CN105014330A - 一种凸轮轴生产加工工艺 - Google Patents

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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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Abstract

本发明公开了一种凸轮轴生产加工工艺，分三个阶段：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；该阶段要求机床刚性好，切削用量选择尽可能大，以便以提高生产率切除大部分加工余量；2)半精加工是精车各支承轴颈和精磨齿轮外圆轴颈,该阶段主要为支承轴颈齿轮的加工做准备；3)精加工包括精磨各支承轴颈、止推面和凸轮以及斜齿轮加工，该阶段加工余量和切削量小，加工精度高。本发明各主要表面的粗精加工工序分开，以使粗加工时产生的变形在精加工中得到修整，半精加工中产生的变形在精加工中得到修正，还必须在加工过程中增设辅助支承以采取分段加工等措施，保证凸轮轴加工精度。

Description

一种凸轮轴生产加工工艺
技术领域
本发明涉及轴类加工技术领域，具体属于一种凸轮轴生产加工工艺。
背景技术
凸轮轴是内燃机配气***中关键的零件之一，整个配气机构是由凸轮轴驱动的，凸轮的设计对整个配气***的性能起着决定性的作用。凸轮轴刚性差、易变形；精度高，加工难度大；随着汽车行业的不断发展，再加上配件的需求，使得凸轮轴的需求量一直高居不下。
从细长轴的角度来说，突出的问题就是工件本身的刚度低，切削加工时会产生较大的受力变形，其表面残余应力也会引起变形。尤其是在加工凸轮和齿轮时，这种变形会更为显著。
凸轮轴在加工过程中的变形，不仅影响到后续工序加工中的余量分配是否均匀，而且变形过大会导致后序加工无法进行，甚至造成中途报废。凸轮轴加工后的变形，将直接影响到装配后凸轮轴的使用性能，现有加工工艺方法，设计不合理，加工精度和产品品质难以保证。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供了一种凸轮轴生产加工工艺，克服了现有技术的不足，各主要表面的粗精加工工序分开，以使粗加工时产生的变形在精加工中得到修整，半精加工中产生的变形在精加工中得到修正，还必须在加工过程中增设辅助支承以采取分段加工等措施，保证凸轮轴加工精度。
本发明采用的技术方案如下：
一种凸轮轴生产加工工艺，所述的加工工艺分三个阶段：(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；该阶段要求机床刚性好，切削用量选择尽可能大，以便以提高生产率切除大部分加工余量；
(2)半精加工是精车各支承轴颈和精磨齿轮外圆轴颈,该阶段主要为支承轴颈齿轮的加工做准备；
(3)精加工包括精磨各支承轴颈、止推面和凸轮以及斜齿轮加工，该阶段加工余量和切削量小，加工精度高；
所述的粗加工时，毛坯面为定位基准，然后以大端外圆的端面作轴向定位，尾座顶尖采用弹性顶尖，使工件在轴向自由伸长，工件通过卡拉工具夹持移动；以工件的中心孔定位在轴的加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面的同轴度，采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面；
所述精车时，采用双顶尖法，尾座应采用弹性顶尖；
所述的切削时采用反向进给，车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动；
对于各支承轴颈是按粗车、精车、精磨加工的，对于是按凸轮粗磨、精磨加工的，对于斜齿轮是按粗车、精车、精磨、滚齿加工的，各表面的加工顺序按从粗到精、且主要表面与次要表面的加工工序相互交叉进行。
所述的粗加工用车刀在前刀面上开有断屑槽，使断屑容易，精车用刀常有一定的负刃倾角，使切屑流向待加工面。
所述的原料毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。
在粗车之后、半精车之前对材料进调质处理，以获得良好的物理力学性能。
在精加工之前材料表面需要进行淬火处理，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。
在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明各主要表面的粗精加工工序分开，以使粗加工时产生的变形在精加工中得到修整，半精加工中产生的变形在精加工中得到修正，还必须在加工过程中增设辅助支承以采取分段加工等措施，保证凸轮轴加工精度；采用双顶尖法，尾座应采用弹性顶尖，定位准确，切削时采用反向进给，车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动，这样刀具施加于工件上的进给力方向朝向尾座，因而有使工件产生轴向伸长的趋势，而卡拉工具大大减少了由于工件伸长造成的弯曲变形。
