凸轮轴加工工艺
凸轮轴机械加工工艺

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
材料: 铸铁:冷硬铸铁、可淬硬的低合金铸铁、 球墨铸铁等。 钢: 中碳钢、渗碳钢。 毛坯制造方法: 精铸和精锻。 直接用棒料加工。
装配式凸轮轴加工线
装配式凸轮轴是将凸轮(精锻) 和轴颈 (机加工件)装配到一根心轴上, 焊接固定其 轴向和角向位置, 如图所示。
装配式凸轮轴可以对单个的凸轮表面 进行渗碳淬火,既可以提高其抗点蚀的能力 和耐磨性, 又可避免使整个凸轮轴产生变形, 明显地提高了产品质量; 同时装配式凸轮轴 还可以减轻凸轮轴的重量并降低生产成本。 因此, 越来越多的汽车制造厂采用了装配式 凸轮轴工艺。
多刀仿形单靠模车削
a) 车刀
b)工具的安装
2.凸轮形面的精加工
凸轮轴切点跟踪磨削加工
凸轮形面磨削的新技术
1)采用立方氮化硼砂轮 2)数控凸轮轴磨床 3)采用多片砂轮高强度砂轮进行高速磨削 4)采用主动测量 、自动补偿、自动修整等装置
(二)凸轮支撑轴颈的磨削
支撑轴颈的磨削可采用多砂轮磨床或无 心磨床, 如Junker 公司的Quick point 设备 可以高效率地磨削凸轮轴支撑轴颈。还有 的公司对凸轮轴的轴颈和桃形在精磨后进 行抛光, 与曲轴的超精加工类似。
工序10:磨正时齿轮轴颈和螺纹轴颈外圆等 外圆端面磨床
工序11:磨齿轮外圆
外圆磨床
工序12:磨四个支承轴颈外圆
外圆磨床
工序13:滚齿
滚齿机
工序14:去齿轮两端毛刺
去毛刺机
工序15:铣键槽
键槽铣床
工序17:车1、4、6、7、9、12凸轮及偏心轮
凸轮轴的工艺分析及生产类型的确定

凸轮轴的工艺分析及生产类型的确定凸轮轴是发动机中的重要部件,其主要作用是控制气门的开闭时机。
凸轮轴的工艺分析及生产类型的确定对提高发动机的性能和可靠性具有重要意义。
一、凸轮轴的工艺分析:1.材料选择:凸轮轴一般采用高强度合金钢材料,如40Cr、40CrNiMoA等。
材料应具有较高的强度、韧性和耐磨性,以满足凸轮轴在高温、高压和高速旋转环境下的工作要求。
2.凸轮形状设计:凸轮轴的凸轮形状直接影响气门的开闭时机和程度,对发动机的性能、经济性和排放等方面有重要影响。
通过对发动机的工作特性和工作条件的分析,确定凸轮的形状参数,如凸轮角度、凸轮升程、凸轮曲线等。
3.热处理工艺:凸轮轴在制造过程中需要进行热处理,以提高其强度和硬度。
常用的热处理方法有淬火和回火。
淬火可以增加凸轮轴的硬度,但容易导致脆性增加;回火可以减轻凸轮轴的脆性,但降低了其硬度。
通过对热处理工艺的优化,可以使凸轮轴具有较高的强度和良好的韧性。
4.加工工艺:凸轮轴的加工工艺包括车削、磨削、车磨联合加工等。
其中,磨削是保证凸轮轴精度和表面质量的重要工艺。
在磨削过程中,需要控制加工参数,如磨削速度、进给量、磨料选用等,以保证凸轮轴的尺寸和几何精度。
5.表面处理:为了提高凸轮轴的耐磨性和耐蚀性,常常需要进行表面处理。
常用的表面处理方法有渗碳、镀铬、氮化等。
渗碳可以提高凸轮轴的表面硬度,镀铬和氮化可以形成硬度较高、抗蚀能力较强的层。
二、凸轮轴生产类型的确定:1.单体型凸轮轴:单体型凸轮轴即整体式凸轮轴,是将凸轮和轴体作为一个整体加工制造。
这种生产类型制造工艺较简单,但对材料的要求较高,需要选择强度和韧性兼备的合金钢材料。
2.组合式凸轮轴:组合式凸轮轴是将凸轮和轴体分别加工制造,再通过加热融合或机械连接等方式结合在一起。
这种生产类型相对于单体型凸轮轴,制造工艺更为复杂,但可以选择不同材料进行制造,以满足不同部位的要求。
在确定凸轮轴的生产类型时,需要考虑生产工艺的复杂性、材料的可选性以及成本等因素。
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。
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二、加工阶段的划分与工序顺序的 安排
