轿车凸轮轴加工工艺介绍
具有革命性的轿车凸轮轴加工方案
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具 有 革 命性 的轿 车 凸轮 轴加 工 方 案
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轿 车 凸轮轴加 工 方案
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公 司供稿
凸轮轴的工艺分析及生产类型的确定
1 凸轮轴的工艺分析及生产类型的确定1.1 凸轮轴的用途任务书所指凸轮轴为内燃机配气机构的零件，其主要工作表面是两个凸轮面，推动顶杆移动，从而控制进、排气门的开合。
正火处理，硬度为170-241HBS 。
凸轮表面及0.0320.03915--∅表面应高频淬火，硬化层深1.5～3，凸轮顶部允许达6，淬硬层硬度为55-63HRC 。
淬火层金相组织应为细针状和中等针状回或马氏体及少量屈氏体；进、排气凸轮均为对称形，对于表中所列理论升程之偏差：103.5-118.5，范围内不大于0.04。
在118.5-180范围内不大于0.06；升程变化率公差在103.5-118.5范围内0.004/1，在118.5-180范围内0.006/1。
进、排气凸轮用平面测量头从凸轮对称中心为0处向两侧测量；凸轮轴精加工后，各支承轴颈和凸轮表面应光洁。
不允许有碰伤，凹痕，毛刺，裂缝等缺陷存在；凸轮轴精加工后应经磁力探伤，探伤后退磁；去锐边，尖角（包括凸轮两侧）；按JB/T510482-92《柴油机凸轮轴检验方法》检验。
1.3 审查凸轮轴工艺性由零件图可知，凸轮轴进气排气凸轮表面、ø15外圆面、ø25外圆面、ø24外圆面，ø 18外圆面、两个槽、ø30及ø24端面为主要的工作表明，加工精度高，需要高精度机床或磨床进行加工，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过车、铣粗加工即可达到加工要求；由此分析，该零件的工艺性较好。
1.4 确定凸轮轴的生产类型依设计题目指示可知该凸轮轴的生产类型为大批量生产，其对应夹具设计成专用夹具。
2 确定毛坯，绘制毛坯简图2.1 选择毛坯由于该凸轮轴在工作过程中要承受交变载荷，并且工作环境温度变化较大，为增强凸轮轴的强度和冲击韧性，获得纤维组织，毛坯选用锻件。
该凸轮轴的轮廓尺寸不大，生产类型属于大批生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制造毛坯。
装配式凸轮轴的先进制造技术
汽 大众有限公 司采 用 了德 国蒂森克虏伯 公司的装
２世纪９ 年代 ，美 国通 用汽车有 限公司 申请专利 通 ０ ０ 过对 空心 轴体扩胀完成 紧固连接 。英 国ＧＫ 科技 有限公 Ｎ 司对 空心轴体 内腔施加液压 力或机械压 力实现轴体 与已
成形 凸轮的紧 固连 接 。 日本丰 田汽车公 司、德 国埃米 特 公 司、德 国的戴姆 勒 一克莱斯 勒、法 国雷诺 公司以及 俄
工艺特点
装 配式 凸轮轴制造工艺是 由技术使其按工作要 求装 配
在一起 。其核心技术在于 凸轮与心轴的连接 ，既要保证 凸轮轴 向的准确定位 ，同时又要保证 凸轮的相位 角度 ，
装配式 凸轮轴结构及剖面图如图ｌ 所示。 图 １
■ 长春 吉扬华欣科技有限责任公司／ 杨慎华
装配 轮轴的先 式凸 进制造 技术
凸轮轴作为发动机三大关键摩擦副之一 ，是发动机配气机构中气门传动组最 关键 的零
部件 。凸轮轴结 构设计与加工质量的好坏 ，直接影 响发动机 的性 能。装配式 凸轮轴制造工 艺作为一种先进制造技术 ，以其构思新颖、经济和社会效益显著等优点 ，满足了现代企业发
性能的不 同要求 ，在 同一 凸轮轴上合理选择不同的 凸轮、轴颈与心轴材料 。如凸轮采用粉
末冶金或铸钢 ，凸轮轴采用冷拔钢管 。这不仅有利于优化产品性能 ，也有利于改善凸轮轴 加工性能和优化成本 ，保证其抗扭 强度 、刚度 、弯 曲性能及耐磨性 等要 求。 （） ３ 可大幅度降低制造成本 可视具体材料及形状要求， 采用冷精密塑性成形、 粉末冶金 烧结、精密铸造等工艺精密成形凸轮， 减少昂贵的凸 轮切肖力工过程， Ｊ 『 口 节省工时、降低成本。 （）降低整体重量 ４ 空心管心轴 、凸轮材料的优化及精 密成 形技术的应用 ，可使 凸
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。
凸轮的工艺设计论文
