凸輪加工工藝 發(fā)動(dòng)機(jī).doc

凸輪軸加工概述一、凸輪軸的功用對(duì)各氣缸進(jìn)、排氣門的開啟和關(guān)閉起控制作用，同時(shí)，還用來驅(qū)動(dòng)分電器、汽油泵等輔助裝置。凸輪軸加工二、凸輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)要求支承軸頸進(jìn)、排氣凸輪偏心輪驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)輔助裝置的齒輪正時(shí)齒輪軸頸特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、長徑比大、工件剛性差凸輪軸加工技術(shù)要求：1支承軸頸的尺寸精度及各支承軸頸之間的同軸度 2正時(shí)齒輪軸頸的尺寸精度及相對(duì)于支承軸頸的同軸度 3鍵槽的尺寸和位置精度 4止推面相對(duì)于支承軸頸線的垂直度 5 凸輪基圓的尺寸精度和相對(duì)于支承軸頸軸線的同軸度 6 凸輪的位置精度 7凸輪的形狀精度（曲線升程）等凸輪軸加工三、凸輪軸的材料和毛坯制造工作條件：受沖擊性載荷：要求凸輪軸和支承軸頸表面耐磨凸輪本身具有足夠的韌性和剛度，需要進(jìn)行熱處理材料:鑄鐵（冷硬鑄鐵、可淬硬的低合金鑄鐵、球墨鑄鐵）鋼：中碳鋼、滲碳鋼凸輪軸加工冷硬鑄鐵多用于凸輪承受隨動(dòng)件高負(fù)荷的場(chǎng)合（英國）可淬硬的低合金鑄鐵凸輪軸多用于凸輪軸承受隨動(dòng)件低負(fù)荷的場(chǎng)合（美國）鋼凸輪軸：45鋼模鍛加熱模鍛（滾壓、頂鍛、終鍛）熱切邊磨殘余飛刺（消除鍛造內(nèi)應(yīng)力、熱處理、校直）凸輪軸加工精度：鑄件（89）的精度高于鍛件（5）直接棒料加工：美國冠明斯柴油機(jī)廠、英國Gardner柴油機(jī)廠、德國奔馳汽車公司400系列柴油機(jī)凸輪軸加工四、凸輪軸加工工藝性分析影響加工精度的因素易變形：剛度低、切削力大、表面殘余應(yīng)力。鋼的凸輪軸熱處理產(chǎn)生變形影響后續(xù)加工工序余量的安排、變形過大導(dǎo)致無法完成后續(xù)加工、報(bào)廢。直接影響到裝配后凸輪軸的使用性能措施:粗精分開、及時(shí)修正、適時(shí)安排校直工序，加工過程中安排輔助裝置。凸輪軸加工加工難度大凸輪和偏心輪。凸輪要求：相位角準(zhǔn)確、升程滿足氣門開啟和關(guān)閉時(shí)升降的規(guī)律?？磕＜庸ぶ屑庸ぐ霃胶颓邢髁Α⑶邢魉俣葧r(shí)刻變化。凸輪軸加工工藝分析一、定位基準(zhǔn)的選擇兩頂尖孔作為軸類零件的定位基準(zhǔn)：避免了工件在多次裝夾中因定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換而引起的定位誤差，也可用作，后續(xù)工序的定位基準(zhǔn)，符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，裝夾方便、可靠、簡化了工藝規(guī)程，一次裝夾加工多面凸輪軸加工工藝分析粗基準(zhǔn)的選擇：常選擇其支承軸頸的毛坯外柱圓面及其一個(gè)側(cè)面作為定位基準(zhǔn)端面加工：國內(nèi)各廠家采用銑削加工。國外一些（美國福特）以磨代銑1、對(duì)于毛坯是模鍛件尤其是精磨鍛件來說，毛坯精度是由鍛模來保證的，其精度較高，加工余量也較小。毛坯鍛造后已經(jīng)過噴丸處理，表面平整、光潔、無飛邊、毛刺等缺陷2、對(duì)于毛坯是鑄件尤其是精鑄件來說，不僅具有較好的加工性，而且加工余量也較精確，其毛坯精度比鍛件還高，完全能保證定位可靠凸輪軸加工工藝分析3、在凸輪軸加工過程中，選擇粗基準(zhǔn)還要考慮加工余量的分配均勻、合理。這對(duì)于工件長徑比較大、剛度低的特點(diǎn)來說，不僅有利于減小因切削余量不均、切削力劇烈變化而使工件產(chǎn)生的彎曲變形，對(duì)于保證精加工質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率具有重要的意義凸輪軸加工工藝分析精基準(zhǔn)的選擇對(duì)于各支承軸、正時(shí)齒輪、齒輪軸頸和連接軸頸外圓表面的粗加工、半精加工、精加工及支承軸、正時(shí)齒輪軸頸的光整加工凸輪、偏心輪的半精加工、精加工及光整加工，均是以兩頂尖孔作為精基準(zhǔn)對(duì)于凸輪、偏心輪的粗加工，一般是以經(jīng)過加工后的支承軸頸、正時(shí)齒輪軸頸作為定位基準(zhǔn)凸輪軸加工工藝分析各表面精加工之前、熱處理之后，通常安排中心孔的修整工序修整中心孔時(shí)以支承軸進(jìn)行定位，常用的方法是研磨凸輪軸加工工藝分析二、加工階段的劃分和工序順序的安排1、加工階段的劃分四個(gè)階段：粗加工：各支承軸頸、正時(shí)齒輪軸頸和螺紋軸頸外圓、車凸輪、偏心輪等半精加工：粗磨凸輪、偏心輪等精加工：精磨正