(一)加工阶段的划分 粗加工阶段 半精加工阶段 精加工阶段 光整、精整加工阶段
二、加工阶段的划分与工序顺序的 安排
(二)工序顺序的安排 各支承轴颈、凸轮、偏心轮: 车——粗磨——精磨——抛光 从粗到精,主要表面与次要表面的加工工序交叉 进行。 淬火工序安排在各主要表面的半精加工之前 防止工件经淬火后变形过大造成精加工困难
不自主运动
概述
▪ 不自主运动或称异常运动,为随意肌的某一 部分、一块肌肉或某些肌群出现不自主收缩。 是指患者意识清楚而不能自行控制的骨骼肌 动作。临床上常见的有肌束颤动、肌纤维颤 搐、痉挛、抽搐、肌阵挛、震颤、舞蹈样动 作、手足徐动和扭转痉挛等。一般睡眠时停 止,情绪激动时增强,以往认为是锥体外系 病变所致。
临床表现
▪ 3. 震颤:是由于主动肌与拮抗肌交替收缩引起 的关节不自主的、快速节律性运动,这种运 动可有一定方向,但震幅大小不一,以手部 最常见,其次为眼睑、头和舌部。
▪ 4. 肌阵挛:为肌肉或肌群突发的,短促的闪电 样不自主收缩。可见于正常人,病理性肌阵 挛分为节律性和非节律性两种,以前者多见。
第二节 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 异,但基本形状相差不大。
工序1:铣端面打中心孔 铣钻组合机
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5个自由度即可 ,用2个V型块限定4个自由度,轴向自由度 是由凸轮轴3#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 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 位基准尺寸和整个凸轮轴长度
装配式凸轮轴加工线
装配式凸轮轴是将凸轮(精锻) 和轴颈 (机加工件)装配到一根心轴上, 焊接固定其 轴向和角向位置, 如图所示。
凸轮轴加工工艺

凸轮轴加工工艺凸轮轴是发动机中的重要构件之一,它主要起到控制气门开闭时间和气门升程的作用,对于发动机的性能和效率有着重要影响。
因此,凸轮轴的加工工艺十分关键,下面将详细介绍凸轮轴的加工工艺流程。
凸轮轴的加工需要选用高精度的数控机床进行加工。
加工前需要进行工艺规程和工艺卡的编制,明确各道工序的要求和顺序。
在加工过程中,需要使用切削液进行冷却和润滑,以保证加工质量。
第一道工序是凸轮轴的车削。
车削是将原材料的一端固定在机床上,通过机床的主轴旋转,切削刀具在凸轮轴上移动,使工件表面达到所需的形状和尺寸。
车削过程中需要控制切削刀具的进给速度和主轴转速,以保证加工质量和效率。
第二道工序是凸轮轴的铣削。
铣削是使用铣刀进行切削,将凸轮轴上不需要的部分切削掉,以得到凸轮轴的最终形状。
铣削过程中需要控制铣刀的进给速度和主轴转速,同时还需要控制切削刀具的切削深度和切削宽度,以保证加工质量和效率。
第三道工序是凸轮轴的磨削。
磨削是利用磨粒对凸轮轴进行磨削,以提高其表面质量和精度。
磨削过程中需要控制磨粒的种类和大小,磨削速度和磨削压力,以保证加工质量和效率。
第四道工序是凸轮轴的热处理。
热处理是将凸轮轴加热到一定温度,然后进行冷却,以改变其组织结构和性能。
热处理过程中需要控制加热温度和保温时间,冷却速度和冷却介质,以保证加工质量和效果。
第五道工序是凸轮轴的精密磨削。
精密磨削是对凸轮轴进行进一步的磨削,以提高其精度和表面质量。
精密磨削过程中需要使用高精度的磨削设备和磨粒,同时需要控制磨削参数和工艺,以保证加工质量和效率。
进行凸轮轴的检测和组装。
检测是对加工后的凸轮轴进行尺寸和形状的检测,以确保其符合设计要求。
组装是将凸轮轴安装到发动机中,并进行调试和测试,以确保其正常工作。
凸轮轴的加工工艺包括车削、铣削、磨削、热处理、精密磨削、检测和组装等工序。
在加工过程中需要控制各种参数和工艺,以保证加工质量和效率。
