【正文】 ............................... 10 包絡(luò)線理論 ............................................................. 13 凸輪廓形坐標(biāo) ........................................................... 14 砂輪的中心坐標(biāo) ......................................................... 17 磨削圓周進(jìn)給量計(jì)算 ..................................................... 18 等周速曲線 ............................................................. 20 砂輪座加速度 ........................................................... 20 光順處理 ............................................................... 21 工件主軸轉(zhuǎn)速配置 ....................................................... 21 磨削用量數(shù)據(jù) .......................................................... 22 5 結(jié)論 ..................................................................... 23 參考文獻(xiàn) ................................................................... 23 1 引言 隨著 現(xiàn)代 行業(yè)的不斷發(fā)展，再加上配件的需求，使得凸輪軸的需求量一直高居不下。面對(duì)國(guó)外汽車行業(yè)的沖擊，我們國(guó)產(chǎn)汽車業(yè)應(yīng)該加緊研究、建立符合中國(guó)國(guó)情的，我們自己的基礎(chǔ)制造業(yè)，提高質(zhì)量、降低成本，這樣才能保住我們國(guó)產(chǎn)汽車的市場(chǎng)。 本文主要圍繞 汽車凸輪 軸生產(chǎn)線的工藝 分析 ，從前期準(zhǔn)備、工藝設(shè)計(jì)、理論計(jì)算、生產(chǎn)實(shí)踐、和產(chǎn)品檢測(cè)這幾個(gè)方面，闡述了凸輪軸加工的一整套設(shè)計(jì)思路和方法，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)中的零部件加工具 有重要的參考作用。 材料：（ FCA3）銅鉻鉬合金鑄鐵，各主軸頸及端面的硬度 HB180~240，凸輪 HRC48. 凸輪軸簡(jiǎn)圖 圖 1 發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸主要加工內(nèi)容和精度要求 （ 1）支承軸徑 前軸徑前端φ ?? ，后端φ ?? ，表面粗糙度 中間軸徑φ ?? ，表面粗糙度 后軸徑φ ?? ，表面粗糙度 （ 2）凸輪 商丘科技 職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 2 6 個(gè)凸輪基圓尺寸為φ ?? ，表面粗糙度 。 20′（見(jiàn)圖 1） 凸輪型線誤差作用段177。 一缸凸輪軸對(duì)鍵槽位置 112176。 20′ （ 3）斜齒輪 齒數(shù)： 13，螺旋角： 53176。 1′ 46公法線長(zhǎng)度： ～ 齒形誤差≤ ；齒向誤差≤ ；齒槽對(duì)鍵槽的角度 20176。 2176。 (2)對(duì)于關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)，優(yōu)先考慮國(guó)內(nèi)外可靠廠家的先進(jìn)設(shè)備。 (5)在投資允許的情況下，盡量考慮柔性生產(chǎn)。在凸輪軸的加工過(guò)程中，有兩個(gè)主要因素影響其加工精度。 易變形特性 從細(xì)長(zhǎng)軸的角度來(lái)說(shuō)，突出的問(wèn)題就是工件本身的剛度低，切削加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的受力變形， 其表面殘余應(yīng)力也會(huì)引起變形。 凸輪軸在加工過(guò)程中的變形，不僅影響到后續(xù)工序加工中的余量分配是否均勻，而且變形過(guò)大會(huì)導(dǎo)致后序加工無(wú)法進(jìn)行，甚至造成中途報(bào)廢。 因此，在安排其工藝過(guò)程時(shí)，必須針對(duì)工件易變形這一特點(diǎn)采取必要的措施。 加工難度大 從形狀復(fù)雜的角度來(lái)說(shuō)，突出的問(wèn)題凸輪、齒輪這些復(fù)雜表面的加工。 例如對(duì)于凸輪的加工，從滿足使用要求的角度來(lái)說(shuō)，既要求其相位角準(zhǔn)確又要求凸輪曲線升程滿足氣門開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)升降過(guò)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(shì)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?？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。 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。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。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。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。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。 這種方法 不僅使工件的裝夾方便、可靠。這對(duì)于大量生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，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。為了利于逐步地達(dá)到加工要求，所以把整個(gè)工藝過(guò)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)。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。該階段主要為支承軸頸齒輪的加工做準(zhǔn)備。該階段加工余量和切削量小，加工精度高。 （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 。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(shuō)，符合“先粗后精”的加工原則。該形面的加工方法目前主要有車削和磨削兩種。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(lái)工作。該磨床通過(guò)對(duì)砂輪直徑的控制來(lái)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。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。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(guò)一般仿珩磨的生產(chǎn)率。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。 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(wú)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(wú)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。同時(shí)，高速磨削及金剛石滾輪連續(xù)修整工藝，保證了其生產(chǎn)效率及產(chǎn)品的質(zhì)量?？磕Ｍ馆啓C(jī)構(gòu)擺動(dòng)工作臺(tái)凸輪軸磨床，在磨削中存在著一系列的加工缺陷，而 采用數(shù)控凸輪磨削的新工藝，取消了靠模，完全靠 CNC 控制獲得精密的凸輪輪廓，同時(shí)工件無(wú)級(jí)變速旋轉(zhuǎn)，并采用 CBN 砂輪加工凸輪軸，從根本上解決了傳統(tǒng)凸輪磨床的缺陷，不僅擺脫了靠模精度對(duì)凸輪精度的影響，而且砂輪的磨損不影響加工精度。 商丘科技 職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 8 3)凸輪軸支撐軸頸的磨削 凸輪軸支撐軸頸的加工尺寸與精度如圖 2 所示。同時(shí)數(shù)控磨削可以運(yùn)