時(shí)齒輪軸頸和止推面、四個(gè)支承軸頸外圓，精磨凸輪、偏心輪光整加工：拋光支承軸頸、凸輪和偏心輪凸輪軸加工2、工序順序安排對(duì)各軸頸：車粗磨精磨拋光淬火加工安排在各主要表面的半精加工之前進(jìn)行，防止經(jīng)過淬火后變形過大而造成精加工時(shí)的困難凸輪軸加工工藝分析三、校直結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：剛度低、易變形第一次：打中心孔后（保證二、三支承軸外圓加工中余量合理分配）第二次：磨第二、三支承軸之前，車削四個(gè)支承軸外圓后，（糾正車削支承軸頸時(shí)的變形，保磨削證第二、三支承軸頸時(shí)余量均勻）凸輪軸加工工藝分析第三次：精磨正時(shí)齒輪軸頸、四個(gè)支承軸、螺紋軸頸、齒輪外圓之前，車削凸輪側(cè)面和連接軸頸之后（保證磨削時(shí)余量均勻）第四次：粗磨凸輪、偏心輪之前，凸輪軸淬火之后（減小和消除工件因淬火引起的變形）第五次：精磨正時(shí)齒輪軸頸外圓和止推面、四個(gè)支承軸頸外圓、凸輪和偏心輪之前，粗磨凸輪和偏心輪之后（保證精磨時(shí)余量均勻）第六次：全部凸輪、偏心輪和支承軸頸拋光之后，作為終檢前的最后一次校直凸輪軸加工工藝分析四、主要表面的加工凸輪形面的加工凸輪形面粗加工：按刀具：單刀仿形 ；多刀仿形按車床：雙靠模切削：單靠模切削定位：以一個(gè)支承軸頸端面作為軸向定位；以正時(shí)齒輪和一個(gè)支承軸外圓作為定位基準(zhǔn)；加工中采用滾軸式輔助支承。也可用銑削加工或者磨削加工代替車削凸輪軸加工工藝分析凸輪形面精加工：1、雙靠模凸輪磨床機(jī)床有兩套靠模：靠模自動(dòng)更換，通過對(duì)砂輪直徑的控制提高凸輪外形的精度。2、雙循環(huán)凸輪磨床：可在一次安裝后對(duì)凸輪軸上全部凸輪連續(xù)粗精磨削。先以60m/s的速度大進(jìn)給量粗磨全部凸輪，以30m/s的磨削速度依次精磨全部凸輪，結(jié)束后進(jìn)行修正凸輪軸加工工藝分析3、采用立方氮化硼砂輪，提高壽命，減小砂輪磨損，提高精度4、數(shù)控凸輪磨床：應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)控編程，擺脫靠模精度對(duì)凸輪精度的影響5、計(jì)算機(jī)數(shù)控立方氮化硼砂輪凸輪磨床該磨床能迅速變換磨削的凸輪 形狀，達(dá)到甚至超過目前一般仿形凸輪磨床的生產(chǎn)率凸輪軸加工工藝分析6、采用電液脈沖馬達(dá)控制頭架、砂輪架 的同步7、采用多片砂輪、高強(qiáng)度砂輪進(jìn)行高速磨削8、采用砂輪軸擺動(dòng)裝置減小凸輪形面的表面粗糙度9、采用預(yù)選粗、精磨削余量等預(yù)選裝置10、采用主動(dòng)測(cè)量裝置11、采用自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)修整等裝置凸輪軸加工工藝分析砂帶拋光光整加工砂帶拋光螺紋加工螺紋分類：緊固和傳動(dòng)螺紋；圓柱和圓錐；內(nèi)螺紋和外螺紋；左旋和右旋；單頭和多頭；三角形、梯形、矩形和鋸齒形加工方法：小直接內(nèi)螺紋絲錐功絲；外螺紋車削、用梳齒螺紋銑刀銑削、用螺紋切頭和滾壓凸輪軸加工工藝分析五、中頻淬火原理：通過感應(yīng)方法產(chǎn)生的交流電流沿導(dǎo)體截面分布是不均勻的。愈靠近導(dǎo)體表面部分的截面處電流密度愈大，在導(dǎo)體中心部分，電流幾乎等于零。當(dāng)交流電頻率越高時(shí)，電流分布越不均勻?？蛇x用不同的電流頻率來達(dá)到不同的淬透深度增加淬硬層深度可延長表面的耐磨壽命，但卻使脆性破壞的傾向增加凸輪軸加工工藝分析中頻淬火的特點(diǎn)勞動(dòng)條件好，操作也比較簡單中頻淬火的硬度略高于普通淬火，被處理的工件機(jī)械性能好工件變形小，晶粒較細(xì)，不脫碳不起氧化皮易于控制淬硬層的深度，可進(jìn)行零件的局部淬火凸輪軸的淬火是分部進(jìn)行的，先完成支承軸頸和齒輪表面的淬火，然后完成凸輪、偏心輪表面的淬火凸輪軸加工中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題和解決措施精車支承軸后磨不圓可能問題：用單板機(jī)加工，程序易亂，加工尺寸不穩(wěn)定，跳動(dòng)超差。無法在精車時(shí)得到糾正解決措施：更換車削支承軸頸設(shè)備，改變控制系統(tǒng)，單板機(jī)定期巡檢。凸輪軸加工中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題和解決措施凸輪升程超差可能問題：機(jī)床靠模磨損，靠模精度下降解決措施：定期檢查、修整、及時(shí)更換靠模。在磨削凸輪形面時(shí)，采用改變工件回轉(zhuǎn)方向的方法，以提高凸輪曲線的形狀精度凸輪基面跳動(dòng)超差可能問題：機(jī)