只有通过精密的加工工艺,才能制造出高质量的凸轮轴,提高发动机的性能和效率。
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。
凸轮轴 加工方法

凸轮轴加工方法凸轮轴是一种用于控制气门开合时机的机械零部件,广泛应用于汽车、摩托车、发电机和船舶等内燃机设备中。
由于凸轮轴主要用于控制气门的正时运动,因此其制造加工过程要求精度高、表面光滑、强度大、耐磨性好等特点。
下面我将详细介绍凸轮轴的加工方法。
凸轮轴的加工方法主要包括以下几个步骤:材料准备、设计图纸制作、车削、热处理、研磨、喷涂及总装等。
接下来我将逐一介绍这些步骤。
首先是材料准备。
凸轮轴通常采用高强度合金钢作为基础材料。
这种材料具有较高的强度和耐磨性,能够满足凸轮轴的工作要求。
在材料准备过程中,需要根据凸轮轴的尺寸、形状和材料要求选择合适的钢材,并进行锻造或切割成所需的坯料。
接下来是设计图纸制作。
根据凸轮轴的功能和使用要求,需要根据设计规范和要求制作详细的设计图纸。
设计图纸应包括凸轮轴的尺寸、形状、孔距、边缘处理和表面光洁度等要求。
设计图纸制作完成后,可以进行车削加工。
车削加工是凸轮轴制造中最重要的工序之一。
它是通过将工件固定在车床上,利用车刀逐渐切削去除金属材料,形成凸轮轴的外形和内孔。
车削加工可以采用多轴车床来实现,通过动态切削和传动装置的配合,精确地控制凸轮轴的形状和尺寸。
在车削加工完成后,需要对凸轮轴进行热处理。
热处理是通过加热和冷却的过程来改变材料的结构和性能。
热处理的主要目的是提高凸轮轴的强度和耐磨性,减少因磨损而引起的故障。
常用的热处理方法包括淬火、回火和正火等。
热处理完成后,需要进行研磨加工。
研磨是通过研磨机械将凸轮轴的表面进行微小的切削和抛光,以提高其表面光洁度和精度。
研磨加工可以分为粗磨、中磨和精磨等不同工序,每个工序都有特定的研磨工具和研磨参数,以保证研磨效果的质量。
研磨加工完成后,可以对凸轮轴进行喷涂。
喷涂是将合适的涂层材料喷射到凸轮轴的表面,以提高其耐磨性和抗腐蚀性。
常用的喷涂材料包括热喷涂材料、阳极氧化涂层、涂层颗粒等,每种材料都有不同的特性和应用范围。
最后是凸轮轴的总装。
汽车凸轮轴加工工艺及技术要求

汽车凸轮轴加工工艺及技术要求凸轮轴是活塞式发动机里的一个部件,对汽车的运行有着非常关键的作用,了解其加工工艺及要点是很有必要的。
下面由小编向你推荐汽车凸轮轴加工工艺及技术要求,希望你满意。
汽车凸轮轴简介凸轮轴的作用是控制气门的开启和闭合动作。
虽然在四冲程发动机里凸轮轴的转速是曲轴的一半,不过通常它的转速依然很高,而且需要承受很大的扭矩,因此设计中对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高,其材质一般是特种铸铁,偶尔也有采用锻件的。
轿车发动机按照顶置凸轮轴的数目,分为顶置单凸轮轴和顶置双凸轮轴。
当每缸采用两个以上气门时,气门排列形式一般有两种:一是进气门和排气门混合排列在一根凸轮轴上,即顶置单凸轮轴(SOHC-Single Over Head Cam)式发动机。
这种发动机在顶部只安装了一根凸轮轴,因此一般每个汽缸只有两到三个气门(进气一到两个,排气一个),高速性能受到了限制。
另一种是进气门与排气门分列在两根凸轮轴上,DOHC式(Double Over Head Cam,顶置双凸轮轴)发动机这种发动机由于配备了两根凸轮轴,每个汽缸可以安装四到五个气门(进气二到三个,排气二个),高速性能得到了显著的提升凸轮轴加工工艺技术要求根据凸轮轴的特点,主要有以下技术要求。
1.支承轴颈的尺寸精度及各支承轴颈之间的同轴度2.键槽的尺寸和位置精度3.止推面相对于支承轴颈线的垂直度4 .凸轮基圆的尺寸精度和相对于支承轴颈轴线的同轴度5.凸轮的位置精度6.凸轮的形状精度(曲线升程)等汽车凸轮轴关键加工工艺车(磨)止推面止推面是凸轮轴上轴向尺寸的基准。
