凸轮轴机械加工工艺.ppt

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凸轮生产加工工艺流程英文回答：The process of cam production and machining involves several steps to ensure the creation of a high-quality and efficient camshaft. It begins with the selection ofsuitable raw materials, which are typically steel alloys or cast iron. These materials are chosen for their strength and durability, as they need to withstand the high stresses and temperatures experienced during engine operation.Once the raw materials are obtained, they are subjected to various shaping processes. The first step is usually rough machining, where the camshaft blank is cut to the approximate shape using milling or turning machines. This rough shape is then refined through a series of grinding operations to achieve the precise dimensions and surface finish required for proper camshaft functioning.After the shaping processes, the camshaft undergoesheat treatment to enhance its mechanical properties. Heat treatment involves heating the camshaft to a specific temperature and then rapidly cooling it to induce changesin its microstructure. This process improves the camshaft's hardness, strength, and wear resistance, ensuring its longevity and reliability in engine applications.Next, the camshaft is subjected to precision machining operations to create the cam lobes and other critical features. This typically involves the use of specialized grinding machines that can accurately shape the cam profile according to the design specifications. These machines use abrasive wheels to remove material from the camshaft surface, gradually forming the desired shape and dimensions.Once the cam lobes are machined, the camshaft undergoes a series of inspections and quality control measures to ensure its dimensional accuracy and surface integrity. This may involve the use of advanced metrology equipment, suchas coordinate measuring machines (CMMs), to verify the camshaft's profile, dimensions, and surface finish. Any deviations or defects are identified and corrected toensure the final product meets the required specifications.Finally, the finished camshaft is subjected to surface treatment processes, such as polishing or coating, tofurther enhance its performance and longevity. Polishing helps to reduce friction and wear, while coatings, such as nitriding or chrome plating, provide additional protection against corrosion and wear.中文回答：凸轮的生产加工工艺流程包括多个步骤，以确保生产出高质量和高效率的凸轮轴。

车铣技术凸轮轴加工工艺分析凸轮轴是发动机的关键部件之一，负责控制发动机气门的开闭时间和行程，是发动机工作正常的保证之一。

车铣技术是一种广泛应用于机械制造中的加工工艺，它能够实现对复杂曲面的加工，因此非常适合用于凸轮轴的加工。

本文将对凸轮轴加工中常用的车铣技术进行分析，并探讨其工艺特点和优势。

一、车铣技术的工艺特点车铣技术是一种同时结合车削和铣削操作的加工技术，它能够实现对复杂曲面的加工，具有以下几个显著的工艺特点：1. 高加工精度：车铣技术能够通过多轴联动来控制刀具的移动，使得加工精度得到有效保证。

尤其对于凸轮轴这种复杂曲面的加工，车铣技术能够实现高精度的加工。

2. 高加工效率：车铣技术可以一次装夹完成复杂曲面的多面加工，能够大大提高加工效率。

而且，在现代数控机床的应用下，车铣技术能够实现自动化加工，进一步提高了加工效率。

3. 可加工性强：车铣技术适用于各种材料的加工，包括钢、铁、铝合金等。

对于凸轮轴这种材质较硬、形状复杂的零件，车铣技术能够更好地实现其加工要求。

凸轮轴作为发动机的关键部件之一，其加工要求较高。

下面将以一种常见的凸轮轴加工工艺为例，结合车铣技术进行分析。

凸轮轴加工的一般工艺流程如下：1. 材料选择与切削速度确定：根据凸轮轴的材料选择适当的切削工艺参数，包括切削速度、进给速度、切深等。

对于车铣工艺，一般选择较高的切削速度，以提高加工效率。

2. 凸轮轴的粗车：首先对凸轮轴进行粗车，即将材料的多余部分削除。

车铣技术通过刀具的高速旋转和移动，能够快速、高效地进行粗加工。

4. 其他加工工序：根据需要，还可以对凸轮轴进行其他的加工工序，如钻孔、铰孔等。

车铣技术同样适用于这些工序，能够实现高精度的加工。

车铣技术在凸轮轴加工中具有以下几个显著的优势：2. 高加工效率：车铣技术通过一次装夹完成多面加工，大大提高了加工效率。

4. 自动化加工：在现代数控机床的应用下，车铣技术能够实现自动化加工，提高了生产效率和一致性。

凸轮轴的加工工艺凸轮轴的加工工艺凸轮轴的材料：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HRC45—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一．凸轮轴轴颈粗加工采用无心磨床磨削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，如：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。

汽车凸轮轴零件工艺规程设计摘要：汽车的凸轮轴在汽车发动机中占据了非常重要的位置，并且随着近几年来汽车发动机行业的蓬勃飞速发展，汽车发动机的制造已经实现了自动化生产，那么，凸轮轴的性能好坏成为了评价发动机性能好坏的一项重要指标。

