凸轮轴机械加工工艺

凸轮轴机械加工工艺凸轮轴机械加工工艺第一节第一节 概述概述一、凸轮轴的用途、结构特点与技一、凸轮轴的用途、结构特点与技术要求术要求用途：用途：通过凸轮轴的不断旋转，推动气门顶杆通过凸轮轴的不断旋转，推动气门顶杆上下运动，进而控制气门的开启与关闭。上下运动，进而控制气门的开启与关闭。通过改变凸轮轴的曲线，可精确调整气门通过改变凸轮轴的曲线，可精确调整气门开启、关闭时间。开启、关闭时间。结构特点：结构特点：凸轮轴包括支承轴颈、进排气凸轮、偏凸轮轴包括支承轴颈、进排气凸轮、偏心轮、驱动发动机辅助装置的齿轮和正时心轮、驱动发动机辅助装置的齿轮和正时齿轮轴颈等几部分。齿轮轴颈等几部分。凸轮轴刚性差、凸轮轴刚性差、 易变形易变形 ; 精度高精度高 , 加加工难度大。工难度大。凸轮轴的主体是一根与汽缸组长度相同凸轮轴的主体是一根与汽缸组长度相同的圆柱形棒体。上面套有若干个凸轮，用的圆柱形棒体。上面套有若干个凸轮，用于驱动气门。于驱动气门。凸轮的侧面呈鸡蛋形。其设计的目的在凸轮的侧面呈鸡蛋形。其设计的目的在于保证汽缸充分的进气和排气，具体来说于保证汽缸充分的进气和排气，具体来说就是在尽可能短的时间内完成气门的开、就是在尽可能短的时间内完成气门的开、闭动作。闭动作。6102发动机凸轮轴发动机凸轮轴凸轮轴的主要技术要求：凸轮轴的主要技术要求：1.轴颈的尺寸精度及各轴颈之间的同轴度轴颈的尺寸精度及各轴颈之间的同轴度；2.键槽的尺寸和位置精度；键槽的尺寸和位置精度；3.止推面相对于支承轴颈轴线的垂直度；止推面相对于支承轴颈轴线的垂直度；4.凸轮基圆的尺寸精度和相对于支承轴颈凸轮基圆的尺寸精度和相对于支承轴颈轴线的同轴度；轴线的同轴度；5.凸轮的周向位置精度（相位角）；凸轮的周向位置精度（相位角）；6.凸轮的形状精度（曲线升程）等。凸轮的形状精度（曲线升程）等。以 CA 6102 发动机为例 , 凸轮的升程偏差为 : A、 D 段为 0 . 015mm; B 段为 0 . 05mm; C 段为 0 . 025mm 。二、凸轮轴的材料与毛坯二、凸轮轴的材料与毛坯材料：材料：铸铁：冷硬铸铁、可淬硬的低合金铸铁、铸铁：冷硬铸铁、可淬硬的低合金铸铁、球墨铸铁等。球墨铸铁等。钢钢 : 中碳钢、渗碳钢。中碳钢、渗碳钢。毛坯制造方法：毛坯制造方法：精铸和精锻。精铸和精锻。直接用棒料加工。直接用棒料加工。三、凸轮轴加工工艺性分析三、凸轮轴加工工艺性分析机械加工工艺性差的两个主要原因机械加工工艺性差的两个主要原因1.结构细长，易变形结构细长，易变形受力变形、表面残余应力变形、热处理变形。受力变形、表面残余应力变形、热处理变形。2.加工难度大加工难度大凸轮、偏心轮等复杂表面的尺寸、形状和相互位凸轮、偏心轮等复杂表面的尺寸、形状和相互位置精度要求高。置精度要求高。第二节第二节 凸轮轴加工过程概述凸轮轴加工过程概述发动机总类繁多，凸轮轴的结构形状各发动机总类繁多，凸轮轴的结构形状各异，但基本形状相差不大。异，但基本形状相差不大。工序工序 1：铣端面打中心孔：铣端面打中心孔 铣钻组合机铣钻组合机中心孔加工是以后加工工序的定位基准中心孔加工是以后加工工序的定位基准，在铣端面时，一般只限定，在铣端面时，一般只限定 5个自由度即可个自由度即可，用，用 2个个 V型块限定型块限定 4个自由度，轴向自由度个自由度，轴向自由度是由凸轮轴是由凸轮轴 3#轴颈前端面或后端面（在产轴颈前端面或后端面（在产品设计中，该面应提出具体要求）。目前品设计中，该面应提出具体要求）。目前普遍采用的是自定心定位夹紧，密齿刀盘普遍采用的是自定心定位夹紧，密齿刀盘铣削。轴向尺寸保证后端面到毛坯的粗定铣削。轴向尺寸保证后端面到毛坯的粗定位基准尺寸和整个凸轮轴长度位基准尺寸和整个凸轮轴长度工序工序 2：校直：校直 压床压床工序工序 3： 车车 1、 2支承轴颈外圆等支承轴颈外圆等 凸轮轴轴颈车床凸轮轴轴颈车床工序工序 4： 车车 3、 4支承轴颈外圆等支承轴颈外圆等 凸轮轴轴颈车床凸轮轴轴颈车床工序工序 5：钻：钻 7孔孔 钻床钻床工序工序 6：校直：校直 压床压床工序工序 7：磨第：磨第 2、 3轴颈外圆轴颈外圆 外圆磨床外圆磨床工序工序 8：车凸轮侧面和连接轴颈等：车凸轮侧面和连接轴颈等 凸轮轴车床凸轮轴车床工序工序 8：车凸轮侧面和连接轴颈等：车凸轮侧面和连接轴颈等 凸轮轴车床凸轮轴车床工序工序 9：校直：校直 压床压床工序工序 10：磨正时齿轮轴颈和螺纹轴颈外圆等：磨正时齿轮轴颈和螺纹轴颈外圆等外圆端面磨床外圆端面磨床工序工序 11：磨齿轮外圆：磨齿