凸轮轴机械加工工艺

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（二）凸轮支撑轴颈的磨削
支撑轴颈的磨削可采用多砂轮磨床或无 心磨床, 如Junker 公司的Quick point 设备 可以高效率地磨削凸轮轴支撑轴颈。还有 的公司对凸轮轴的轴颈和桃形在精磨后进 行抛光, 与曲轴的超精加工类似。
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快速点磨（ quickpoint）
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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。
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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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。
凸轮轴机械加工工艺
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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的齿轮和正时 齿轮轴颈等几部分。
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（三）砂带抛光
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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
清洗机
工序35：终检
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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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第二节 凸轮轴加工过程概述
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
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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
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。
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6102发动机凸轮轴
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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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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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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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多刀仿形单靠模车削
a) 车刀
b)工具的安装
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2.凸轮形面的精加工
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凸轮轴切点跟踪磨削加工
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凸轮形面磨削的新技术
1）采用立方氮化硼砂轮 2）数控凸轮轴磨床 3）采用多片砂轮高强度砂轮进行高速磨削 4）采用主动测量 、自动补偿、自动修整等装置
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工序24：修中心孔
立式钻床
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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Hale Waihona Puke Baidu
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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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工序30：精磨凸轮和偏心轮
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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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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。