凸輪軸機(jī)械加工工藝

凸輪軸機(jī)械加工工藝第一節(jié)概述一、凸輪軸的用途、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)要求用途：通過凸輪軸的不斷旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)氣門頂桿上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而控制氣門的開啟與關(guān)閉。通過改變凸輪軸的曲線，可精確調(diào)整氣門開啟、關(guān)閉時(shí)間。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：凸輪軸包括支承軸頸、進(jìn)排氣凸輪、偏心輪、驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)輔助裝置的齒輪和正時(shí)齒輪軸頸等幾部分。

凸輪軸剛性差、易變形;精度高,加工難度大。凸輪軸的主體是一根與汽缸組長度相同的圓柱形棒體。上面套有若干個(gè)凸輪，用于驅(qū)動(dòng)氣門。凸輪的側(cè)面呈雞蛋形。其設(shè)計(jì)的目的在于保證汽缸充分的進(jìn)氣和排氣，具體來說就是在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成氣門的開、閉動(dòng)作。6102發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸

凸輪軸的主要技術(shù)要求：

1.軸頸的尺寸精度及各軸頸之間的同軸度；

2.鍵槽的尺寸和位置精度；

3.止推面相對于支承軸頸軸線的垂直度；

4.凸輪基圓的尺寸精度和相對于支承軸頸軸線的同軸度；

5.凸輪的周向位置精度（相位角）；

6.凸輪的形狀精度（曲線升程）等。以CA6102發(fā)動(dòng)機(jī)為例,凸輪的升程偏差為:A、D段為±0.015mm;B段為±0.05mm;C段為±0.025mm。二、凸輪輪軸的材材料與毛毛坯材料：鑄鐵：冷冷硬鑄鐵鐵、可淬淬硬的低低合金鑄鑄鐵、球球墨鑄鐵鐵等。鋼:中碳鋼、、滲碳鋼鋼。毛坯制造造方法：：精鑄和精精鍛。直接用棒棒料加工工。三、凸輪輪軸加工工工藝性性分析機(jī)械加工工工藝性性差的兩兩個(gè)主要要原因1.結(jié)構(gòu)細(xì)長長，易變變形受力變形形、表面面殘余應(yīng)應(yīng)力變形形、熱處處理變形形。2.加工難度度大凸輪、偏偏心輪等等復(fù)雜表表面的尺尺寸、形形狀和相相互位置置精度要要求高。。第二節(jié)凸輪輪軸加工過程程概述發(fā)動(dòng)機(jī)總類繁繁多，凸輪軸軸的結(jié)構(gòu)形狀狀各異，但基基本形狀相差差不大。工序1：銑端面打中中心孔銑銑鉆組組合機(jī)中心孔加工是是以后加工工工序的定位基基準(zhǔn)，在銑端端面時(shí)，一般般只限定5個(gè)自由度即可可，用2個(gè)V型塊限定4個(gè)自由度，軸軸向自由度是是由凸輪軸3#軸頸前端面或或后端面（在在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中中，該面應(yīng)提提出具體要求求）。目前普普遍采用的是是自定心定位位夾緊，密齒齒刀盤銑削。。軸向尺寸保保證后端面到到毛坯的粗定定位基準(zhǔn)尺寸寸和整個(gè)凸輪輪軸長度工序2：校直壓壓床床工序3：車1、2支承軸頸外圓圓等凸凸輪軸軸頸車車床工序4：車3、4支承軸頸外圓圓等凸凸輪軸軸頸車車床工序5：鉆φ7孔鉆鉆床床工序6：校直壓壓床工序7：磨第2、3軸頸外圓外外圓磨磨床工序8：車凸輪側(cè)面面和連接軸頸頸等凸輪軸軸車床工序8：車凸輪側(cè)面面和連接軸頸頸等凸輪軸軸車床工序9：校直壓壓床床工序10：磨正時(shí)齒輪輪軸頸和螺紋紋軸頸外圓等等外外圓端面磨床床工序11：磨齒輪外圓圓外外圓圓磨床工