【正文】 般表面常規(guī)加工方法，顯然是根本無法保證其加工質(zhì)量和精度的。 例如對(duì)于凸輪的加工，從滿足使用要求的角度來說，既要求其相位角準(zhǔn)確又要求凸輪曲線升程滿足氣門開啟和關(guān)閉時(shí)升降過程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但注意到凸輪曲線上的各點(diǎn)相對(duì)其回轉(zhuǎn)中心的半徑是變化的，當(dāng)選用一般的靠模機(jī)床加工時(shí)，由于加工半徑的變化，勢必引起切削速度和切 削力的變化，加之工件旋轉(zhuǎn)時(shí)的慣性力和靠模彈簧張力的瞬間變化，將會(huì)使加工后的凸輪曲線產(chǎn)生形狀誤差，即曲線的升程誤差，從而直接影響凸輪軸的使用性能。 小結(jié) 綜上所述，雖然各種方案都各有優(yōu)點(diǎn)，但其技術(shù)的不成熟或者成本問題，都成為在國內(nèi)實(shí)施的困難?？紤]到成本及大批量生產(chǎn)，選擇成熟技術(shù)和成熟的設(shè)備，使工藝方案符合經(jīng)濟(jì)性與合理性原則。 3 凸輪軸生產(chǎn)線工藝 分析 生產(chǎn)線布置 選擇生產(chǎn)線 U 型布置，設(shè)備安置在中間走道兩旁，各序設(shè)備操作面板及上下料開口一律面向中間走道，各序設(shè)備上下料開口之間由滑道相連。 這種布置形 式在保證物流通暢、占地面積小的情況下，減少了工人的走動(dòng)時(shí)間，可以做到一人多機(jī)操作，降低了生產(chǎn)線操作工人的數(shù)量。每 個(gè)工人既要 負(fù)責(zé)自己 的這幾臺(tái)設(shè)備，同時(shí)還要負(fù)責(zé)定工件時(shí)、定量檢驗(yàn)及自檢；最終工序操作工人還要負(fù)責(zé)最終質(zhì)量檢查。所以，由于生產(chǎn)線布置合理、緊湊，使得工人勞動(dòng)效率得到了很大的提高。 采用高架線結(jié)構(gòu)，使水、電、氣維修非常方便。每臺(tái)設(shè)備后留有水、電、氣接口，生產(chǎn)線兩排設(shè)備后有排水溝。整個(gè)車間為整體地基。這種形式使設(shè)備的安裝、移動(dòng)非常方便，有利于我們更換產(chǎn)品時(shí)，重新安排、增加或減少設(shè)備，進(jìn)行柔性生產(chǎn)線布置。 商丘科技 職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 4 工藝設(shè)計(jì) 定位基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于一般的軸類零件來說，其軸線即為它的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸遵循這一設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，由于凸輪軸各表面的加工難以在一次裝夾中完成，因此，減小工件在多次裝夾中的定位誤差，就成為保證凸輪軸加工精度的關(guān)鍵。 本文 采用兩頂尖孔作為軸類零件的定位基準(zhǔn)，這不僅避免了工件在多次裝夾中因定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換而引起的定位誤差，也可作為后續(xù)工序的定位基準(zhǔn)，即符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。 這種方法 不僅使工件的裝夾方便、可靠。簡化了工藝規(guī)程的制定工作，使各工序所使用的夾具結(jié)構(gòu)相同或相近，從而減少了設(shè)計(jì)、制造夾具 的時(shí)間和費(fèi)用，而且有可能在一次裝夾中加工出更多表面。這對(duì)于大量生產(chǎn)來說，不僅便于采用高效專用機(jī)床和設(shè)備以提高生產(chǎn)效率，而且也使得所加工的各表面之間具有較高的相互位置精度。 加工階段的劃分與工序順序的安排 （一）加工階段的劃分 由于凸輪軸的加工精度較高，整個(gè)加工不可能在一個(gè)工序內(nèi)全不完成。為了利于逐步地達(dá)到加工要求，所以把整個(gè)工藝過程劃分為 三 個(gè)階段，以完成各個(gè)不同加工階段的目的和任務(wù)。 發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的加工 的 三個(gè)階段 [3]： （ 1） 粗加工階段包括車各支承軸頸、齒輪外圓軸頸和粗磨凸輪。該階段要求機(jī)床剛性好，切 削用量選擇盡可能大，以便以提高生產(chǎn)率切除大部分加工余量。 （ 2） 半精加工是精車各支承軸頸和精磨齒輪外圓軸頸。該階段主要為支承軸頸齒輪的加工做準(zhǔn)備。 （ 3） 精加工包括精磨各支承軸頸、止推面和凸輪以及斜齒輪加工。該階段加工余量和切削量小，加工精度高。 工藝編排：首先以φ 32 和φ 的毛坯面為定位基準(zhǔn)，然后以大端外圓的端面作軸向定位，具體每序的定位基準(zhǔn)和夾緊位置，見表 31 發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸生產(chǎn)工藝簡介。 （二）工序順序的安排 加工順序的安排與零件的質(zhì)量要求有關(guān)，工序安排是否合理，對(duì)于凸輪軸加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性都有很大影響 。對(duì)于各支承軸頸是按粗車 —— 精車 —— 精磨加工的，對(duì)于是按凸輪粗磨 —— 精磨加工的，對(duì)于斜齒輪是按粗車 —— 精車 —— 精磨 —— 滾齒加工的。商丘科技 職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 5 各表面的加工順序按從粗到精、且主要表面與次要表面的加工工序相互交叉進(jìn)行，從整體上說，符合“先粗后精”的加工原則。 凸輪形面的加工 在凸輪軸的加工中，最重要同時(shí)難度最大的是凸輪形面的加工。該形面的加工方法目前主要有車削和磨削兩種。 凸輪形面的粗加工目前 在 國內(nèi)主要 是 凸輪軸車床車削加工，也有采用銑削加工和磨削加工的。如采用雙靠模凸輪軸磨床，機(jī)床有兩套靠模，當(dāng)砂輪直徑在一定范圍 內(nèi)時(shí)，使用第一個(gè)靠模來工作。當(dāng)砂輪磨損到一定程度時(shí)，靠模自動(dòng)轉(zhuǎn)換，使用第二個(gè)靠模來工作 [4]。該磨床通過對(duì)砂輪直徑的控制來提高凸輪外形的精度，不僅提高了凸輪形面的加工精度，也使砂輪的利用更經(jīng)濟(jì)、合理。 發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸毛坯采用精鑄的方法制造，毛坯精度較高，切削量小，故采用磨削的加工工藝，簡化了凸輪形面的加工。凸輪形面的加工采用磨削的方法，在凸輪磨床上完成粗磨及精磨的加工。工件安裝在兩頂尖之間并以鍵槽做軸向定位，在支承軸頸處安裝輔助支承保證凸輪形面的加工精度。發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸形面的加工所采用的凸輪軸磨床是立方氮化硼磨 床，該磨床能迅速地變換磨削的凸輪形狀， 超過一般仿珩磨的生產(chǎn)率。機(jī)床具有較大的剛度，能承受大的工作負(fù)荷 。由于 立方氮化硼（ CBN）砂輪 的使用壽命高，因此，砂輪的直徑變化所造成的凸輪形狀誤差顯著減小，也大大提高了凸輪形面的磨削精度。 工藝 分析 表 發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸生產(chǎn)工藝簡介 工序號(hào) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 夾緊位置 備注 10 銑端面，打中心孔 φ 外圓 2V （成活尺寸φ ） φ 36 外圓 2V （成活尺寸φ 32） φ 端面 1V φ 外圓 φ 36 外圓 專機(jī) 20 粗車主軸頸 φ 外圓 1V （成活尺寸φ ） 兩端中心孔 4V φ 外圓 半自動(dòng)液壓仿形車床 商丘科技 職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 6 30 車削主軸頸并切槽 φ 外圓 1V 兩端中心孔 4V φ 外圓 半自動(dòng)液壓仿形車床 40 兩端螺孔鉆、擴(kuò)、攻絲、修中心孔 φ 外圓 2V （成活尺寸φ ） φ 外圓 2V （成活尺寸φ 32） φ 端面 1V φ 外圓 φ 外圓 專機(jī) 50 大端外圓磨削 兩端中心孔 1V φ 外圓 1V φ 外圓 半自動(dòng)端面外圓磨床 60 前軸頸磨削 兩端中心孔 4V φ 外圓 1V φ 外圓 CNC 磨床 70 中間軸頸、后軸頸及推力部端面磨削 兩端中心孔 4V φ 32 外圓 1V φ 32 外圓 CNC 磨床 80 銑鍵槽 φ 外圓 2V φ 32 外圓 2V φ 30 端面 1V 角 向 90176。 1V φ 外圓φ 32 外圓 專機(jī) 90 粗磨凸輪（靠磨） 兩端中心孔 4V 鍵 1V 卡盤 1V φ 22 外圓 凸輪磨床 100 精磨凸輪（無靠磨） φ 30 端面 1V 兩端中心孔 2V 鍵 1V φ 22 外圓 凸輪磨床 商丘科技 職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 7 120 滾齒 φ 30 端面 3V 兩端中心孔 2V 鍵 1V φ 22 外圓 130 清洗 φ 30 與 1IN 之間非加工面 2V φ 31 與 3EX 之間非加工面 2V 無夾緊 工藝特點(diǎn) 發(fā)動(dòng) 機(jī)凸輪軸工藝特點(diǎn)： （ 1） 毛坯硬度高 （冷激區(qū) HRC45 非冷激區(qū) HB229~302） （ 2） 生產(chǎn)節(jié)拍 分鐘 （ 3） 輪軸數(shù)控車床用于支撐軸頸的粗加工 （ 4） 凸輪部分在鑄造時(shí)冷激，不需加工后淬火 （ 5） 凸輪采用粗、精磨加工，以磨代車，凸輪輪廓直接磨削 （ 6） 凸輪精加工采用全數(shù)控?zé)o靠磨磨削 （ 7） 加工中主要定位基準(zhǔn)中心孔采用打孔后修磨，保證加工質(zhì)量 工藝先進(jìn)性 分析： 1)磨削密集型工藝－外圓、軸頸、端面及凸輪 均采用磨削方法 [5] 凸輪的外圓、軸頸、端面及凸輪的粗精加工均采用磨削方法。凸輪傳統(tǒng)的粗加工方法是采用靠模車床及液壓仿形凸輪銑床，大量生產(chǎn)的凸輪軸毛坯均采用精鍛或精鑄成形，其毛坯精度高，加工余量小，采用以磨代車的新工藝，極大的簡化了凸輪形面的加工。同時(shí)，