汽车发动机凸轮轴的主要机械加工工艺规划设计样本
课程设计--设计凸轮轴的机械加工工艺规程

课程设计--设计凸轮轴的机械加工工艺规程1. 引言本文档旨在设计凸轮轴的机械加工工艺规程,确保凸轮轴的加工过程符合技术标准,提高产品质量和生产效率。
2. 加工工艺流程以下是凸轮轴的机械加工工艺流程:2.1 材料准备- 选择适合的材料,如某种合金钢。
- 确保材料质量符合要求,进行材料检验和试样制备。
2.2 设计凸轮轴图纸- 根据产品要求和设计要求,在计算机辅助设计软件中绘制凸轮轴图纸。
- 确保凸轮轴的尺寸、形状和孔位准确无误。
2.3 加工准备- 准备适当的机床和刀具。
- 制定加工方案,包括选择合适的切削参数和加工顺序。
2.4 粗加工- 将所选材料加工成初步形状,以便后续加工。
- 采用合适的工艺方法,如车削、钻孔等。
2.5 精加工- 根据凸轮轴的要求,采用适当的工艺方法进行精加工,如磨削、镗削等。
- 确保凸轮轴的尺寸、形状和表面光洁度达到要求。
2.6 检验- 对加工后的凸轮轴进行尺寸、形状和质量检验。
- 确保凸轮轴符合技术标准和产品要求。
2.7 产品调试和完善- 安装凸轮轴到相关的设备上,并进行调试。
- 根据实际使用情况,进一步完善凸轮轴的性能。
3. 安全注意事项在进行凸轮轴的机械加工过程中,请注意以下安全事项:- 穿戴适当的个人防护装备。
- 检查机床和刀具的安全性能,确保操作安全。
- 注意切削液的使用和储存,避免造成伤害和环境污染。
- 遵循操作规程,严禁违规操作。
4. 结束语本文档详细介绍了设计凸轮轴的机械加工工艺规程,包括加工工艺流程、安全注意事项等。
在实际操作中,请务必遵循技术标准和相关要求,确保凸轮轴的加工质量和生产效率。
汽车发动机凸轮轴加工工艺设计及质量控制研究

汽车发动机凸轮轴加工工艺设计及质量控制研究作者:王林峰来源:《时代汽车》2023年第18期摘要:凸轮轴作为关键性零部件,关乎到汽车发动机的性能表现,因此对凸轮轴的质量与性能提出了较高要求。
本文对汽车发动机凸轮轴的加工工艺进行分析,了解其设计原则以及工艺特征,随后提出了完整的工艺设计流程。
从生产线布置、定位基准选择、加工划分、凸轮形面加工等,并提出定位键优化改善、控制键槽裂纹、主动测量与自然补偿等方式全面提高凸轮轴加工质量。
关键词:汽车发动机凸轮轴质量控制工艺设计1 引言近年来我国汽车行业迅速发展,发动机生产厂商获得了前所未有的生产动力。
而在汽车发动机中最为重要的关键性结构就是凸轮轴的存在。
由于凸轮轴特殊的材料以及工艺要求,在加工过程中需要对其质量进行控制,并尽可能的实现成本节约,避免不合理环节布置,从而对凸轮轴生产线进行合理规划,确保其形成良好的生产效果。
基于凸轮轴在发动机中的性能表现,则需要确保其在实际加工制造过程中表现出更加精良的工艺特征以及质量成果。
2 汽车发动机凸轮轴加工工艺分析2.1 工艺设计原则凸轮轴不仅是组成汽车发动机的重要零部件,其使用性能与产品质量对汽车发动机安全稳定运行也有着直接影响。
科学合理设计汽车发动机凸轮轴加工工艺,有利于更好地把控凸轮加工精度和加工成本,并保障汽车发动机凸轮轴加工效益。
汽车发动机凸轮轴加工工艺设计原则,应遵循以下几点要求:(1)工艺设计合理性,并在工艺设计优化的基础上融合其他现代先进技术手段,增强产品核心竞争优势。
(2)国内外可靠且具有影响力厂家的先进设备优先考虑,以此保障汽车发动机凸轮轴加工工艺水平。
(3)既要体现工艺设计先进性,也要兼具经济性,做到在不影响产品质量的基础上最大程度地节约工艺成本。
(4)各生产环节的安全性与操作便捷性是汽车发动机凸轮轴加工工艺设计中需要给予高度重视的问题。
(5)基于经济条件允许的前提下,坚持柔性生产原则,根据凸轮轴结构特点,合理设计其加工工艺,尽可能减少凸轮轴在加工过程中对其精度的干扰影响。
汽车发动机凸轮轴生产线车削工艺方案

在中心架和尾座上设计有可调整V 形托架 。在托架
上 设 置接 近 开 关 ,完 成误 装 工 件 识 别 与 报 警提 示 功
能 。 选 定机 床 、夹 具 、附件 后 ,工 件 具 体 定 位夹 紧 方 案 如 图3 示 。 N
二次 加 工 。定 心 的 种 类 有弹 簧 顶 尖 和 固定 顶 尖 ,我
图3 进气 凸轮轴车 削加 工示意 图
1 . 主轴箱 2液压浮动卡盘 3 工件 4V形托架 I5 液压中心架 . . .
