凸轮轴机械加工工艺与标准

工序7：磨第2、3轴颈外圆 外圆磨床
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工序8：车凸轮侧面和连接轴颈等 凸轮轴车床
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工序8：车凸轮侧面和连接轴颈等 凸轮轴车床
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工序9：校直 压床
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工序10：磨正时齿轮轴颈和螺纹轴颈外圆等 外圆端面磨床
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的齿轮和正时齿轮轴颈等几部分。 凸轮轴刚性差、 易变形; 精度高, 加工难度大。
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凸轮轴的主体是一根与汽缸组长度相同的圆柱形棒体。上面套有若干 个凸轮，用于驱动气门。
凸轮的侧面呈鸡蛋形。其设计的目的在于保证汽缸充分的进气和排 气，具体来说就是在尽可能短的时间内完成气门的开、闭动作。
毛坯制造方法： 精铸和精锻。 直接用棒料加工。
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三、凸轮轴加工工艺性分析
机械加工工艺性差的两个主要原因
1.结构细长，易变形 受力变形、表面残余应力变形、热处理变形。 2.加工难度大 凸轮、偏心轮等复杂表面的尺寸、形状和相互位置
精度要求高。
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第二节 凸轮轴加工过程概述
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工序2：校直 压床
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工序3： 车1、2支承轴颈外圆等 凸轮轴轴颈车床
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工序4： 车3、4支承轴颈外圆等 凸轮轴轴颈车床
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工序5：钻φ7孔 钻床
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工序6：校直 压床
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发动机总类繁多，凸轮轴的结构形状各异，但基本形状相差不大。
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工序1：铣端面打中心孔 铣钻组合机
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中心孔加工是以后加工工序的定位基准，在铣端面时，一般只限定5 个自由度即可，用2个V型块限定4个自由度，轴向自由度是由凸轮轴3#轴 颈前端面或后端面（在产品设计中，该面应提出具体要求）。目前普遍采 用的是自定心定位夹紧，密齿刀盘铣削。轴向尺寸保证后端面到毛坯的粗 定位基准尺寸和整个凸轮轴长度
工序30：精磨凸轮和偏心轮 凸轮磨床
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工序31：修整螺纹和去毛刺 工序32：抛光 抛光机
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工序33：校直
压床
工序34：清洗 工序35：终检
清洗机
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第三节 凸轮轴加工工艺分析
一、定位基准的选择
（一）粗基准的选择 支承轴颈的毛坯外圆柱面及一个侧面。 （二）精基准的选择 1.两顶尖孔 2.经加工的支承轴颈、正时齿轮轴颈
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工序25：校直
压床
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工序26：磨凸轮、偏心轮
凸轮磨床
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工序27：校直
压床
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工序28：精磨正时齿轮轴颈外圆和止推面 端面外圆磨床
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工序29：精磨四个支承轴颈外圆 外圆磨床
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多刀仿形单靠模车削
a) 车刀
b)工具的安装
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第一节 概述 一、凸轮轴的用途、结构特点与技术 要求
用途： 通过凸轮轴的不断旋转，推动气门顶杆上下运动，进而控制气门的开
启与关闭。通过改变凸轮轴的曲线，可精确调整气门开启、关闭时间。
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结构特点： 凸轮轴包括支承轴颈、进排气凸轮、偏心轮、驱动发动机辅助装置
工序11：磨齿轮外圆
外圆磨床
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工序12：磨四个支承轴颈外圆 外圆磨床
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工序13：滚齿
滚齿机
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工序14：去齿轮两端毛刺
去毛刺机
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工序15：铣键槽
键槽铣床
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工序17：车1、4、6、7、9、12凸轮及偏心轮 凸轮车床
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工序17：车2、3、5、8、10、11凸轮 凸轮车床
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工序18：铣螺纹
螺纹铣床
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工序19：去毛刺 工序20：清洗 工序21：中间检查 工序22：支承轴颈、齿轮表面淬火 工序23：凸轮、偏心轮淬火
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工序24：修中心孔 立式钻床
行。 淬火工序安排在各主要表面的半精加工之前 防止工件经淬火后变形过大造成精加工困难
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三、主要表面的加工
（一）凸轮形面的加工
1. 凸轮形面的粗加工 凸轮传统的粗加工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精度都优 于车削, 可直接进行精磨。大量生产的凸轮轴毛坯均 采用精锻或精铸成形, 其毛坯精度高, 加工余量小, 国 外不少厂家采用以磨代车的新工艺, 极大地简化了凸 轮形面的加工。对于棒料毛坯, 由于余量大, 国外先 进的方法是采用CNC 凸轮铣床。
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6102发动机凸轮轴
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凸轮轴的主要技术要求：
1.轴颈的尺寸精度及各轴颈之间的同轴度； 2.键槽的尺寸和位置精度； 3.止推面相对于支承轴颈轴线的垂直度； 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.凸轮的周向位置精度（相位角）； 6.凸轮的形状精度（曲线升程）等。
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二、加工阶段的划分与工序顺序的 安排
（一）加工阶段的划分 粗加工阶段 半精加工阶段 精加工阶段 光整、精整加工阶段
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二、加工阶段的划分与工序顺序的 安排
（二）工序顺序的安排 各支承轴颈、凸轮、偏心轮： 车——粗磨——精磨——抛光 从粗到精，主要表面与次要表面的加工工序交叉进
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以CA 6102 发动机为例, 凸轮的升程偏差 为: A、 D 段为±0 . 015mm; B段为±0 . 05mm; C 段为±0 . 025mm。
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二、凸轮轴的材料与毛坯
材料： 铸铁：冷硬铸铁、可淬硬的低合金铸铁、球墨铸铁等。 钢: 中碳钢、渗碳钢。