凸輪軸的加工
一,、凸輪軸的功用
對各氣缸進(jìn),、排氣門的開啟和關(guān)閉起控制作用，同時,，還用來驅(qū)動分電器、汽油泵等輔助裝置,。
二,、凸輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)要求
支承軸頸、進(jìn),、排氣凸輪,、偏心輪、驅(qū)動發(fā)動機(jī)輔助裝置的齒輪,、正時齒輪軸頸,。
特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、長徑比大,、工件剛性差,。
技術(shù)要求：
1、支承軸頸的尺寸精度及各支承軸頸之間的同軸度,。
2,、正時齒輪軸頸的尺寸精度及相對于支承軸頸的同軸度。
3,、鍵槽的尺寸和位置精度,。
4、止推面相對于支承軸頸線的垂直度,。
5 ,、凸輪基圓的尺寸精度和相對于支承軸頸軸線的同軸度。
6 ,、凸輪的位置精度,。
7、凸輪的形狀精度（曲線升程）等,。
三,、凸輪軸的材料和毛坯制造
工作條件：受沖擊性載荷：要求凸輪軸和支承軸頸表面耐磨。凸輪本身具有足夠的韌性和剛度，需要進(jìn)行熱處理,。
材料:鑄鐵（冷硬鑄鐵,、可淬硬的低合金鑄鐵、球墨鑄鐵）,；鋼：中碳鋼,、滲碳鋼。
冷硬鑄鐵多用于凸輪承受隨動件高負(fù)荷的場合（英國）,。
可淬硬的低合金鑄鐵凸輪軸多用于凸輪軸承受隨動件低負(fù)荷的場合（美國） ,。
鋼凸輪軸：45鋼模鍛。
加熱－模鍛（滾壓,、頂鍛,、終鍛）－熱切邊－磨殘余飛刺（消除鍛造內(nèi)應(yīng)力、熱處理,、校直）,。
精度：鑄件（8－9）的精度高于鍛件（5）。
直接棒料加工：美國冠明斯柴油機(jī)廠,、英國Gardner柴油機(jī)廠,、德國奔馳汽車公司400系列柴油機(jī)。
四,、凸輪軸加工工藝性分析
影響加工精度的因素
易變形：剛度低,、切削力大、表面殘余應(yīng)力,。鋼的凸輪軸熱處理產(chǎn)生變形,。影響后續(xù)加工工序余量的安排、變形過大導(dǎo)致無法完成后續(xù)加工,、報廢,。直接影響到裝配后凸輪軸的使用性能。
措施:粗精分開,、及時修正,、適時安排校直工序，加工過程中安排輔助裝置,。
加工難度大
凸輪和偏心輪,。
凸輪要求：相位角準(zhǔn)確、升程滿足氣門開啟和關(guān)閉時升降的規(guī)律,?？磕＜庸ぶ屑庸ぐ霃胶颓邢髁Α⑶邢魉俣葧r刻變化,。
凸輪軸加工工藝分析
一,、定位基準(zhǔn)的選擇
兩頂尖孔作為軸類零件的定位基準(zhǔn)： 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,，也可用作，后續(xù)工序的定位基準(zhǔn),，符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”,， 裝夾方便、可靠,、簡化了工藝規(guī)程，一次裝夾加工多面,。
粗基準(zhǔn)的選擇
常選擇其支承軸頸的毛坯外柱圓面及其一個側(cè)面作為定位基準(zhǔn),。
端面加工：國內(nèi)各廠家采用銑削加工。國外一些（美國福特）以磨代銑,。
1,、對于毛坯是模鍛件尤其是精磨鍛件來說，毛坯精度是由鍛模來保證的,，其精度較高,，加工余量也較小。毛坯鍛造后已經(jīng)過噴丸處理,，表面平整,、光潔、無飛邊,、毛刺等缺陷,。
2、對于毛坯是鑄件尤其是精鑄件來說,，不僅具有較好的加工性,，而且加工余量也較精確，其毛坯精度比鍛件還高,，完全能保證定位可靠,。
3、在凸輪軸加工過程中,，選擇粗基準(zhǔn)還要考慮加工余量的分配均勻,、合理。這對于工件長徑比較大,、剛度低的特點(diǎn)來說,，不僅有利于減小因切削余量不均、切削力劇烈變化而使工件產(chǎn)生的彎曲變形,，對于保證精加工質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率具有重要的意義,。
精基準(zhǔn)的選擇
對于各支承軸、正時齒輪,、齒輪軸頸和連接軸頸外圓表面的粗加工,、半精加工,、精加工及支承軸、正時齒輪軸頸的光整加工凸輪,、偏心輪的半精加工,、精加工及光整加工，均是以兩頂尖孔作為精基準(zhǔn),。 對于凸輪,、偏心輪的粗加工，一般是以經(jīng)過加工后的支承軸頸,、正時齒輪軸頸作為定位基準(zhǔn),。各表面精加工之前、熱處理之后,，通常安排中心孔的修整工序修整中心孔時以支承軸進(jìn)行定位,，常用的方法是研磨。
二,、加工階段的劃分和工序順序的安排
1,、加工階段的劃分四個階段：
粗加工：各支承軸頸、正時齒輪軸頸和螺紋軸頸外圓,、車凸輪,、偏心輪等。