6V形托 架 Ⅱ 7 尾座 顶尖 8接 近 开关 9 液压 尾 座 . . . .
们选 择 固定 顶 尖 ,可 满 足定 心 为 基 准 要 求高 精 度 及 强 力 切 削加 工需 求 。注 意 :选 固定 顶 尖 要求 工件 中 心 孔 一 致 性 要 好 。所 选 液 压 浮 动 卡 盘 法 兰 的 1 锥 : 4 孔 为 基 准 ,顶 尖 锥 面 对 基 准 跳 动 00 5mm,定 .1
T m 。
汽车发动机凸轮轴生产线 车削工艺方案
陕西宝 氮化工 机械设备 有限公 司 ( 鸡 宝 7 1 0 ) 常新革 2 8 0 刘红 丽
我 公 司参 与 凸轮轴 轴 颈 加 工 中的 车 工 序生 产 线
3 凸轮轴车 削加工工艺设备 的选择 .
( )机床 选 择 根据 工 件 各项 精 度要 求 ,选择 1 宝 鸡 机 床 C 7 2 全 功 能 数 控 车 床 。该 机 床 为 4 。 50 K 5
的液 压 浮 动 卡 盘 ,结 构 如 图 2 示 。此 类 卡 盘具 有 所 补 偿 功 能 , 以 顶 尖 为 基 准 的 二 次 加 工 时 保 障 高 精 度 。特 别是 加 工 轴 类 工件 时 有 优 势 ,锻 造 件 、主 轴 件等 对 定 心 外 径 不规 则 时也 可 以 进 行 顶尖 为 基 准 的
汽车柴油机凸轮轴加工工艺毕业设计

毕业设计(论文)题目汽车柴油机F3000凸轮轴加工工艺设计学院机械与动力工程学院专业班级热能与动力工程2010级1班学生姓名学号**********指导教师职称副教授评阅教师职称年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订3)其它学生毕业设计(论文)原创性声明本人以信誉声明:所呈交的毕业设计(论文)是在导师的指导下进行的设计(研究)工作及取得的成果,设计(论文)中引用他(她)人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出,论文中的结论和结果为本人独立完成,不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。
与我一同工作的同志对本设计(研究)所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
毕业设计(论文)作者(签字):年月日本科生毕业设计摘要摘要凸轮轴作为柴油发动机配气机构的重要部件,其性能和质量对发动机的整体性能有着直接影响,因此柴油机凸轮轴加工工艺有着特殊的要求。
汽车凸轮轴加工工艺分析

汽车凸轮轴加工工艺分析作者:王亚真任相君韩琳来源:《汽车世界·车辆工程技术(上)》2019年第04期摘要:凸轮轴作为汽车发动机配气机构中的关键部件,其性能直接影响着发动机整体性能。
因此合理的加工工艺对于降低加工成本、减少生产环节以及合理布置凸轮轴生产线具有很大的现实意义。
本文针对凸轮轴的加工特点,结合工厂的实际,建立了用数控无靠模方法。
关键词:发动机;凸轮轴;工艺分析1 产品规格1.1 零件的结构特点凸轮轴生产线承担每台发动机凸轮轴的机加工,每台发动机上使用一根凸轮轴。
材料:(FCA-3)铜铬钼合金铸铁,各主轴颈及端面的硬度HB180~240,凸轮HRC48。
1.2 发动机凸轮轴主要加工内容和精度要求(1)支承轴径。
前轴径前端φ,后端φ,表面粗糙度Ra3.2。
中间轴径φ,表面粗糙度Ra3.2;后轴径φ,表面粗糙度Ra3.2。
(2)凸轮。
6个凸轮基圆尺寸为φ,表面粗糙度Ra3.2。
各凸轮基圆相对与前后轴颈的基准轴线的径向跳动误差0.03mm。
各凸轮基圆相对与前后轴颈的基准轴线的平行度误差0.01mm。
(3)斜齿轮。
齿数:13,螺旋角:53°(右)±1′46"。
齿形误差≤0.025;齿向误差≤0.017。
(4)键槽。
宽4-0.05,深3.5+0.2,对称度0.025mm。
2 工艺设计2.1 定位基准的选择采用两顶尖孔作为凸轮轴零件的定位基准,这种方法不仅使工件的装夹方便、可靠。
而且有可能在一次装夹中加工出更多表面。
