凸轮轴加工工艺(一)

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。

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)2.1 凸轮轴的作用和分类 (4)2.2 凸轮轴传动与工作条件 (5)2.3 凸轮轴的结构及其特点 (5)2.4 凸轮轴的主要技术要求分析 (6)2.5 凸轮轴的材料和毛坯的确定 (7)2.6 凸轮轴的机械加工工艺过程 (7)2.7 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)3.1 凸轮轴的机械加工工艺特点及分析 (10)3.2 凸轮轴主要加工工序分析 (11)3.2.1 铣凸轮轴两端面，钻中心孔 (11)3.2.2 主轴颈的加工 (11)3.2.3 凸轮轴颈的加工 (11)3.2.4 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)4.1 凸轮轴主要加工表面的工序安排 (14)4.2 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (14)4.2.1 凸轮轴主轴颈工序尺寸及公差的确定 (14)4.2.2 凸轮轴小外圆序尺寸及公差的确定 (15)4.3 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。

组合式凸轮轴加工工艺摘要：本文介绍了组合式凸轮轴的结构特点及目前国内组合式凸轮轴的制造技术现状，并结合传统整体式凸轮轴进行了对比分析，为新产品开发及工艺制定的合理设计提供了可靠的依据。

关键词：内燃机组合式凸轮轴加工工艺前言凸轮轴是发动机的重要零部件之一，凸轮轴的结构设计和加工质量的好坏，对发动机的性能起着极其重要的作用，随着发动机高速度、高输出功率、低燃油附加性、整车轻量化和低成本投入等的设计需求，对发动机零部件，尤其是凸轮轴提出了更高的设计要求，要求其结构紧凑、质量轻便、材料强度高、耐磨性好。

而整体式凸轮轴一般为铸件或锻件，材料组成相同，各方面性能也相同，故无法达到以上的要求，而组合式凸轮轴无论从性能、成本，还是从质量方面均是理想的选择；目前国外应用数量已超过50%，但国内只有约10%。

1.组合式凸轮轴结构特点1.1 产品方面的优势1.1.1 组合式凸轮轴由钢管、凸轮、齿轮、六方和端头构成，然后通过装配形成凸轮轴，由于以上各部分单体进行毛坯制造，故可根据配气机构对凸轮轴各个部位的性能要求不同进行分体优化材料，即在同一凸轮轴上合理选择不同的凸轮、端头与钢管材料；例如钢管可选冷拔薄壁无缝钢管，凸轮可选冷锻/粉末冶金/冷激铸铁等，齿轮、六方、端头可选粉末冶金。

1.1.2 由于钢管选用冷拔空心管，凸轮材料的优化及精密成型技术的应用，可使凸轮轴整体重量降低20%～40%，节约材料可达30%以上。

1.2 机械加工方面的优势1.2.1 可实现柔性设计，柔性生产与敏捷制造：可实现凸轮相位角与轴向位置的控制、调整和修正，有利于新产品的设计与制造，缩短新产品的研制周期。

1.2.2 可针对不同零件采用最适宜的热处理技术与表面强化技术，因而可显著提高凸轮工作曲面抗点蚀能力和耐磨性，且可避免整体凸轮轴热处理过程中产生的变形。

1.2.3 可视具体材料及形状采用冷精密塑性成形、粉末冶金烧结、精密铸造等近净成形工艺成形凸轮，既能够节省工时，并可大幅度降低制造成本。

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。

发动机主要零件的加工工艺和设备（笔记）一、凸轮轴加工传统材料：优质碳素钢、合金结构钢、冷激铸铁、可锻铸铁、珠光体球墨铸铁及合金铸铁等。

1、凸轮轴的粗加工的传统工艺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都优于车削，事直接进行精磨。

对于加工余量大，较为先进的加工方法为采用CNC凸轮铣床（无靠模），铣削方法有外铣和轮廓回转铣削两种。

提供外铣技术的公司主要有：HELLER公司，日本小松、日本片冈等。

2、长期以来，凸轮轴磨床采用靠模，滚轮摆动仿形机构。

现凸轮磨床完全靠CNC控制获得精密的凸轮轮廓，同时工件无级变速旋转，广泛采用CBN （立方氮化硼）砂轮加工凸轮轴，这不仅摆脱了靠模精度对凸轮精度的影响，而且砂轮的磨损不影响加工精度。