凸轮的工艺设计论文凸轮是机械传动系统中重要的零件之一，广泛应用于自动化设备、工业机械、汽车、摩托车等领域。
凸轮的工艺设计是指根据凸轮的功能需求及其使用条件，综合考虑材料、工艺和加工设备等因素，制定凸轮的制造工艺方案。
一、凸轮的工艺特点凸轮是一种部件复杂、形状多变、精度要求高、生产周期长的零件。
在其加工过程中，存在以下工艺特点。
1.凸轮的加工具有多种选择。
在凸轮的加工中，可选择的加工工艺包括车削、铣削、磨削、电火花加工等，其中应根据凸轮的材质、精度要求、生产批量等综合考虑选择最合适的加工工艺。
2.凸轮的加工精度要求高。
凸轮作为一种重要的机械传动零件，其工作效率和耐久性直接取决于其加工精度。
因此，在制定凸轮的工艺方案时，必须特别注重加工精度的控制。
3.凸轮的表面处理重要。
在凸轮的制造过程中，表面处理是不可或缺的一步，其目的是提高凸轮的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性。
常用的表面处理方法有氮化、热处理、镀层等。
4.凸轮的生产周期较长。
由于凸轮本身形状复杂，精度要求高，对加工工艺和工序的控制也较为严格，因此凸轮的生产周期通常比较长，要求采用优化的工艺方案和适当的加工设备，以提高生产效率。
二、凸轮的工艺设计原则在制定凸轮的工艺方案时，应遵循以下原则。
1.确保凸轮的材质符合要求。
凸轮材质应选择具有良好机械性能、抗疲劳性和高温强度的合金钢材料，并根据凸轮的使用环境和工作条件确定热处理工艺。
2.优化凸轮的加工工艺。
根据凸轮的材质、精度要求、生产批量等不同情况，综合考虑选择最合适的加工工艺和加工设备，以提高加工效率和加工精度。
3.加强凸轮的表面处理。
凸轮的表面处理对其使用寿命和工作效率具有重要的影响，因此应选择适当的表面处理方法，如氮化、热处理、镀层等，以提高凸轮的抗磨性、抗腐蚀性和耐久性。
4.控制凸轮的加工误差。
在凸轮的加工过程中，加工误差是不可避免的，但应通过适当的技术手段和工艺控制措施，尽量减小加工误差，提高凸轮的加工精度和质量水平。
汽车轴承加工工艺流程
汽车轴承加工工艺流程
1. 原材料准备
- 选择合适的钢材或其他金属材料作为轴承材料。
- 检查材料质量,确保无缺陷。
2. 锻造或铸造
- 根据轴承的设计要求,采用锻造或铸造工艺将原材料加工成粗坯。
- 锻造可提高材料的致密度和力学性能。
3. 热处理
- 对粗坯进行适当的热处理,如淬火、回火等,以获得所需的硬度和强度。
- 热处理可改善材料的组织结构和力学性能。
4. 粗加工
- 使用车床、铣床等机床对粗坯进行粗加工,去除多余材料,获得接近最终尺寸的半成品。
- 粗加工可提高后续精加工的效率。
5. 精加工
- 采用精密加工设备,如精密车床、磨床等,对半成品进行精加工。
- 确保轴承表面光洁度、几何精度和尺寸公差符合要求。
6. 超精加工(可选)
- 对于一些高精度轴承,可进行超精加工,如滚动磨床加工、抛光等,
以获得更高的表面质量。
7. 装配
- 将加工完成的轴承内、外圈、滚动体等部件进行清洗和装配。
- 注意保持装配过程的清洁度,避免污染。
8. 检测
- 对装配后的轴承进行全面检测,包括尺寸、运动精度、噪音、振动等,确保满足质量标准。
9. 包装和入库
- 对合格的轴承进行标识、包装,防止在运输和存储过程中受损。
- 将轴承入库,待后续装配到汽车上。
以上是汽车轴承加工的一般工艺流程,具体流程可能因轴承类型、材料和要求而有所调整。
在整个加工过程中,需要严格控制质量,确保轴承的可靠性和使用寿命。
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。
汽车凸轮轴的速精密磨削技术
１ ０。 ８
３ ． 加工表面容易产 生波纹
由于凸轮 轴属细长 轴类零件，变化 的磨 削力容 易
设备及工艺优势
１ ． 工件轮廓表面恒线速磨削
在普 通 凸轮轴磨 床上 ，凸轮 工件是以恒转速 旋转 ，
因而 凸轮 上各点的磨 削速度相差 很大 ，达几倍甚 至十几 倍 ，容 易造成许 多磨 削缺陷如振 动、烧伤 、轮廓 精度误 差等。 为 了避 免复杂的编 程过程 ，使操 作者使用起 来更方 便 ，图４ 把 凸轮升 程处９ 。范围 内分成 ｌ 个转速 区 ，分 ａ ０ ０ 别为２ 、４ 、３ ……１ 转速 区，而把 基 圆处作 为 ｌ 速区 。 ０ 转
● 奇 瑞 汽 车 股份 有 限公 司／ 立 民 王
汽 凸轴 高精磨技 车轮 的速 密 削术
目前 ，国内的大部分 凸轮轴生产企 业仍然广泛 使用机械靠模 凸轮轴磨床 仿形磨削 凸 轮轴 ，凸轮 轴的轮廓精度 直接受到磨床 靠模样板制造精 度的影 响。在加工效率 方面 ，我