序12：磨四個(gè)支承承軸頸外圓外外圓磨床床工序13：滾齒滾滾齒機(jī)工序14：去齒輪兩端端毛刺去去毛刺機(jī)工序15：銑鍵槽鍵鍵槽銑銑床工序17：車1、4、6、7、9、12凸輪及偏心輪輪凸凸輪車床工序17：車2、3、5、8、10、11凸輪凸凸輪車床工序18：銑螺紋螺螺紋銑床工序19：去毛刺工序20：清洗工序21：中間檢查工序22：支承軸頸、、齒輪表面淬淬火工序23：凸輪、偏心心輪淬火工序24：修中心孔立立式鉆床工序25：校直壓壓床工序26：磨凸輪、偏偏心輪凸凸輪磨磨床工序27：校直壓壓床工序28：精磨正時(shí)齒齒輪軸頸外圓圓和止推面端端面外圓圓磨床工序29：精磨四個(gè)支支承軸頸外圓圓外外圓磨床工序30：精磨凸輪和和偏心輪凸凸輪磨床工序31：修整螺紋和和去毛刺工序32：拋光拋拋光機(jī)機(jī)工序33：校直壓壓床床工序34：清洗清清洗機(jī)工序35：終檢第三節(jié)凸輪輪軸加工工藝藝分析一、定位基準(zhǔn)準(zhǔn)的選擇（一）粗基準(zhǔn)準(zhǔn)的選擇支承軸頸的毛毛坯外圓柱面面及一個(gè)側(cè)面面。（二）精基準(zhǔn)準(zhǔn)的選擇1.兩頂尖孔2.經(jīng)加工的支承承軸頸、正時(shí)時(shí)齒輪軸頸二、加工階段段的劃分與工工序順序的安安排（一）加工階階段的劃分粗加工階段半精加工階段段精加工階段光整、精整加加工階段二、加工階段段的劃分與工工序順序的安安排（二）工序順順序的安排各支承軸頸、、凸輪、偏心心輪：車——粗磨——精磨——拋光從粗到精，主主要表面與次次要表面的加加工工序交叉叉進(jìn)行。淬火工序安排排在各主要表表面的半精加加工之前防止工件經(jīng)淬淬火后變形過過大造成精加加工困難三、主要表面面的加工（一）凸輪形形面的加工1.凸輪形面的粗粗加工凸輪傳統(tǒng)的粗粗加工方法是是采用靠模車車床及液壓仿仿形凸輪銑床床,銑削的凸輪尺尺寸精度和形形狀精度都優(yōu)優(yōu)于車削,可直接進(jìn)行精精磨。大量生生產(chǎn)的凸輪軸軸毛坯均采用用精鍛或精鑄鑄成形,其毛坯精度高高,加工余量小,國外不少廠家家采用以磨代代車的新工藝藝,極大地簡化了了凸輪形面的的加工。對于于棒料毛坯,由于余量大,國外先進(jìn)的方方法是采用CNC凸輪銑床。多刀仿形單靠靠模車削a)車刀b)工具的安裝2.凸輪形面的精精加工凸輪軸切點(diǎn)跟跟蹤磨削加工工凸輪形面磨削削的新技術(shù)1）采用立方氮氮化硼砂輪2）數(shù)控凸輪軸軸磨床3）采用多片砂砂輪高強(qiáng)度砂砂輪進(jìn)行高速速磨削4）采用主動(dòng)測測量、自動(dòng)動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)動(dòng)修整等裝置置（二）凸輪支支撐軸頸的磨磨削支撐軸頸的磨磨削可采用多多砂輪磨床或或無心磨床,如Junker公司的Quickpoint設(shè)備可以高效效率地磨削凸凸輪軸支撐軸軸頸。還有的的公司對凸輪輪軸的軸頸和和桃形在精磨磨后進(jìn)行拋光光,與曲軸的超精精加工類似。?？焖冱c(diǎn)磨（quickpoint）（三）砂帶拋拋光（四）自動(dòng)校校直凸輪軸軸鋼料凸輪軸冷冷、熱加工后后一般都有彎彎曲變形,需要校直才能能后繼加工。。傳統(tǒng)工藝藝使用壓床人人工校直,常因矯枉過正正而反復(fù)多次次損害零件強(qiáng)強(qiáng)度。而自自動(dòng)校直由傳傳感器測出軸軸的彎曲度后后,便向校直壓頭頭控制器發(fā)出出指令,對軸施加最適適當(dāng)?shù)男Ｖ眽簤撼逃奢斎巳说墓に噮?shù)數(shù)決定,零件只需一次次校直,工時(shí)<2min。第四四節(jié)節(jié)凸凸輪輪軸軸的的檢檢驗(yàn)驗(yàn)中間間檢檢驗(yàn)驗(yàn)1）由由加加工工階階段段和和中中間間檢檢驗(yàn)驗(yàn)的的性性質(zhì)質(zhì)、、目目的的、、作作用用所所決決定定，，每每項(xiàng)項(xiàng)檢檢驗(yàn)驗(yàn)內(nèi)內(nèi)容容的的中中檢檢數(shù)數(shù)量量所所占占百百分分比比不不同同。。