目前能提供这种技术的公司有：美国Landis公司、英国Landis公司、日本NTC、丰田工机、德国的Kopp公司、Schaudt公司及Junker公司；意大利的Saimp公司等。

典型设备介绍：1）、Landis（兰迪斯）磨床a、采用高刚性、高强度合金铸铁床身，砂磨在静压导轨上移动，砂磨轴承采用高载荷静压轴承驱动砂轮采用超精密的调速电机进行磨削进程中的补偿以实现恒速磨削，砂轮的修整能进行自动补偿；b、该机床可使用CBN砂轮，使用CBN时砂磨每次的修整量是0.00075—0.00150mm；c、工作台拖板的移动采用重载荷、精密滚珠丝杆，编程控制往复运动；d、工件回转主轴采用超精密长寿命轴承，并采用变频无刷伺服电机直接驱动而取消皮带或齿轮驱动方式。

工作台拖板、砂轮轴架、主轴运动均采用闭环伺服驱动；e、砂轮修整安装在砂轮架上自动修整：1、金刚石滚轮修整；2、CNC编程修整；f、采用Landis 3200 CNC控制系统。

该机床达到的精度：1、轮廓精度总升程误差0.01mm2、每度升程误差≤0.0025mm3、角度相位误差（凸轮到凸轮）0.25°4、基圆尺寸误差±0.012mm砂轮恒线速度从30m/s到60m/s，可无级调速。

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。

发动机凸轮轴的铸造工艺及机械加工工艺研究摘要：发动机是汽车、摩托车、内燃机的核心关键部位，没有了发动机，动力也就失去了来源，而凸轮轴又是发动机的核心零部件，凸轮轴的性能和质量决定着发动机的整机性能。

本文通过发动机凸轮轴的铸造工艺、机械加工工艺的过程和控制方法，结合制造业的工厂实际，对汽车发动机的凸轮轴铸造工艺及凸轮轴加工工艺深入分析研究。

关键词：发动机；凸轮轴；铸造；加工；研究1.发动机凸轮轴铸造工艺研究1.1发动机的凸轮轴感应加热淬火铸铁发动机的凸轮轴毛坯在铸态感应加热淬火过程中，就是把工件放入到感应器中，通过一次通电加热，喷淋介质冷却淬火。

淬火后必须要有一定的余热，这样可以更好的利用余热回火，避免淬火的应力。

通常控制方法有两种，一种是通过改变淬火介质的浓度来实现的，另一种是通过调整工件在淬火介质中的时间。

发动机的凸轮轴感应加热淬火铸铁的优点是，铸造的设备相对简单，安装可靠，自动化的程度相对高，方便批量生产，并且淬火的质量稳定。

但是其也有自身的缺点，淬火硬度不是很高，并且凸轮轴变形较大，不适合长凸轮轴的铸造。

1.2发动机的凸轮轴毛坯材料为冷激铸铁发动机的凸轮轴毛坯材料为冷激铸铁的工艺方法，首先在铸造时，必须在发动机的凸轮轴模具内放置冷铁，再浇铸后使其凸轮急速冷却，以便凸轮轴迅速的凝固，在凸轮轴的表面形成莱氏体的硬化层。

这样可以使发动机凸轮轴表面的洛氏硬度有50度，进而使得凸轮轴有良好的耐磨性。

这种方法的优点是，避免了发动机凸轮轴热处理过程，不仅节约了能源，使得发动机凸轮铸造加工一次成形，而且还可以提高发动机凸轮轴的硬度和耐磨性，让凸轮轴的组织结构均匀。

但是这种方法也有自身的缺点，其缺点是在铸造过程中要人工来放置冷铁，这就使得劳动强度相对较大。

1.3发动机的凸轮轴离子氮化加工法发动机的凸轮轴离子渗氮是一种能够强化金属表面的化学热处理方法，这种方法被广泛适用到了铸铁、合金钢、碳钢等。

发动机的凸轮轴在经过离子渗氮处理以后，能够明显的提高材料表面的硬度，让发动机的凸轮轴可以有很高的耐磨性、疲劳强度，以及抗蚀能力和抗烧伤性等。