项目51异型类零件机械加工工艺编制

1、项目项目5异型类零件机械加工工艺编制异型类零件机械加工工艺编制n教学内容：任务任务5.1了解异型类零件工艺了解异型类零件工艺路线拟定：路线拟定：凸轮轴的加工工艺凸轮轴的加工工艺n凸轮轴的材料：球墨铸铁、合金铸铁、冷激铸铁、中碳钢凸轮轴的加工工艺n球墨铸铁：将接近灰铸铁成份的铁水经镁或镁的合金或其它球化剂球化处理后而获得具有球状石墨的铸铁。石墨呈球状，大大减轻了石墨对基体的分割性和尖口作用，球墨铸铁具有较高的强度、耐磨性、抗氧化性、减震性及较小的缺口敏感性 凸轮轴的加工工艺n合金铸铁：将接近灰铸铁成份的铁水加入Mn、Cr、Mo、Cu等元素。从而与珠光体形成合金，减少铁素体的数量。合金铸铁的凸轮轴

2、一般用于高转速凸轮轴。如CAC480凸轮轴，凸轮轴整体硬度HB263-311。 凸轮轴的加工工艺n 冷激铸铁：一般用于低合金铸铁表面冷激处理，使外层为白口或麻口组织，心部仍是灰口组织。如：372凸轮轴。使用冷激铸铁的凸轮轴处于干摩擦或半干摩擦工作状态，而具有承受较大的弯曲与接触应力，要求材料表面层抗磨且高的强度，心部仍有一定的韧性。目前国内所用的冷激铸铁主要有两大类：铬、钼、铜冷激铸铁和铬、钼、镍冷激铸铁，冷硬层的金相组织:莱氏体+珠光体(索氏体)冷激铸铁硬度为HRC4552,目前，国内冷激铸铁的硬度在HRC47左右。 凸轮轴的加工工艺n中碳钢：一般用于大型发动机凸轮轴。如：6102发动机采用

3、模锻锻造成型，也有一部分用于摩托凸轮轴，成型较简单。模锻后一般要进行退火处理以便于机械加工。凸轮轴的加工工艺n凸轮轴加工的典型工艺 一凸轮轴轴颈粗加工采用无心磨床磨削 凸轮轴的加工工艺n二、铣端面，钻中心孔 凸轮轴的加工工艺n三、凸轮轴的热处理n四、凸轮轴的深孔加工n 1.钻头细长。刚性差，加工时钻头易弯曲和振动，难以保证孔的直线度与加工精度。四、凸轮轴的深孔加工n2.切屑多，而排除切屑的通道长而狭窄，切屑不容易排出。 四、凸轮轴的深孔加工n3.孔深切削液不易进入，切削温度过高，散热困难，钻头容易断。 四、凸轮轴的深孔加工n凸轮轴深孔加工冷却液一般用锭子油，虽然油的冷却效果比乳化液差，但油的润

4、滑效果比冷却液要好得多。 五、主轴颈快速点磨加工与CBN砂轮 n快速点磨是德国勇克公司开发出来的一种先进的外圆高效磨削新工艺，该机床加工凸轮轴只需两顶尖定位夹紧，无需任何夹紧工具，利用前顶尖的高速旋转，通过顶尖和凸轮轴中心孔的摩擦来驱动工件运动，可以实现轴类零件在一次装夹后，用一片砂轮完成7个轴颈、一个端面和一个磨削圆角的工艺。nCBN属于立方晶系，它的硬度、强度和其它物理性能远远优于刚玉等系列磨料。在进行磨削过程中CBN自身磨损非常少，在大批量生产过程中，单个零件所需要的成本较小。砂轮的形状、尺寸变化极小，耐用度较高，修整频次约为刚玉系列的1/20，每次修整量约为刚玉系列的1/25，砂轮与工

