凸轮加工工艺 发动机

1、凸轮轴加工概述一、凸轮轴的功用对各气缸进、排气门的开启和关闭起控制作用，同时，还用来驱动分电器、汽油泵等辅助装置。凸轮轴加工二、凸轮轴的结构特点与技术要求支承轴颈进、排气凸轮偏心轮驱动发动机辅助装置的齿轮正时齿轮轴颈特点：结构复杂、长径比大、工件刚性差凸轮轴加工技术要求：1支承轴颈的尺寸精度及各支承轴颈之间的同轴度 2正时齿轮轴颈的尺寸精度及相对于支承轴颈的同轴度 3键槽的尺寸和位置精度 4止推面相对于支承轴颈线的垂直度 5 凸轮基圆的尺寸精度和相对于支承轴颈轴线的同轴度 6 凸轮的位置精度 7凸轮的形状精度（曲线升程）等凸轮轴加工三、凸轮轴的材料和毛坯制造工作条件：受冲击性载荷：要求凸轮轴和

2、支承轴颈表面耐磨凸轮本身具有足够的韧性和刚度，需要进行热处理材料:铸铁（冷硬铸铁、可淬硬的低合金铸铁、球墨铸铁）钢：中碳钢、渗碳钢凸轮轴加工冷硬铸铁多用于凸轮承受随动件高负荷的场合（英国）可淬硬的低合金铸铁凸轮轴多用于凸轮轴承受随动件低负荷的场合（美国）钢凸轮轴：45钢模锻加热模锻（滚压、顶锻、终锻）热切边磨残余飞刺（消除锻造内应力、热处理、校直）凸轮轴加工精度：铸件（89）的精度高于锻件（5）直接棒料加工：美国冠明斯柴油机厂、英国Gardner柴油机厂、德国奔驰汽车公司400系列柴油机凸轮轴加工四、凸轮轴加工工艺性分析影响加工精度的因素易变形：刚度低、切削力大、表面残余应力。钢的凸轮轴热处理

3、产生变形影响后续加工工序余量的安排、变形过大导致无法完成后续加工、报废。直接影响到装配后凸轮轴的使用性能措施:粗精分开、及时修正、适时安排校直工序，加工过程中安排辅助装置。凸轮轴加工加工难度大凸轮和偏心轮。凸轮要求：相位角准确、升程满足气门开启和关闭时升降的规律。靠模加工中加工半径和切削力、切削速度时刻变化。凸轮轴加工工艺分析一、定位基准的选择两顶尖孔作为轴类零件的定位基准：避免了工件在多次装夹中因定位基准的转换而引起的定位误差，也可用作，后续工序的定位基准，符合“基准统一”，装夹方便、可靠、简化了工艺规程，一次装夹加工多面凸轮轴加工工艺分析粗基准的选择：常选择其支承轴颈的毛坯外柱圆面及其一个

4、侧面作为定位基准端面加工：国内各厂家采用铣削加工。国外一些（美国福特）以磨代铣1、对于毛坯是模锻件尤其是精磨锻件来说，毛坯精度是由锻模来保证的，其精度较高，加工余量也较小。毛坯锻造后已经过喷丸处理，表面平整、光洁、无飞边、毛刺等缺陷2、对于毛坯是铸件尤其是精铸件来说，不仅具有较好的加工性，而且加工余量也较精确，其毛坯精度比锻件还高，完全能保证定位可靠凸轮轴加工工艺分析3、在凸轮轴加工过程中，选择粗基准还要考虑加工余量的分配均匀、合理。这对于工件长径比较大、刚度低的特点来说，不仅有利于减小因切削余量不均、切削力剧烈变化而使工件产生的弯曲变形，对于保证精加工质量和提高劳动生产率具有重要的意义凸轮轴

5、加工工艺分析精基准的选择对于各支承轴、正时齿轮、齿轮轴颈和连接轴颈外圆表面的粗加工、半精加工、精加工及支承轴、正时齿轮轴颈的光整加工凸轮、偏心轮的半精加工、精加工及光整加工，均是以两顶尖孔作为精基准对于凸轮、偏心轮的粗加工，一般是以经过加工后的支承轴颈、正时齿轮轴颈作为定位基准凸轮轴加工工艺分析各表面精加工之前、热处理之后，通常安排中心孔的修整工序修整中心孔时以支承轴进行定位，常用的方法是研磨凸轮轴加工工艺分析二、加工阶段的划分和工序顺序的安排1、加工阶段的划分四个阶段：粗加工：各支承轴颈、正时齿轮轴颈和螺纹轴颈外圆、车凸轮、偏心轮等半精加工：粗磨凸轮、偏心轮等精加工：精磨正时齿轮轴颈和止推面

