凸轮轴加工工艺资料
车铣技术凸轮轴加工工艺分析
车铣技术凸轮轴加工工艺分析随着汽车制造技术的不断发展，车铣技术在车辆发动机零部件加工中发挥着重要作用。
凸轮轴作为发动机的关键部件之一，其加工工艺更是需要经过精密的设计和严格的控制。
本文将对车铣技术凸轮轴加工工艺进行深入分析，探讨其制造工艺、加工工艺及其在汽车制造中的应用。
一、凸轮轴概述凸轮轴是内燃机中的一种重要的传动轴，是用于开闭气门以及协调气门的运动规律的控制元件。
其运动规律与发动机的工作性能、经济性和排放性密切相关。
对凸轮轴的加工质量有着非常高的要求。
二、凸轮轴加工工艺1. 车铣技术在凸轮轴加工中的应用车铣技术是指采用车削和铣削两种切削工艺的综合机床来进行加工。
在凸轮轴的加工中，车铣技术最大的特点是能够实现多种不同工艺的一次性加工。
它不仅节约了生产时间，而且提高了加工精度和表面质量。
2. 加工质量控制凸轮轴的加工过程对其形状精度、表面质量、尺寸精度等方面有着严格要求。
在车铣技术中，加工质量的控制主要从以下几个方面入手：（1）设备精度要求：车铣联合机床的精度需要满足对凸轮轴加工的要求，尤其是在铣削加工中，设备的精度直接影响到工件的加工精度和表面质量。
（2）刀具选择：根据凸轮轴的不同部位和加工要求选择合适的刀具，刀具的材质、刀尖形状、刃口角度等都需要合理选择以保证加工质量。
（3）加工参数控制：包括切削速度、进给速度、切削深度、切削力的调整，以保证加工质量和刀具的寿命。
（4）冷却润滑：在车铣加工过程中，要保证切削过程中的冷却和润滑，以防止工件发热、变形和刀具磨损。
三、凸轮轴制造工艺1. 粗车凸轮轴粗车凸轮轴是凸轮轴加工的第一道工序，主要目的是将原材料实现初始的形状和尺寸精度。
在粗车过程中，需要选用合适的车刀和车刀切削参数，控制好车削的切削深度，以确保车削的加工效率和质量。
2. 精车凸轮轴精车凸轮轴是指对粗车完毕的凸轮轴进行精密加工，包括精度和表面质量的加工。
在精车过程中，需要进行多道工序的铣削加工，根据设计要求进行精密的切削工艺控制。
凸轮轴加工工艺(一)
凸轮轴加工工艺(一)凸轮轴加工工艺简介•凸轮轴是发动机中重要的传动零件之一，其加工工艺对发动机的性能和可靠性有着重要影响。
•本文将介绍凸轮轴加工工艺的基本概念、流程以及常见的加工方法。
凸轮轴加工的基本概念•凸轮轴是通过加工将机械元件上的凸轮加工成一定形状的轴状零件。
•凸轮轴加工主要包括车削、磨削、刻槽、抛光等工艺。
凸轮轴加工的流程1.设计凸轮轴的图纸，包括凸轮的形状、角度、半径等参数。
2.准备材料，一般采用高强度合金钢。
3.车削工艺：–选择合适的车削加工设备，如数控车床。
–车削的过程中要确保凸轮的精度和表面质量。
–根据凸轮的形状进行车削。
4.磨削工艺：–选用磨削设备进行凸轮的磨削，以提高加工精度和表面光洁度。
–注意磨削过程中的冷却液和磨削液的使用。
5.刻槽工艺：–根据设计要求，在凸轮上刻槽，以满足其他机械元件的配合要求。
–刻槽方式可以采用刀具刻槽或电火花刻槽。
6.抛光工艺：–通过抛光工艺提高凸轮轴表面的光洁度和精度。
–抛光可以采用机械抛光或化学抛光的方法。
常见的凸轮轴加工方法•数控车床加工：利用数控车床进行凸轮轴的车削、磨削、刻槽等加工操作，具有高精度和高效率的特点。
•磨削加工：采用磨床进行凸轮轴的精密磨削，可以达到较高的加工精度。
•抛光加工：采用机械抛光或化学抛光的方法，提高凸轮轴表面的光洁度和精度。
结论•凸轮轴加工是发动机制造过程中的重要环节，对发动机的性能和可靠性有着重要影响。
•正确的凸轮轴加工工艺可以提高凸轮轴的加工精度和表面质量，从而保证发动机的正常运行。
以上是关于凸轮轴加工工艺的一些基本概念、流程以及常见加工方法的介绍，希望对读者们有所帮助。
加工工艺的优化•在凸轮轴加工工艺中，可以通过以下方式优化加工工艺，提高加工效率和质量：1.刀具选用：–选择合适的切削工具，包括车刀、磨削砂轮等，以满足凸轮轴的加工需求。
–刀具的材料和刃磨方式也需要与材料相匹配，以提高切削效果和工具寿命。
2.工艺参数调整：–根据凸轮轴的形状、材料和加工要求，调整加工参数，如切削速度、进给速度、切削深度等。
凸轮轴加工工艺
凸巴轮轴的加工工艺凸轮轴的加工工艺编辑本段凸轮轴的材料：球墨铸铁、合金铸铁、冷激铸铁、中碳钢球墨铸铁：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。