也是和缸盖的配合基准。
止推面宽度为凸轮轴关键特性。
一般要求:宽度公差0.08、跳动:0.035一般跳动要求低于0.035采用磨削止推面,高于0.035可以采用以车代磨。
HARDINGE的车床可以满足跳动0.02的要求。
磨削轴颈凸轮轴的轴颈磨削一般加工过程有车,粗磨,精磨。
无心工艺只分粗磨和精磨。
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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。
砂轮线速度60m/s,轴颈径向磨削余量可达3.5mm,单件磨削时间18s,单件工时25s。
用无心磨床加工凸轮轴是一种新颖、独特的新工艺,新方法,但又存在一定的局限性,特别是不易磨削轴肩和端面,一般不用于多品种凸轮轴的加工,只用于单一品种、大批量的生产,若要更换所加工的凸轮轴品种,就要更换导轮和砂轮,各砂轮间距需重新调整。
切入式无心磨床的修整一般采用单颗粒金刚石修整,修整器所走的路线是凸字形,修整器靠模各段差值与凸轮轴的各段轴颈差值相等。
粗磨凸轮轴轴颈所用的砂轮都属于碳化物系列,粒度为60,砂轮线速度为 45m/。
二、铣端面,钻中心孔编辑本段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 5 个自由度即可,用 2个V型块限定4个自由度,轴向自由度是由凸轮轴3#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位基准尺寸和整个凸轮轴长度,鉴于凸轮轴皮带轮轴颈尺寸较小,钻中心孔时一般选用 B5中心钻,钻后的孔深用 $ 10钢球辅助检查,保证球顶到后端面尺寸和 2 钢球顶部之间的距离,这样可保证以后定位的一致性。
三、凸轮轴的热处理编辑本段热处理:将原材料或未成品置于空气或特定介质中,用适当方式进行加热、保温和冷却,使之获得人们所需要的力学或工艺性能的工艺方法。
热处理分类:一般热处理、化学热处理、表面热处理球墨铸铁凸轮轴一般都是等温淬火。
冷却介质为10 号、 20 号锭子油盐浴或碱浴,淬火后经 140°C-250°C低温回火,回火后的组织为黑色针叶状马氏体,硬度HRC50-54合金铸铁和钢件凸轮轴一般采用中频淬火:淬火频率1000-10000Hz, —般选用7000Hz。
也就是感应加热表面淬火,其原理是:将凸轮轴的凸轮放入加热线圈中,由于电流的集肤效应,使凸轮由外层向内加热、升温,使表层一定深度组织转变成奥氏体,而后迅速淬硬的工艺,目前 480 凸轮轴采用自然回火的方法,其凸轮表面组织为针状马氏体。
凸轮轴经表面热处理:可较大地提高零件的扭转和弯曲疲劳强度和表面的耐磨性。
感应加热淬火变形小、节能、成本低、劳动生产率高、淬火机可放在冷加工生产线上,便于生产管理。
480 凸轮轴中频淬火机在感应加热时,要对电源、变压器、感应线圈进行冷却,要求冷却水的温度在25°C-30° C,淬火冷却液的温度为 53°C-62° C,若机床本身达不到要求,必须在机床外提一套附加冷却装置,用来给冷却水制冷。
四、凸轮轴的深孔加工编辑本段在机械加工中 L/D>5 时的孔加工可称为深孔加工,用普通麻花钻钻深孔时有以下困难。
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。
2. 切屑多,而排除切屑的通道长而狭窄,切屑不容易排出。
3. 孔深切削液不易进入,切削温度过高,散热困难,钻头容易断。
深孔钻按工艺的不同可分为在实心物体上钻孔、扩孔、套料 3 种,而以在实心料上钻孔用得最多,如 480 凸轮所用的深孔都是由枪钻经 2 头加工而成的。
每次钻孔深为 L/2+10mm。
枪钻钻削是单刃外排屑式的,一般适用于加工$2- $ 20mm孔,L/D>100、表面粗糙度Ra12.5-3.2mm、精度H8-H10级的深孔。