具体实施方式
一种凸轮轴生产加工工艺，所述的加工工艺分三个阶段：(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；该阶段要求机床刚性好，切削用量选择尽可能大，以便以提高生产率切除大部分加工余量；
(2)半精加工是精车各支承轴颈和精磨齿轮外圆轴颈,该阶段主要为支承轴颈齿轮的加工做准备；
(3)精加工包括精磨各支承轴颈、止推面和凸轮以及斜齿轮加工，该阶段加工余量和切削量小，加工精度高；
对于各支承轴颈是按粗车、精车、精磨加工的，对于是按凸轮粗磨、精磨加工的，对于斜齿轮是按粗车、精车、精磨、滚齿加工的，各表面的加工顺序按从粗到精、且主要表面与次要表面的加工工序相互交叉进行。
粗加工时，毛坯面为定位基准，然后以大端外圆的端面作轴向定位，尾座顶尖采用弹性顶尖，使工件在轴向自由伸长，工件通过卡拉工具夹持移动；以工件的中心孔定位在轴的加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面的同轴度，采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面；粗加工用车刀在前刀面上开有断屑槽，使断屑容易，精车用刀常有一定的负刃倾角，使切屑流向待加工面；所述精车时，采用双顶尖法，尾座应采用弹性顶尖；切削时采用反向进给，车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动；
所述的原料毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。
在粗车之后、半精车之前对材料进调质处理，以获得良好的物理力学性能。
在精加工之前材料表面需要进行淬火处理，这样可以纠正因淬火引起的局部变形，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。
各主要表面的粗精加工工序分开，以使粗加工时产生的变形在精加工中得到修整，半精加工中产生的变形在精加工中得到修正，还必须在加工过程中增设辅助支承以采取分段加工等措施，保证凸轮轴加工精度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种凸轮轴生产加工工艺，其特征在于，所述的加工工艺分三个阶段：(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；该阶段要求机床刚性好，切削用量选择尽可能大，以便以提高生产率切除大部分加工余量；
(2)半精加工是精车各支承轴颈和精磨齿轮外圆轴颈,该阶段主要为支承轴颈齿轮的加工做准备；
(3)精加工包括精磨各支承轴颈、止推面和凸轮以及斜齿轮加工，该阶段加工余量和切削量小，加工精度高；
所述的粗加工时，毛坯面为定位基准，然后以大端外圆的端面作轴向定位，尾座顶尖采用弹性顶尖，使工件在轴向自由伸长，工件通过卡拉工具夹持移动；以工件的中心孔定位在轴的加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面的同轴度，采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面；
所述精车时，采用双顶尖法，尾座应采用弹性顶尖；
所述的切削时采用反向进给，车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动；
对于各支承轴颈是按粗车、精车、精磨加工的，对于是按凸轮粗磨、精磨加工的，对于斜齿轮是按粗车、精车、精磨、滚齿加工的，各表面的加工顺序按从粗到精、且主要表面与次要表面的加工工序相互交叉进行。
2.根据权利要求1所述的一种凸轮轴生产加工工艺，其特征在于：所述的原料毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理。
3.根据权利要求2所述的一种凸轮轴生产加工工艺，其特征在于：在粗车之后、半精车之前对材料进调质处理。
4.根据权利要求3所述的一种凸轮轴生产加工工艺，其特征在于：在精加工之前材料表面需要进行淬火处理，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。
5.根据权利要求4所述的一种凸轮轴生产加工工艺，其特征在于：在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。
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