这对于大量生产来说,不仅便于采用高效专用机床和设备以提高生产效率,而且也使得所加工的各表面之间具有较高的相互位置精度。
2.2 加工阶段的划分与工序顺序的安排2.2.1 加工阶段的划分由于凸轮轴的加工精度较高,整个加工不可能在一个工序内全不完成。
为了利于逐步地达到加工要求,所以把整个工艺过程划分为三个阶段,以完成各个不同加工阶段的目的和任务。
发动机凸轮轴的加工的三个阶段:(1)粗加工阶段包括车各支承轴颈、齿轮外圆轴颈和粗磨凸轮。
轿车凸轮轴加工工艺介绍

轿车凸轮轴加工工艺介绍1、简介凸轮轴是活塞式发动机里的一个部件。
它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。
见图1 。
图1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。
2、分类如果按毛坯形式分,有冷激合金铸铁、球墨铸铁、装配式三种。
比较见表1。
如果按加工工艺分,有有心工艺、无心工艺、装配工艺三种。
比较见表2。
表1表23、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4、关键加工工艺对有心工艺,简单机械加工流程图如下:对无心工艺,简单机械加工流程图如下:4.1 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。
汽车凸轮轴加工工艺规程设计分析毕业论文

..编号: 河南科技大学毕业论文(设计)开题报告书毕业论文(设计)中期检查表院(系):机电工程系专业:机械设计制造及其自动化2011年3月13日目录摘要及关键词 (1)1 引言 (1)1.1汽车发动机行业的发展状况 (1)1.2凸轮轴的性能要求 (2)1.3本文研究内容 (3)2 凸轮轴生产线前期规划 (3)2.1产品规格 (3)2.2工艺设计原则及凸轮轴加工工艺分析 (4)2.3小结 (5)3 凸轮轴生产线工艺分析 (6)3.1生产线布置 (6)3.2工艺设计 (6)3.3工艺分析 (7)3.4工艺特点 (9)3.5工艺难点 (11)4 凸轮廓形理论计算及加工控制参数 (12)4.1凸轮轴凸轮的廓形要求 (12)4.2包络线理论 (15)4.3凸轮廓形坐标 (16)4.4砂轮的中心坐标 (19)4.5磨削圆周进给量计算 (20)4.6等周速曲线 (22)4.7砂轮座加速度 (22)4.8光顺处理 (22)4.9工件主轴转速配置 (23)4.10磨削用量数据 (23)5 总结 (24)参考文献 (26)谢辞 (27)汽车凸轮轴加工工艺分析高翔宇(河南科技大学机电系,河南洛阳253023)摘要:凸轮轴作为汽车发动机配气机构中的关键部件,其性能直接影响着发动机整体性能。
因此凸轮轴的加工工艺有特殊要求,合理的加工工艺对于降低加工成本、减少生产环节以及合理布置凸轮轴生产线具有很大的现实意义。
本文针对凸轮轴的加工特点,结合工厂的实际,从前期规划开始,对凸轮轴的加工工艺进行了深入的分析、研究。
建立了用数控无靠模方法。
对凸轮廓形进行计算和推倒,对凸轮轮廓的加工进行了探讨并提出适用于发动机凸轮轴的加工方法。
关键词:发动机;凸轮轴;工艺分析1 引言1.1汽车发动机行业的发展状况现代汽车发动机行业的发展十分迅速,这种趋势要求各发动机厂家不仅要具有大批量生产的能力,也同时要具有小批量、多品种的生产技术。
所以,在汽车发动机厂家现在已经普及了互换性、自动化生产,做到了流水线式生产线布置及工艺安排,实现了按节拍生产。
发动机凸轮轴孔的设计与加工工艺安排

扫码了解更多本文从发动机正时传动问题出发,介绍柴油机和轿车用汽油机正时传动各自在设计、结构上的特点及把握工艺要点,加工方法优劣比较,可作为发动机建生产线选择设备、刀具的参考。
对目前中国轿车用动力的发展方向及趋势作了浅释。
1.现状分析20世纪中国发动机大都为工作机提供动力,如为船舶、重型汽车、工程机械和谷物加工机械等提供动力,以中低速柴油机为主。