因此，如何对凸轮轴进行生产，需要进行什么样的加工工艺具有非常大的现实意义，不仅在于可以降低成本、提高利润，还可以促进更好流水生产线的布置。

本文主要介绍了凸轮轴的加工过程，并对其加工工艺进行了详细的分析与研究。

关键词：凸轮轴；发动机；工艺分析1凸轮轴生产线工艺设计1.1生产线布置汽车的凸轮轴在整个汽车发动机的结构布局中占据了非常重要的位置，通常其在流水线的生产过程中选择进行U型布置的方式，U型的中间空间的部分用来放置安装备件的设备，各种仪器的操作面板一般也要面对着该走道，这些开口中间要连接着相应的滑道。

整个车间为整体地基。

这种形式使安装以及移动相关设备变得更加便利，这在对产品进行更换的时候，对提高移动设备的过程和时间是一种非常便利的安排，在对流水线的安排上也能有更大的自主选择权。

1.2工艺设计1.2.1定位基准的选择凸轮轴作为汽车发动机的重要组成部分在其设计过程中必须要保持轴线基准，因为凸轮轴各部分零件的加工很难完成于一次装夹里，故而，要想使加工凸轮轴的精度得到保障，最重要的就是要将多次装夹的定位差距降到最低。

常规方法是采用两顶尖孔来当作定位轴类零件的相关基准，这样不但能够防止在多次装夹的过程中工件因转换定位基准而在定位上产生误差，更能当作定位之后工序的基准，这就与“基准统一”原则相符了。

从凸轮轴的整个结构可以看出，其与一般的轴类零件是完全不一样的。

其具有一些不同的特色，比如整个凸轮是一个沿其轴线为非对称的回转表面，除此之外，凸轮在基圆尺寸、凸轮曲线升程和相位角等方面也有非常高的精度要求。

1.2.2加工阶段的划分与工序顺序的安排1、加工阶段的划分凸轮轴的加工过程一般可以分为三个阶段。

凸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HRC45—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，如：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。

材料选择凸轮轴材料的选择：由于轴的载荷通常是变载荷，或变应力，故材料应具有较好的强度和韧性；对轴的表面与支承有相对滑动的轴，还须要求较好的耐磨性。

材料常用材料与热处理：凸轮轴常用材料是20Cr, 20Cr的热处理及主要机构性能（参考）如表13.4.3热处理分析：轴类零件的热处理是保证轴类零件性能的重要工艺过程，它对轴类零件的如下性能有着直接的影响：[6]1）轴类零件的制造精度：组织转变不均匀、不彻底及热处理后形成的残余应力过大轴在热处理后的加工、装配和使用过程中的变形，从而降低轴的精度，甚至报废。

2）轴类零件的强度：热处理工艺制定不当、热处理操作不规范或热处理设备状态不完好，造成被处理轴的强度（硬度）达不到设计要求。

3）轴的工作寿命：热处理造成的组织结构不合理、晶粒度超标等，导致主要性能如轴的韧性、抗磨损性能等下降，影响轴的工作寿命。

4）轴的制造成本：作为轴制造过程的中间环节或最终工序，热处理造成的开裂、变形超差及性能超差，大多数情况下会使轴报废，即使通过修补可以使用，也会增加工时，从而增加了轴的成本。