单刃外排屑深孔钻,最早用于加工枪管,故称枪钻,也是$2- $ 6mm深孔加工的唯一办法。
枪钻带有 V形切削刃和一个切削液孔的钻头、钻杆、及适用于某专用设备的钻柄组成。
高压切削液(7MPa通过钻头的小孔送到切削区域内,进行冷却、润滑并帮助排屑,然后再将切屑与切削液顺着 V型刀杆排入集中冷却系统中。
钻头为硬质合金,采用焊接式结构。
切削用量一般为 0.06-0.1mm/r ,为了更好地控制刀具的破损程度,刀具采用径向负荷反馈,一旦刀具切削力达到一定的数值,在数控系统的作用下,刀具能自动退回,从而避免枪钻折断,提高刀具的使用寿命。
磨钝后的刀具换下,再重新进行刃磨后方可使用。
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 砂轮编辑本段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。
快速点磨砂轮是横向磨损,在磨损过程中,被磨削的凸轮轴外形尺寸不会因此而发生变化,磨削端面时,砂轮可倾斜± 0.5 ,使砂轮与工件的接触面只有传统磨削端面的 1/2 。
CBN具有良好的导热性,其导热率是硬质合金的13倍,铜的3倍,另外CBN M有远优于金刚石的热稳定性和化学稳定性(金刚石与铁簇元素易产生亲和作用) , 可耐 1300—1500 的高温 , 并且与铁簇元素有很大的化学惰性,CBN是制作切削黑色金属的理想刀具材料。
CBN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。
CBN具有良好的化学稳定性与耐热性,与碳在2000 C时才起反应,在高温下易与水产生反应。
砂轮的耐用度高,机床的使用率可达97%以上,与一般砂轮磨削相比,可提高功效600%--700%。
当砂轮在宽度方向的磨损量占砂轮宽度的80%时便对砂轮进行修整,砂轮每次修整量为0.006mm,共分3部进行修整,每一步修整量为 0.002mm,每修整一次可磨削 120根凸轮轴,砂轮线速度为 1 2 0 m/s ,可获得较高的金属切除率,使用冷却油做为冷却液,不仅仅是给砂轮和工件提供冷却液, 同时也给砂轮和工件提供更好的润滑, 同时由于油膜的吸附作用, 还可以防止凸轮轴的轴颈表面氧化, 防止磨削完后的工件表面生锈。
磨削液的供给是采用喷射法提供的冷却液,冷却较充分, 可使砂轮的寿命提高一倍,金属切除率提高一倍以上, 同时采用冷却液反冲的方法,冲洗砂轮表面,防止砂轮堵塞,使CBN颗粒始终以锋利的状态对工件进行切削,再加上CBN粒度较小,凸轮轴轴颈单位面积上参加切削的磨粒比一般砂轮要多,轴颈在被切削时所产生的弹性摩擦和变形阶段均较小, 因此产生的弹性变形和塑性变形均较小,提高了表面粗糙度, 防止表面产生磨削烧伤和因磨粒因素而引起的裂纹。
在磨粒切削阶段,对产生的热应力和变形应力均较小。
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。
应用声音传感器严格限制砂轮和金刚滚轮间的距离, 主要是防止砂轮修整时砂轮和金刚滚轮发生撞击。
砂轮架纵向进给时, 传感器测头与砂轮间形成一小的缝隙, 砂轮高速旋转压缩砂轮周围的空气, 根据空气流通的通道大小不同, 所产生的气阻声音大小不一样, 从而判断传感器和砂轮间的缝隙而做出反馈, 一旦砂轮和金刚滚轮产生接触, 修整器自动修整砂轮, 而声音传感器能根据声音尖锐响声大小来判断砂轮修整的正确性。
与树脂类结合剂相比,陶瓷结合剂化学性能稳定,耐热、抗酸、碱,气孔率大,工作时不易发热,在磨削过程中易脱落,热膨胀系数小,强度较高,能保持好CBN的几何形状,且磨具易修整。
用于磨削凸轮轴轴颈和端面的CBN砂轮立方氮化硼厚度只有 4.5 — 5MM并且是粘附在刚性钢盘上,刚性较好。
工件转速与砂轮转速的比为 :40/8000 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。