凸轮轴孔几乎都设计在缸体上,因为在同一个零件上便于工艺安排,而且凸轮轴孔和曲轴孔同在一个缸体上,距离较近,用齿轮传动,使设计结构紧凑,加工精度也便于控制。
通过曲轴齿轮传动椭轮齿轮再传动凸轮轴齿2018年第8期2018年第8期冷加工5T O P I C A L R E V I E W专题综述精度,也大大降低了发动机整体的噪声。
进、排气凸轮轴之间采用了有消除传动间隙作用的可调辅助齿轮和齿轮组合传动(降低齿轮传动的噪声)。
本文以M R479Q发动机缸盖双凸轮轴孔加工工艺安排为例,对加工工艺方法作探讨。
M R479Q发动机缸盖上进、排气凸轮轴孔为分别由凸轮轴盖与缸盖所构成的五档不连续的孔,孔径都是φ(23+0.023)m m,除了它们之间的中心距(112±0.020)m m有严格要求外,进、排气凸轮轴孔中心轴线也要求相互平行,平行度控制在0.030mm范围内。
2.缸盖上进、排气凸轮轴孔目前的两种加工方法(1)加工中心机床加工。
①采用粗铰刀分别对进气凸轮轴孔和排气凸轮轴孔的第1档凸轮轴孔(作为刀具工艺导向孔)做粗铰加工,完成后,退出工件,粗铰刀直接返回刀库。
②进入下一工步,采用粗、精铰复合刀完成凸轮轴孔的精铰孔工序。
刀具呈前小后大的阶梯形,包括粗铰刀、精铰刀和导向条等(见图1)。
首先粗铰刀进入第1档粗铰凸轮轴孔(此时不切削)实现刀具导向,随着刀具慢速工进,粗铰刀粗铰第2档凸轮轴孔,同时精铰刀,精铰第1档(已粗铰)的凸轮轴孔尺寸至φ(23+0.023)m m。
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汽车发动机凸轮轴的主要机械加工工艺规划设计毕业设计(论文)汽车发动机凸轮轴的主要机械加工工艺设计教学单位:机电工程学院专业名称:机械设计制造及其自动化学号:学生姓名:指导教师:指导单位:完成时间:汽车发动机凸轮轴的主要机械加工工艺设计摘要凸轮轴作为发动机的重要组成部分,对其配气功能有着举足轻重的作用。
当发动机工作运转的时候,凸轮轴负责控制进排气门的开合和开合量,但是由于工作时转速比较高,需要承受的扭矩的比较大,所以对凸轮轴的强度和支撑力的要求也比较高,因此在材质的选择上必须满足凸轮轴对强度等性能的要求。
凸轮轴作为一个重要的零部件,它的改进和发展对汽车发动机的配气性能的提高和进步意义重大。
本课题选取直列四缸顶置气门式发动机F3000,对它的凸轮轴加工工艺进行分析与设计,而工艺路线的拟定是工艺规程制定中的关键阶段,是工艺规程制定的总体设计。
撰写一条合理科学的工艺路线,既可以保证加工质量和生产效率,也可以有效合理的安排工人、设备、工艺装备,最终有利于降低整个生产周期和生产成本。
所以,本次设计是在仔细分析凸轮轴零件加工技术要求及加工精度后,合理确定毛坯类型,经过查阅相关书籍、手册、图标、标准、等技术资料,确定工艺的机械加工余量、工序尺寸及公差,最终定制凸轮轴零件的加工工序卡片。
关键词: 发动机;凸轮轴;工艺设计The Main Machining Process Design Of The Automobile Engine CamshaftAbstractThe camshaft as an important part of engine, has a pivotal role on its distribution. When the engine running at work, camshaft is responsible for controlling the exhaust opening and closing and opening and closing of the door, however, because of the high speed in the work, it needs to bear large torque and also has a high strength and support of the camshaft. On the choice of the material must meet the requirements of camshaft on the