凸轮轴材料是20Cr，对强度和韧性要求比较高，而表面易磨损需渗碳。

渗碳的目的就是增加轴的耐磨性能、表面硬度、抗拉强度及疲劳极限。

渗碳以后首先要进行淬火，用来提高其硬度和强度极限。

但淬火时会引起内应力使之变脆，所以淬火以后必须要回火，回火的目的就是用来消除淬火后的脆性和内应力，提高其塑性和冲击韧度。

但是对于凸轮轴来说，半成品热处理以前还有一道重要的工序，就是要对第一和第二个凸轮之间的外圆；第五和第六个凸轮之间的外圆用两顶的装加方式进行粗磨。

这样做是因为轴类零件热处理以后会产生变形，既保证其同轴度。

以便在热处理以后以这两个外圆为基准进行校核。

3.5夹具的设计磨床夹具按其通用化的程度和结构特点，可以分为通用夹具、专用夹具、组合夹具和成组可调夹具等等。

凸轮轴加工时采用的是传动夹头，属于组合夹具类型。

组合夹具是在夹具零部件标准化的基础上发展起来的一种新型工艺装备。

车铣技术凸轮轴加工工艺分析一、引言凸轮轴是发动机的重要部件，它通过与气门相连，控制气门的开启和关闭，是发动机正常运转的关键之一。

凸轮轴的加工工艺直接影响着发动机的性能和质量，因此对凸轮轴的加工工艺进行分析和优化具有重要意义。

本文将对车铣技术在凸轮轴加工中的应用及工艺进行分析。

二、凸轮轴的加工工艺分析1.传统加工工艺传统凸轮轴加工主要采用车削加工、磨削加工和镗削等工艺。

车削加工是指通过车床进行粗加工和精加工，将工件上的多余材料逐渐切除，成型成凸轮轴的外形。

磨削加工则是通过磨床将凸轮轴的表面进行精加工，使其光洁度和精度达到要求。

镗削加工则是利用镗床对凸轮轴的孔件进行加工，确保其尺寸和形位精度。

这种传统的凸轮轴加工工艺存在以下问题：一是加工效率低、成本高，车削、磨削和镗削等多道工序需要耗费大量时间和人力。

二是精度难以保证，特别是对于凸轮轴的各种曲线和凸起等复杂形状难以达到高精度。

三是加工成本高，采用传统工艺生产的凸轮轴成本高昂，不利于降低产品成本和提高市场竞争力。

2.车铣技术的应用车铣技术是一种将车削和铣削工艺相结合的加工方式，它能有效解决传统凸轮轴加工工艺存在的问题。

通过车铣技术，可以在同一设备上进行粗加工、精加工、曲线加工、凸起加工等多种加工操作，大大提高加工效率和精度，降低成本。

车铣技术在凸轮轴加工中的应用主要有以下优势：（1）提高加工效率：车铣技术能够实现一次性成型，不用多次装夹和换刀，大大简化了加工工序，提高了加工效率。

（2）提高加工精度：车铣技术能够在同一设备上进行多种加工操作，能够保证凸轮轴的各种形状和尺寸要求，提高了加工精度。

（3）降低成本：车铣技术的高效率和高精度能够降低加工成本，同时减少了人力和设备的投入，降低了生产成本。

（4）提高产品质量：车铣技术能够提高凸轮轴的加工精度和表面光洁度，提高了产品质量和使用寿命。

采用车铣技术对凸轮轴进行加工，其工艺流程可以分为以下几个步骤：1.凸轮轴的选材：首先要选择适合凸轮轴加工的高强度材料，如40Cr、42CrMo等，以保证凸轮轴的使用寿命和性能。

车铣技术凸轮轴加工工艺分析凸轮轴作为发动机的关键部件之一，其加工工艺与质量对发动机的性能和寿命有着重要的影响。

本文针对车铣技术在凸轮轴加工中的应用进行了分析。

1. 凸轮轴的加工工艺凸轮轴加工主要包括车削、磨削、钻孔、镗孔、拉削等工序。

其中，车削是凸轮轴加工的主要方法，目前主要采用的车刀有两种类型，一种是自由切削式车刀，另一种是牵引切削式车刀。

2. 车削技术在凸轮轴加工中的应用车削是凸轮轴加工中最为关键的技术之一。

其要求可以通过车削加工实现凸轮轴的加工精度、表面质量和加工效率的提高。

在具体操作时，要注意以下几点：1）选用合适的车刀在选择车刀时，应根据凸轮轴的材质、加工工艺要求等因素进行综合考虑。

比如，对于镍基合金等难切削材料，应选用多刃刀片进行车削。

2）确定工艺参数车削过程中，应根据凸轮轴的材质、车刀的种类、凸轮轴的形状和尺寸等因素，确定合适的车削速度、进给量和主轴转速等工艺参数。

此外，还需要注意冷却液的使用，以确保车削时凸轮轴不会受到热损伤。

3）进行切削力和温度的控制切削力的大小和方向对车削精度和表面粗糙度有着很大的影响，因此需要采取一些措施对其进行控制。

比如，在车削前对刀具进行调整，使其合理分布于工件上。

另外，对于难以掌控的粗糙表面，可以使用应力调质的方法进行处理。

控制温度方面，可以采取增加切屑贸易的方式来降低温度。

此外，还可以在车床床身的外表粘附陶瓷板降低热传入，或加入冷却液来控制温度。

4）排除可能出现的质量问题车削时，可能出现的质量问题有松动、误差和表面粗糙度较差等。

为了排除这些问题，可以采用以下措施：a. 确保车刀的固定牢固可靠；b. 调整车刀等间距，保证凸轮轴工件的圆度和平行度；c. 表面粗糙度的处理，可使用拉刀修整器或调整车床运转定位，避免出现松动现象。

3. 结论总之，车削技术是凸轮轴加工中不可或缺的环节之一。

通过合理选用车刀和控制工艺参数等措施，可以有效地提高凸轮轴的加工精度、表面质量和加工效率。