球墨铸铁的凸轮轴一般用在单缸内燃机上，如S195柴油机，做凸轮轴用的球墨铸铁用QT600-3或QT700-2,要求球化为2级（石墨球化率 90-95%）石墨粒度大小大于 6级。
凸轮轴整体硬度HB230-280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。
合金铸铁的凸轮轴一般用于高转速凸轮轴。
如CAC480凸轮轴，凸轮轴整体硬度 HB263-311。
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 HRC4— 52,目前，国内冷激铸铁的硬度在 HRC47左右。
中碳钢：一般用于大型发动机凸轮轴。
如：6102发动机采用模锻锻造成型，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。
凸轮轴加工的典型工艺编辑本段一.凸轮轴轴颈粗加工采用无心磨床磨削编辑本段无心磨床的磨削方式有 2种：贯穿式无心磨削和切入式无心磨削。
贯穿式无心磨削一般用于单砂轮，它的导轮是单叶双曲面，推动凸轮轴沿轴向移动，仅仅用于磨削光轴。
切入式无心磨削是由多砂轮磨削（若是单砂轮磨削，一般砂轮被修整成成型砂轮，女口：磨削液压挺柱的球面），如现有480凸轮轴的磨削，可磨削阶梯轴，导轮为多片盘状组合而成，工件不能沿轴向移动，无论是哪一种磨削方式，工件的中心都高于砂轮和导轮的中心，一般切入式磨削都有上料工位、磨削工位、测量工位、卸料工位组成。
凸轮轴机械加工工艺
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工序12：磨四个支承轴颈外圆
外圆磨床
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工序13：滚齿
滚齿机
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工序14：去齿轮两端毛刺
去毛刺机
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工序15：铣键槽
键槽铣床
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工序17：车1、4、6、7、9、12凸轮及偏心轮 凸 轮车床
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工序17：车2、3、5、8、10、11凸轮 凸轮 车床
外圆磨床
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工序8：车凸轮侧面和连接轴颈等 凸轮轴车 床
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工序8：车凸轮侧面和连接轴颈等 凸轮轴车床
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工序9：校直
压床
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工序10：磨正时齿轮轴颈和螺纹轴颈外 圆等
外圆端面磨床
第25页/共72页工序11：磨齿轮外圆源自外圆磨床第26页/共72页
1. 凸轮形面的粗加工 凸轮传统的粗加工方法是采用靠模车床及液压仿形凸轮铣
床, 铣削的凸轮尺寸精度和形状精度都优于车削, 可直接进行精 磨。大量生产的凸轮轴毛坯均采用精锻或精铸成形, 其毛坯精度 高, 加工余量小, 国外不少厂家采用以磨代车的新工艺, 极大地简 化了凸轮形面的加工。对于棒料毛坯, 由于余量大, 国外先进的 方法是采用CNC 凸轮铣床。
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装配式凸轮轴工艺与传统凸轮轴工艺的对比
装配式凸轮轴工艺的优点: A )零件的重量减轻20%; B)凸轮可采用优化后的材料, 采用渗碳淬火工艺, 提高了表面的抗点蚀能力和耐磨
性; C)由于将凸轮分成了小零件, 因而使设备小型化, 减少了设备投资和占地面积; D)降低了制造成本。
凸轮轴
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。合金铸铁的凸轮轴一般用于高转速凸轮轴。如CAC480凸轮轴，凸轮轴整体硬度HB263-311。
