分析以及設(shè)計(jì)進(jìn)行

29、了充分的解析說(shuō)明。以 45 號(hào)鋼為材料的凸輪軸已經(jīng)成為了主流。經(jīng)過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)這段時(shí)間的學(xué)習(xí)，我對(duì)凸輪軸有了更加清晰的認(rèn)識(shí)，加深了柴油機(jī)的工作原理,也對(duì)機(jī)械這門專業(yè)更加的有興趣。設(shè)計(jì)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，而老師的幫助是絕對(duì)少不了的，沒(méi)有史老師的精心指導(dǎo)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也就不可能這么順利的完成，在此還要感謝一下我的指導(dǎo)老師。本次對(duì) D495Q3A 柴油機(jī)凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)，將大學(xué)四年來(lái)學(xué)到的知識(shí)，歸納梳理，補(bǔ)充未掌握的知識(shí)體系，鞏固已有基本理論體系，加上個(gè)人對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理的興趣與鉆研精神，設(shè)計(jì)中所學(xué)到的知識(shí)是無(wú)法估量的。設(shè)計(jì)過(guò)程，平心靜氣，解決疑難，推陳出新，把自己的理論與實(shí)踐、興許愛(ài)好相結(jié)合，是一個(gè)難忘的過(guò)程，是我一生中的寶貴財(cái)富。本次對(duì) D495Q3A 柴油機(jī)凸輪軸毛坯的設(shè)計(jì)，不僅是自我學(xué)習(xí)，自我提高的過(guò)程，也是一個(gè)交流合作，共同分工設(shè)計(jì)的過(guò)程。這種方法能夠加強(qiáng)問(wèn)題交流與知識(shí)儲(chǔ)備。這樣更能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題彌補(bǔ)不足。這次設(shè)計(jì)中，同學(xué)之間的友誼，完美的展現(xiàn)出來(lái)。大家一起，努力著，快樂(lè)著，學(xué)習(xí)著，我想這種機(jī)會(huì)以后是不常有的，我感到非常珍惜，非常難忘。所以此次設(shè)計(jì)，不論在知識(shí)層面，還是同學(xué)感情，還是師生友誼，都讓我心存感動(dòng)。大學(xué)四