半精加工：粗磨凸輪,、偏心輪等,。
精加工：精磨正時齒輪軸頸和止推面、四個支承軸頸外圓,，精磨凸輪,、偏心輪。
光整加工：拋光支承軸頸,、凸輪和偏心輪,。
2、工序順序安排
對各軸頸：車－－粗磨－－精磨－－拋光
淬火加工安排在各主要表面的半精加工之前進(jìn)行,，防止經(jīng)過淬火后變形過大而造成精加工時的困難,。
三、校直
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：剛度低,、易變形
第一次：打中心孔后（保證二,、三支承軸外圓加工中余量合理分配）
第二次：磨第二、三支承軸之前,，車削四個支承軸外圓后,，（糾正車削支承軸頸時的變形，保磨削證第二,、三支承軸頸時余量均勻）
第三次：精磨正時齒輪軸頸,、四個支承軸,、螺紋軸頸、齒輪外圓之前,，車削凸輪側(cè)面和連接軸頸之后（保證磨削時余量均勻）
第四次：粗磨凸輪,、偏心輪之前，凸輪軸淬火之后（減小和消除工件因淬火引起的變形）
第五次：精磨正時齒輪軸頸外圓和止推面,、四個支承軸頸外圓,、凸輪和偏心輪之前，粗磨凸輪和偏心輪之后（保證精磨時余量均勻）
第六次：全部凸輪,、偏心輪和支承軸頸拋光之后,，作為終檢前的最后一次校直。
四,、凸輪形面的加工
凸輪形面粗加工：
按刀具：單刀仿形 ；多刀仿形 按車床：雙靠模切削：單靠模切削,。
定位：以一個支承軸頸端面作為軸向定位,；以正時齒輪和一個支承軸外圓作為定位基準(zhǔn)；加工中采用滾軸式輔助支承,。也可用銑削加工或者磨削加工代替車削,。
凸輪形面精加工：
1、雙靠模凸輪磨床
機(jī)床有兩套靠模：靠模自動更換,，通過對砂輪直徑的控制提高凸輪外形的精度,。
2、雙循環(huán)
凸輪磨床：可在一次安裝后對凸輪軸上全部凸輪連續(xù)粗精磨削,。
先以60m/s的速度大進(jìn)給量粗磨全部凸輪,，以30m/s的磨削速度依次精磨全部凸輪，結(jié)束后進(jìn)行修正,。
3,、采用立方氮化硼砂輪，提高壽命,，減小砂輪磨損,，提高精度。
4,、數(shù)控凸輪磨床：應(yīng)用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)控編程,，擺脫靠模精度對凸輪精度的影響。
5,、計算機(jī)數(shù)控－立方氮化硼砂輪凸輪磨床該磨床能迅速變換磨削的凸輪 形狀,，達(dá)到甚至超過目前一般仿形凸輪磨床的生產(chǎn)率。
6,、采用電－液脈沖馬達(dá)控制頭架,、砂輪架 的同步,。
7、采用多片砂輪,、高強(qiáng)度砂輪進(jìn)行高速磨削,。
8、采用砂輪軸擺動裝置減小凸輪形面的表面粗糙度,。
9,、采用預(yù)選粗、精磨削余量等預(yù)選裝置,。
10,、采用主動測量裝置。
11,、采用自動補(bǔ)償,、自動修整等裝置。
砂帶拋光
光整加工－砂帶拋光 螺紋加工,。
螺紋分類：緊固和傳動螺紋,；圓柱和圓錐；內(nèi)螺紋和外螺紋,；左旋和右旋,；單頭和多頭；三角形,、梯形,、矩形和鋸齒形。
加工方法：小直接內(nèi)螺紋－絲錐功絲,；外螺紋－車削,、用梳齒螺紋銑刀銑削、用螺紋切頭和滾壓,。
五,、中頻淬火
原理：通過感應(yīng)方法產(chǎn)生的交流電流沿導(dǎo)體截面分布是不均勻的。愈靠近導(dǎo)體表面部分的截面處電流密度愈大,，在導(dǎo)體中心部分,，電流幾乎等于零。當(dāng)交流電頻率越高時,，電流分布越不均勻,。可選用不同的電流頻率來達(dá)到不同的淬透深度,。增加淬硬層深度可延長表面的耐磨壽命,，但卻使脆性破壞的傾向增加。
六,、凸輪軸加工中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題和解決措施
1,、精車支承軸后磨不圓
可能問題：用單板機(jī)加工,，程序易亂，加工尺寸不穩(wěn)定,，跳動超差,。無法在精車時得到糾正
解決措施：更換車削支承軸頸設(shè)備，改變控制系統(tǒng),，單板機(jī)定期巡檢,。
2、凸輪升程超差
可能問題：機(jī)床靠模磨損,，靠模精度下降,。
解決措施：定期檢查、修整,、及時更換靠模,。在磨削凸輪形面時，采用改變工件回轉(zhuǎn)方向的方法,，以提高凸輪曲線的形狀精度,。
3、凸輪基面跳動超差
可能問題：機(jī)床靠模磨損,，靠模精度下降。聯(lián)軸器與導(dǎo)軸間隙加大,。
解決措施：定期檢查,、修整、即使更換靠模和聯(lián)軸器導(dǎo)軸,。
4,、凸輪軸各主要工作表面精磨后有微小波紋
解決措施：定期檢查、調(diào)整機(jī)床間隙,?？刂凭r的進(jìn)給量，增加走刀次數(shù)和無火化磨削,。