strength of performance. The camshaft as an important component, its improvement and development is of great significance.In this paper, the camshaft of the OHV engine processing technology for analysis and design. operational path routing is the key stage and general design. Write a reasonable scientific process route are have many advantage. This design is the careful analysis of CAM shaft parts processing technical requirements and processing accuracy, reasonable blank type, after consulting related books, manuals, ICONS, standards, technical data, determine the process of machining allowance, process dimension and tolerance, and customize the camshaft parts machining process card finally.Keyword: Engine; Camshaft; Process Design目录1 概述 (1)2 确定凸轮轴的加工工艺过程 (4)凸轮轴的作用和分类 (4)凸轮轴传动与工作条件 (5)凸轮轴的结构及其特点 (5)凸轮轴的主要技术要求分析 (6)凸轮轴的材料和毛坯的确定 (7)凸轮轴的机械加工工艺过程 (7)凸轮轴的机械加工工艺路线 (8)3 凸轮轴的机械加工工艺过程分析 (10)凸轮轴的机械加工工艺特点及分析 (10)凸轮轴主要加工工序分析 (11)铣凸轮轴两端面,钻中心孔 (11)主轴颈的加工 (11)凸轮轴颈的加工 (11)凸轮轴颈的加工 (12)4 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (14)凸轮轴主要加工表面的工序安排 (14)机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (14)凸轮轴主轴颈工序尺寸及公差的确定 (14)凸轮轴小外圆序尺寸及公差的确定 (15)凸轮轴机械加工工艺过程卡片的制定 (15)5 总结与展望 (18)参考文献 (19)致谢 (20)1 概述凸轮轴是发动机上的一个的旋转机件,它的运动对于发动机有极其重要的作用,在发动机工作循环中,它合理地控制进排气门的开启、关闭,使经过压缩的燃油混合气充分燃烧,推动活塞运动做功,然后将废气排出燃烧室。
凸轮轴主要有两个重要的加工部位:主轴颈和凸轮。
凸轮轴轴颈,主要是通过轴承与发动机接触,其表面有着足够高的精度、足够的刚度、较小的表面粗糙度以及良好的耐磨性,技术要求复杂而且比较高。
而另一个重要的加工部位是凸轮,它更是决定着凸轮轴的质量。
凸轮轴只是发动机的其中一个部件,发动机的机体另外还由气缸体、气缸盖、曲轴箱等组成,发动机各机构和各系统也是以发动机机体为基础安装的,发动机机体的内、外则是安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷。
气缸体是发动机的框架,材料一般用灰铸铁制造,气缸体里面放置有活塞、曲轴等许多零部件,另外还有加强筋、润滑油道等结构。
曲轴箱是放置曲轴的空腔部件,其中分为上下两部分,上曲轴箱在铸造的时候就跟气缸体就是一体的,下曲轴箱的功能更,能够存放润滑油,分隔上曲轴箱,由于它受力小所以下曲轴箱厚度薄,形状不一,可根据发动机的结构和汽油量灵活变动。