由于磨削速度很高，磨削热量来不及传入工件的深处，瞬时聚集在凸轮轴很薄的表层，形成切屑被带走。磨粒切削点的温度达1000?C以上,而内部只有几十度
选用CBN砂轮磨削，磨粒锋利，磨削力小，故磨削区发热量少
CBN显微硬度7300—9000HV，抗弯强度300MPa、抗压强度800--1000MPa、热稳定性1250?C--1350?C。
无进给磨削即光磨，可提高工件的几何精度和降低表面粗糙度参数值，表面粗糙度随光磨次数的增加而降低，细粒度砂轮比粗粒度好
砂轮的修整：修整通常包括整形和修锐，整形是使砂轮达到要求的几何形状和精度，砂轮的几何形状采用数控插补法进行，修锐是除去磨粒间的结合剂，使磨粒露出结合剂一定高度，形成切削刃，磨粒间空隙以容纳切屑。
金刚石滚轮磨削修整的特点：生产率高：以切入法进行修整，修整时间仅需2-10秒，可在进行凸轮轴更换工件时进行修整，不耽误生产节拍，同时由于金刚滚轮的寿命长，修整时间短，大大缩短了辅助时间，单件工件的消耗较低，金刚滚轮的精度较高，修整后的砂轮表面质量也较好。
矿物油冷却液的主要成份是轻质矿物油，加入适量的油溶性防锈添加剂。为了增加矿物油的润滑性能，常加入油性添加剂如脂肪酸等，以提高矿物油在低温低压时的渗透和润滑效果。矿物油的供给方法是喷射法，这样，可以提高供液压力，增大磨削液供给速度，以便将磨削热量迅速带走，并能冲破砂轮高速旋转的气流，使磨削液能有效的进入磨削区，改善磨削效果。由于砂轮的气孔小，磨削液必须经过精密过滤。由于磨削过程所产生的磨屑和砂粒等杂质在磨削液中不断增加，以至磨削液变脏变臭，不仅影响磨削工件的质量，还会危害环境卫生，快速点磨所用的过滤是柱状纸质过滤。
车铣技术凸轮轴加工工艺分析
车铣技术凸轮轴加工工艺分析车铣技术是一种机械加工技术，它将工件固定在工作台上，然后通过旋转刀具和移动工作台来切削工件。
而凸轮轴则是内燃机的重要零部件，它的加工工艺对于内燃机的性能和稳定性起着关键作用。
本文将对车铣技术在凸轮轴加工中的应用进行深入分析，以期为相关领域的工程师和研究人员提供参考和借鉴。
一、凸轮轴的工艺特点凸轮轴是内燃机中用以开启和关闭气门、喷油装置等的控制机构。
它具有复杂的轮廓和高精度的加工要求，因此在加工过程中需要考虑以下几个方面的工艺特点：1. 复杂曲面加工凸轮轴的轮廓需要根据气门的开度和关闭时机进行设计，因此在加工过程中需要对其进行复杂曲面的加工。
这就要求加工设备能够在三维空间内对工件进行高精度的切削，而车铣技术正好能够满足这一要求。
2. 高精度要求凸轮轴作为内燃机的关键部件，其加工精度对于内燃机的性能和稳定性至关重要。
在凸轮轴的加工过程中需要保证其尺寸和形位精度，而车铣技术能够提供高精度的加工能力。
3. 大批量生产由于内燃机的广泛应用，凸轮轴的生产需求较大，因此在加工过程中需要考虑到大批量生产的需求。
车铣技术在加工效率和成本控制方面有一定优势，可以满足大批量生产的需求。
二、车铣技术在凸轮轴加工中的应用车铣技术能够通过数控系统对工件进行复杂曲面的加工，其加工精度和稳定性非常高。
在凸轮轴的加工过程中，可以通过编程设计刀具轨迹，实现对凸轮轴的复杂曲面加工，从而满足其设计要求。
车铣技术在加工精度方面有着很大的优势，其数控系统可以精确控制刀具的移动轨迹和切削深度，从而实现对凸轮轴的高精度加工。
在加工过程中可以通过适当的刀具选择和切削参数的设置，保证凸轮轴的加工精度。
车铣技术在大批量生产方面有着很大的优势，通过合理的工艺设计和刀具选择，可以提高加工效率和降低成本。
在凸轮轴的生产过程中，可以通过合理的工艺设计和刀具选择，实现对凸轮轴的大批量生产，从而满足市场需求。
1. 优势（1）高精度：车铣技术能够实现对凸轮轴的高精度加工，保证其尺寸和形位精度。
凸轮轴加工工艺
凸轮轴加工工艺凸轮轴是一种重要的机械零件，广泛应用于各种发动机和机械设备中。
为了保证凸轮轴的质量和性能，需要经过一系列的加工工艺。
本文将详细介绍凸轮轴的加工工艺流程和相关注意事项。
一、铸造凸轮轴的制造通常从铸造开始。
铸造是将熔化的金属倒入模具中，经过冷却凝固形成所需形状的工艺过程。
在凸轮轴的铸造中，需要注意以下几点：1.选择适合凸轮轴材料的铸造工艺，常用的有砂型铸造、金属型铸造等。
2.合理设计凸轮轴的模具结构，确保铸件的准确度和表面质量。
3.控制铸造温度和冷却速度，避免产生缩孔、气孔等缺陷。
二、粗加工粗加工是指在铸造出凸轮轴后，进行初步加工的工艺过程。
其主要目的是消除铸件上的缺陷，使凸轮轴达到规定的尺寸和形状精度。