2)對于于單單項(xiàng)項(xiàng)檢檢驗(yàn)驗(yàn)，，多多使使用用專專用用定定值值量量具具（（如如量量規(guī)規(guī)）），，以以保保證證檢檢驗(yàn)驗(yàn)的的效效率率和和精精度度。。3）對對于于綜綜合合檢檢驗(yàn)驗(yàn)，，（（如如齒齒輪輪的的檢檢驗(yàn)驗(yàn)),多使使用用檢檢驗(yàn)驗(yàn)夾夾具具，，以以保保證證迅迅速速準(zhǔn)準(zhǔn)確確的的反反映映多多參參數(shù)數(shù)的的測測量量結(jié)結(jié)果果。。最終終檢檢驗(yàn)驗(yàn)1）單單項(xiàng)項(xiàng)檢檢驗(yàn)驗(yàn)仍仍采采用用專專用用定定值值量量具具，，綜綜合合性性檢檢驗(yàn)驗(yàn)仍仍采采用用檢檢驗(yàn)驗(yàn)夾夾具具。。2）有有些些中中間間檢檢驗(yàn)驗(yàn)過過的的內(nèi)內(nèi)容容（（如如螺螺紋紋鍵鍵槽槽等等）），，在在最最終終檢檢驗(yàn)驗(yàn)時(shí)時(shí)，，被被檢檢百百分分比比顯顯著著減減少少。。3）凸凸輪輪的的相相位位角角和和曲曲線線升升程程的的檢檢驗(yàn)驗(yàn)，，目目前前多多在在計(jì)計(jì)量量室室進(jìn)進(jìn)行行。。凸輪輪軸軸圓圓跳跳動(dòng)動(dòng)項(xiàng)項(xiàng)目目的的檢檢驗(yàn)驗(yàn)凸輪輪的的檢檢驗(yàn)驗(yàn)凸輪輪軸軸檢檢驗(yàn)驗(yàn)的的新新設(shè)設(shè)備備、、新新方方法法和和新新技技術(shù)術(shù)雙工工位位凸凸輪輪軸軸成成品品檢檢驗(yàn)驗(yàn)機(jī)機(jī)數(shù)字字控控制制凸凸輪輪外外形形曲曲線線檢檢查查機(jī)機(jī)凸輪輪曲曲線線誤誤差差自自動(dòng)動(dòng)測測量量儀儀凸輪輪軸軸的的檢檢測測有有在在線線主主動(dòng)動(dòng)測測量量、、線線外外檢檢測測或或抽抽檢檢,均使使用用氣氣動(dòng)動(dòng)量量儀儀浮浮標(biāo)標(biāo)式式或或帶帶數(shù)數(shù)顯顯的的電電感感式式狽狽量量儀儀,分別別檢檢測測各各主主軸軸頸頸的的尺尺寸寸精精度度、、圓圓度度、、圓圓柱柱度度及及中中間間各各主主軸軸頸頸的的跳跳動(dòng)動(dòng)量量、、無無損損傷傷硬硬度度檢檢測測、、各各軸軸向向尺尺寸寸及及凸凸輪輪升升程程與與相相位位誤誤差差等等。。最最后后成成品品進(jìn)進(jìn)行行綜綜合合檢檢測測,采用用綜綜合合測測量量機(jī)機(jī),對上上述述質(zhì)質(zhì)量量項(xiàng)項(xiàng)目目進(jìn)進(jìn)行行全全面面檢檢測測。。由由于于在在檢檢測測中中擺擺脫脫了了手手工工檢檢測測的的卡卡板板量量規(guī)規(guī),大量量使使用用了了量量儀儀數(shù)數(shù)顯顯,提高高了了檢檢測測技技術(shù)術(shù)水水平平。。裝配式凸輪輪軸加工線線裝配式凸輪輪軸是將凸凸輪(精鍛)和軸頸(機(jī)加工件)裝配到一根根心軸上,焊接固定其其軸向和角角向位置,如圖所示。。裝配式凸輪輪軸可以對對單個(gè)的凸凸輪表面進(jìn)進(jìn)行滲碳淬淬火,既可以提高高其抗點(diǎn)蝕蝕的能力和和耐磨性,又可避免使使整個(gè)凸輪輪軸產(chǎn)生變變形,明顯地提高高了產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量;同時(shí)裝配式式凸輪軸還還可以減輕輕凸輪軸的的重量并降降低生產(chǎn)成成本。因因此,越來越多的的汽車制造造廠采用了了裝配式凸凸輪軸工藝藝。裝配式凸輪輪軸工藝與與傳統(tǒng)凸輪輪軸工藝的的對比裝配式凸輪輪軸工藝的的優(yōu)點(diǎn):A)零件的重量量減輕20%