气缸体的上面就是气缸盖安装的位置,从上部密封气缸并构成燃烧室。
由于气缸盖所处的特殊位置,所以气缸盖不得不承受气体力和紧固气缸螺栓所造成的机械负荷,同时还由于与高温燃气接触而承受很高的热。
汽车经100多年来的不断改进、创新,凝聚了人类的智慧和匠心,最后才发展成现在的样子。
而作为汽车的心脏发动机的重要零件,凸轮轴也经过漫长的发展过程成为现在的样子。
在过去凸轮轴大多是由铸造以及锻造生产,个别也有用碳钢切削加工制造。
铸造式凸轮轴主要有冷硬铸铁、淬火铸铁等。
为了减轻重量,有些凸轮轴采用型芯铸造,使轴呈空心状。
在不同的国家所采用凸轮轴种类也不同,日本使用冷硬铸铁凸轮轴较多,美国使用淬火铸铁凸轮轴较多。
近年为提高发动机性能,出现了重融冷硬铸铁、淬火球墨铸铁等多种形式的凸轮轴,但由于性价比较低等诸多因素影响并没有广泛使用。
锻造式凸轮轴以碳钢为主进行热锻,凸轮部分采用高频淬火处理,主要应用于大中型发动机上。
由于其耐点蚀性能较好,多与气门顶置式(OHV)机构的挺杆组合使用,也有与摇臂配合应用于柴油发动机凸轮上置式(OHC)结构上。
由于锻造式凸轮轴无法实现轻量化,发展潜力较小。
铸造凸轮轴生产工艺为冷激铸铁。
冷激铸铁产品,欧美国家早在上世纪二十年代初已经开始研制,广泛推广于上世纪六、七十年代,八十年代技术完全成熟。
冷激铸铁产品以其低成本、高性能的显著特点,广泛应用于内燃机上。
在国外,内燃机行业中有43%~47%汽油机、柴油机采用冷激铸铁作为凸轮轴材料,冷激铸铁普遍作为凸轮轴材料以其低成本、高性能的显著特点,得到了广泛的应用。
冷激铸铁凸轮轴的性能及应用冷激铸铁由于具有高硬度的碳化物组织而具有良好的抗磨性和抗擦伤性。
冷激铸铁中的白口层是莱氏体组织,在常温下是珠光体和碳化物的机械混合物,由于含有大量的碳化物,它起一个骨架作用。
硬度较高,而莱氏体中的球光体起到储油作用。
冷激铸铁凸轮轴是在HT25基础上加入一定量的合金元素,经过特殊的铸造成型工艺铸造而成。
合金元素的加入提高了凸轮轴基体硬度和综合机械性能,大大提高耐磨性。
冷激铸铁凸轮轴的机械性能:抗拉强度ób>25N/mm2;硬度HRC48~54;耐磨层深度达6~1mm。
由于目前采用的球墨铸铁和45#钢采用等温淬火或高频淬火获得马氏体组织。
高速运转后,凸轮桃尖部位出现早期磨损,而冷激铸铁采用特殊的成型工艺,不需热处理。
凸轮轴各部位即能得到所需的不同硬度值。
桃尖部位的磨损量仅为球墨铸铁和45#钢的1/7,同时具有降低加工成本,提高经济性等优点。
为了减轻重量,凸轮轴芯铸成中空圆柱或者中空异型状成为发展趋势。
中空圆柱或者中空异型状对加工设备和生产材料提出了很高的要求,如对磨床等设备的加工精度和稳定性要求很高。
作为优化整个气门驱动系统的基本要素,组合式凸轮轴的发展正成为趋势。
组合式凸轮轴由精密钢管和装配于其上的凸轮节组成,而凸轮节的材料可以是钢或粉末金属材料。
装配式凸轮轴的发展前景由于传统的凸轮轴主要是铸造或锻造加工而成,各个部位金属性能相似。
这种凸轮轴很难同时保证发动机配气机构对凸轮轴各个部位不同性能的要求,凸轮的排列也不可能紧凑,材料利用不尽合理,后续加工复杂,在轻量化、功能高度集中和降低成本方面难有新的突破。
随着汽车轻量化发展,凸轮轴向轻量化、功能高度集中和低成本方向发展,装配凸轮轴的优势逐渐被人们认可和接受。
装配式凸轮轴的轴和凸轮分开制造,然后装配在一起。
凸轮一般采用碳钢或粉末冶金材料,轴颈采用粉末冶金件或集中于芯轴的钢管上,芯轴则采用冷拔薄壁无缝钢管。
碳钢凸轮可进行高频淬火或渗碳处理,具有较高的耐胶着、耐点蚀性能。
在设计方面装配式凸轮轴可将凸轮宽度设计较窄,间隔亦可很小,凸轮的排列非常紧凑。
它与传统凸轮轴相比具有重量轻、加工成本低、材料利用合理等优点,与实心轴凸轮轴相比,重量减轻多达45%。
装配式凸轮轴的关键技术是连接方法,因其连接方法不同而决定制造工艺及设备。
装配式凸轮轴始于上个世纪8年代,最先研制开发的是焊接连接式凸轮轴。
上个世纪8年代中期烧结连接式凸轮轴投入使用,同期出现了扩管法生产的凸轮轴。
上世纪9年代后期滚花连接式凸轮轴开始研制。