具体的粗加工工艺包括：1.铸件的修整：去除铸件上的毛刺、鳞皮等不规则表面。
2.车削：通过车床等设备，将铸件的直径和长度加工到要求的尺寸。
3.铣削：利用铣床等设备，加工凸轮轴上的平面和凸轮槽。
三、精加工精加工是对凸轮轴进行细致加工的工艺过程，目的是提高凸轮轴的表面质量和精度。
常见的精加工工艺有：1.磨削：利用磨床等设备，对凸轮轴进行表面磨削，使其达到要求的光洁度和精度。
2.镗削：通过镗床等设备，加工凸轮轴上的孔径，确保其尺寸和形状精度。
3.刻槽：根据凸轮轴的设计要求，在凸轮轴上加工凸轮槽和油槽等结构。
四、热处理凸轮轴经过精加工后，需要进行热处理，以提高其硬度和耐磨性。
常见的热处理方法有淬火、回火等。
热处理过程中需要注意以下几点：1.控制热处理的温度和时间，确保凸轮轴的组织结构和硬度达到要求。
2.避免热处理过程中产生过热、过冷等不均匀加热现象，以免导致凸轮轴变形或裂纹。
五、精密加工精密加工是对热处理后的凸轮轴进行细致的修磨和加工，以提高其表面质量和精度。
常见的精密加工工艺包括：1.研磨：利用研磨机等设备，对凸轮轴进行表面研磨，使其达到要求的光洁度和精度。
2.刻度校正：根据凸轮轴的设计要求，对凸轮槽和油槽等结构进行修整和校正。
凸轮轴机械加工工艺
根据加工要求选择合适的装夹方式，如轴向装夹、径向装夹、液气动装夹等，可以方便快捷地装夹工 件并提高加工效率。
切削液选择与使用
切削液类型
根据加工要求和工件材料选择合适的切削液类型，如乳 化液、合成液、极压切削油等，以提高加工性能和工件 质量。
切削液浓度
合理控制切削液浓度，过高的浓度会导致泡沫和污染， 而过低的浓度则会导致冷却和润滑不足，影响加工质量 和刀具寿命。
提高发动机效率
通过优化凸轮轴的机械加工工艺，可以减小气门间隙，提高 气门响应速度，从而优化发动机的燃烧效率，提高发动机的 动力性和经济性。
凸轮轴机械加工工艺的历史与发展
历史
凸轮轴机械加工工艺的发展经历了多个阶段，从早期的手工加工到现代的数控机 床加工，加工效率和精度不断提高。
发展
随着科技的不断发展，凸轮轴机械加工工艺也在不断进步。目前，高速切削、超 精密切削等先进技术正在逐步应用于凸轮轴的机械加工中，以提高加工效率和精 度。同时，数字化和智能化制造也正在逐步实现。
特点
凸轮轴具有复杂的几何形状和较高的精度要求，其加工过程相对较难。此外 ，凸轮轴的工作条件较为恶劣，需要具有较高的耐磨损性和抗疲劳性。
凸轮轴机械加工工艺的重要性
保证凸轮轴的精度和性能
凸轮轴的机械加工工艺对于保证凸轮轴的精度和性能具有至 关重要的作用。精度和性能不达标的凸轮轴会影响发动机的 性能和寿命。
刀具几何参数
合理设计刀具几何参数，如前角、后角、主偏 角、副偏角等，可以改善刀具切削性能和寿命 。
刃磨技术
采用先进的刃磨技术，如激光刃磨、电解刃磨 等，可以提高刀具刃磨质量和精度，延长刀具 使用寿命。
工件定位与装夹
工件定位
采用合理的定位方式，如三爪卡盘、四爪卡盘、液气动夹具等，可以确保工件的定位精度和稳定性。
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凸轮轴加工工艺
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
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
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
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
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、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
四、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
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：机床靠模磨损，靠模精度下降。
联轴器与导轴间隙加大
解决措施：定期检查、修整、即使更换靠模和联轴器导轴
凸轮轴各主要工作表面精磨后有微小波纹
解决措施：定期检查、调整机床间隙。
控制精磨时的进给量，增加走刀次数和无火化磨削。