5、件的磨削区内磨削温度较低，可避免在磨削的弹性变形阶段工件所产生的裂纹和磨削烧伤等现象的出现。 六、凸轮的加工 n传统的凸轮加工采用靠模加工，一般来讲，排气凸轮都一个母靠模，凸轮轴上有几个凸轮就有几个靠模，这种加工其实就是仿形加工，母靠模的加工误差也会复映到加工的成品凸轮上。具体来说，有以下缺陷。 n1.砂轮的利用率也较低，以现生产的480凸轮轴为例，靠模机床砂轮线速度为60m/s，刚换上的砂轮直径为760mm，但使用到710mm后就必须重新换砂轮，否则凸轮的型面的误差会增大，砂轮从760mm磨损到710mm凸轮型面误差为0.015mm. n2.工件头架电架为双速电机，凸轮轴只能用固定转速旋转、

6、凸轮型面上多个磨削点的线速度不一样，磨削时单位时间的切除量和磨削力不一样，导致凸轮型面加工产生误差，且容易产生磨削烧伤和裂纹。凸轮等速磨削时型面误差为0.036mm。凸轮变速磨削时型面误差为0.012mm。 n3.工件支承在装有尾架、中心架的摇架上，摇架机构往复摆动势头影响凸轮型面精度、粗糙度和生产效率的提高。 n4.同一个靠模只能用于同一种凸轮轴，因此只适用于单一品种生产，否则就需要重新换靠模，不能实现柔性化，多品种生产。 n现代的凸轮轴加工用数控磨削，具有如下特点现代的凸轮轴加工用数控磨削，具有如下特点 :n1. 用一套数控装置（目前世界上最新的是西门子480D和FANAC210i）既控制

7、工件主轴的无级变速旋转和分度又控制砂轮架按凸轮型面的升程数值和降程数值的往复运动及横向进给。2. 工件主轴由NC装置控制的伺服电机驱动，实现无级变速传动，不仅可以实现粗磨和精磨所需要的不同转速，而且可以实现工件主轴在每转内按凸轮不同曲线进行自动变速磨削。这可以使凸轮型面上每一磨削点的线速度，金属切削量和磨削力基本一致，对保证凸轮表面的磨削质量是非常重要的。 n3. 砂轮可实现高速、恒线速度磨削。如480凸轮轴kopp磨床80m/s.4. 具有较大的柔性。CNC装置可以存贮20个凸轮轮廓数据和9个磨削数据。满足了凸轮轴多品种变化的柔性生产需要。5. 砂轮主轴采用内平衡装置，取代了以前的液力平衡装

8、置和机械平衡装置，平衡精度高，砂轮几乎不抖动，提高凸轮型面的磨削精度。 n6. 采用金刚滚轮修整，修整时采用声速传感器来控制每次砂轮修整量，能得到好的砂轮修整精度，并且每次砂轮修整后NC装置能自动记忆并补偿。7. 采用CBN砂轮，刚换上的新砂轮与换下来废砂轮之间半径方向只有4.5-5mm，从而保证凸轮型面的一致性。 七.凸轮轴的化学处理 n 凸轮轴的主轴颈、油封轴颈要求表面粗糙度0.2，所以必须除去主轴颈和油封轴颈的表面磷化膜，为了保证主轴颈和油封轴颈表面粗糙度，必须对它们进行抛光处理，在抛光过程中，由于摩擦生热少，磨；粒散热时间长，可有效地减少工件的变形、烧伤，主要是提高表面的加工精度，使凸

9、轮轴轴颈获得光亮光滑的表面，但不能提高产品尺寸和几何精度，对零件的形位误差不产生任何改变，按目前的工艺水平，抛光砂带采用纸质砂带，砂粒的粒度280320，抛光液选用煤油，抛光机的专用工装为硬质树脂制的上下两个半圆。 九、凸轮轴的探伤 n由于凸轮与挺杆接触时，表面接触应力较大，凸轮表面不允许有任何缺陷，所以凸轮轴表面需要经过探伤，探伤分为两类：磁粉探伤和荧光探伤，主要探测凸轮在淬火过程中产生的淬火裂纹和磨削过程中产生的磨削裂纹。探伤也是一种无损检测方法，按现有的生产水平，荧光探伤比较干净，优于磁粉探伤，因为磁粉探伤除了要配置磁悬液外，现场生产也难得保持干净，并且经过退磁后，仍然有一部分磁通量流在凸轮轴上。 十、凸轮轴的清洗 n凸轮轴不仅仅要进行表面清洗