6、、四个支承轴颈外圆，精磨凸轮、偏心轮光整加工：抛光支承轴颈、凸轮和偏心轮凸轮轴加工2、工序顺序安排对各轴颈：车粗磨精磨抛光淬火加工安排在各主要表面的半精加工之前进行，防止经过淬火后变形过大而造成精加工时的困难凸轮轴加工工艺分析三、校直结构特点：刚度低、易变形第一次：打中心孔后（保证二、三支承轴外圆加工中余量合理分配）第二次：磨第二、三支承轴之前，车削四个支承轴外圆后，（纠正车削支承轴颈时的变形，保磨削证第二、三支承轴颈时余量均匀）凸轮轴加工工艺分析第三次：精磨正时齿轮轴颈、四个支承轴、螺纹轴颈、齿轮外圆之前，车削凸轮侧面和连接轴颈之后（保证磨削时余量均匀）第四次：粗磨凸轮、偏心轮之前，凸轮轴淬

7、火之后（减小和消除工件因淬火引起的变形）第五次：精磨正时齿轮轴颈外圆和止推面、四个支承轴颈外圆、凸轮和偏心轮之前，粗磨凸轮和偏心轮之后（保证精磨时余量均匀）第六次：全部凸轮、偏心轮和支承轴颈抛光之后，作为终检前的最后一次校直凸轮轴加工工艺分析四、主要表面的加工凸轮形面的加工凸轮形面粗加工：按刀具：单刀仿形 ；多刀仿形按车床：双靠模切削：单靠模切削定位：以一个支承轴颈端面作为轴向定位；以正时齿轮和一个支承轴外圆作为定位基准；加工中采用滚轴式辅助支承。也可用铣削加工或者磨削加工代替车削凸轮轴加工工艺分析凸轮形面精加工：1、双靠模凸轮磨床机床有两套靠模：靠模自动更换，通过对砂轮直径的控制提高凸轮外形

8、的精度。2、双循环凸轮磨床：可在一次安装后对凸轮轴上全部凸轮连续粗精磨削。先以60m/s的速度大进给量粗磨全部凸轮，以30m/s的磨削速度依次精磨全部凸轮，结束后进行修正凸轮轴加工工艺分析3、采用立方氮化硼砂轮，提高寿命，减小砂轮磨损，提高精度4、数控凸轮磨床：应用计算机进行数控编程，摆脱靠模精度对凸轮精度的影响5、计算机数控立方氮化硼砂轮凸轮磨床该磨床能迅速变换磨削的凸轮 形状，达到甚至超过目前一般仿形凸轮磨床的生产率凸轮轴加工工艺分析6、采用电液脉冲马达控制头架、砂轮架 的同步7、采用多片砂轮、高强度砂轮进行高速磨削8、采用砂轮轴摆动装置减小凸轮形面的表面粗糙度9、采用预选粗、精磨削余量等

9、预选装置10、采用主动测量装置11、采用自动补偿、自动修整等装置凸轮轴加工工艺分析砂带抛光光整加工砂带抛光螺纹加工螺纹分类：紧固和传动螺纹；圆柱和圆锥；内螺纹和外螺纹；左旋和右旋；单头和多头；三角形、梯形、矩形和锯齿形加工方法：小直接内螺纹丝锥功丝；外螺纹车削、用梳齿螺纹铣刀铣削、用螺纹切头和滚压凸轮轴加工工艺分析五、中频淬火原理：通过感应方法产生的交流电流沿导体截面分布是不均匀的。愈靠近导体表面部分的截面处电流密度愈大，在导体中心部分，电流几乎等于零。当交流电频率越高时，电流分布越不均匀。可选用不同的电流频率来达到不同的淬透深度增加淬硬层深度可延长表面的耐磨寿命，但却使脆性破坏的倾向增加凸轮

10、轴加工工艺分析中频淬火的特点劳动条件好，操作也比较简单中频淬火的硬度略高于普通淬火，被处理的工件机械性能好工件变形小，晶粒较细，不脱碳不起氧化皮易于控制淬硬层的深度，可进行零件的局部淬火凸轮轴的淬火是分部进行的，先完成支承轴颈和齿轮表面的淬火，然后完成凸轮、偏心轮表面的淬火凸轮轴加工中易出现的质量问题和解决措施精车支承轴后磨不圆可能问题：用单板机加工，程序易乱，加工尺寸不稳定，跳动超差。无法在精车时得到纠正解决措施：更换车削支承轴颈设备，改变控制系统，单板机定期巡检。凸轮轴加工中易出现的质量问题和解决措施凸轮升程超差可能问题：机床靠模磨损，靠模精度下降解决措施：定期检查、修整、及时更换靠模。在磨削凸轮形面时，采用改变工件回转方向的方法，以提高凸轮曲线的形状精度凸轮基面跳动超差可能问题：机