国汽车工业应用的 国产 凸轮轴 磨床 基本上砂轮线速度在６ ｍ／以下 ，难以满足汽车工业大 ０ ｓ 规模 生产 对加 工效率和加工精度的需要。
主轴的无 级变速旋转和 分度 ，又控制砂轮架按 凸轮型面
升程数值和降程数值 的往复运动及横向进给 。
图
３
（）工件主轴 由Ｃ Ｃ ２ Ｎ 控制 的伺服 电动机驱 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 线速度 、金属 切削量和磨 削力基本一 致 ，对保证 凸轮表
凸轮轴的热处理工艺流程
凸轮轴的热处理工艺流程凸轮轴是发动机中的重要零部件，其负责控制气门的开闭时间和行程，直接影响发动机的性能和效率。
为了提高凸轮轴的硬度、耐磨性和耐久性，需要对其进行热处理。
下面将介绍凸轮轴的热处理工艺流程。
1. 预处理凸轮轴在进行热处理之前需要进行预处理，主要包括清洗和除油。
清洗的目的是去除表面的污垢和杂质，以保证后续处理的效果。
除油则是为了去除表面的油脂，以免影响后续的加热和冷却过程。
2. 加热加热是凸轮轴热处理的关键步骤之一。
凸轮轴需要被加热到一定的温度，以改变其组织结构和性能。
常用的加热方法有火焰加热、电阻加热和感应加热等。
在加热过程中，需要控制加热温度和加热时间，以确保凸轮轴达到所需的热处理效果。
3. 淬火淬火是凸轮轴热处理的另一个重要步骤。
在加热到一定温度后，凸轮轴需要迅速冷却，以使其组织结构发生相变，从而提高硬度和耐磨性。
常用的淬火介质有水、油和气体等。
选择合适的淬火介质和冷却速度是确保凸轮轴获得理想性能的关键。
4. 回火淬火后的凸轮轴通常会存在一定的脆性，为了降低其脆性并提高韧性，需要进行回火处理。
回火是通过再次加热凸轮轴并保持一定的温度和时间来实现的。
回火可以使凸轮轴的组织结构得到调整，从而提高其韧性和耐久性。
5. 精加工热处理后的凸轮轴需要进行精加工，以达到设计要求的尺寸和形状。
精加工包括车削、磨削、抛光等工艺，可以提高凸轮轴的表面质量和几何精度。
6. 检测对热处理后的凸轮轴进行检测，以确保其质量和性能符合要求。
常用的检测方法包括金相显微镜检测、硬度测试、尺寸测量等。
通过检测，可以及时发现和解决凸轮轴的质量问题，保证其在使用过程中的可靠性和稳定性。
凸轮轴的热处理工艺流程包括预处理、加热、淬火、回火、精加工和检测等步骤。
每个步骤都起着重要的作用，相互配合，最终使凸轮轴获得理想的硬度、耐磨性和耐久性。
通过科学的热处理工艺，可以提高凸轮轴的性能，进一步提升发动机的整体性能和效率。
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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2
3、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。
4.2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。
设备要求：高精度CNC外圆磨床。
推荐厂家日本ToYoda、日本KOYO、德国Junker、德国Mikorsa、德国Schaudt、英国Landis等一级品牌磨床。
砂轮：普通砂轮或CBN砂轮
技术要求：直径公差0.021、跳动0.04、圆度0.005、Ra0.4
工艺过程：砂轮宽度大于轴颈宽度，砂轮仅做径向进给，轴向不移动。
有心工艺：中心孔定位，各轴颈依次磨削。
无心工艺：轴颈自定位，所有轴颈一次磨削。
测量：一般磨削轴颈要求在线有测量系统对轴颈的直径、跳动和圆度进行100%测量.
4.3凸轮磨削
凸轮轴加工中最关键的工序是磨削凸轮。
一般分粗磨和精磨，也可仅精磨。
有心加工已中心孔定位，辅助夹具确定正时位置并且驱动凸轮轴旋转。
无心工艺由中心支架定位轴颈，一头定位正时位置并且驱动凸轮轴旋转。
目前Schaudt有磨削轴颈和凸轮一次加工的设备，采用中心孔定位方式。
转台式夹具，一次装夹可以实现先磨削轴颈再磨削凸轮。
可避免两次装夹的产生的误差。
有负曲率要求的凸轮必须分粗磨和精磨，粗磨采用大砂轮350mm磨出整体轮廓，精磨采用小砂轮150mm磨负曲率。
淬火
淬火
5、常见加工缺陷
常见的加工缺陷为凸轮桃片型线不合格，基圆及跳动超差，桃片未加工到位。
桃片基圆或基圆跳动超差后，气门开闭的时间不对，在冷试时会导致进排气的压力低或者产生泄漏
可以使用Adcole对桃片基圆尺寸，桃片跳动等关键参数进行100％测量。
还有的缺陷是止推面磨削不到位，信号轮压偏等，也会对发动机测试产生影响。