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凸轮工件的数控加工工艺分析 凸轮工件的数控加工工艺分析

格式:word 上传:2022-06-24 07:59:40

《凸轮工件的数控加工工艺分析》修改意见稿

1、“.....以使粗加工时产生的变形在精加工中得到修整,半精 加工中产生的变形在精加工中得到修正,还必须在加工过程中增设辅助支承以采取分段加 工等措施,这是保证凸轮轴加工精度所必须解决的问题。 加工难度大 从形状复杂的角度来说,突出的问题凸轮齿轮这些复杂表面的加工。对于这些表面, 不仅有尺寸精度要求,还有形状位置精度要求,如采用普通的加工设备和般表面常规 加工方法,显然是根本无法保证其加工质量和精度的。 例如对于凸轮的加工,从满足使用要求的角度来说,既要求其相位角准确又要求凸轮 曲线升程满足气门开启和关闭时升降过程的运动规律,但注意到凸轮曲线上的各点相对其 回转中心的半径是变化的,当选用般的靠模机床加工时,由于加工半径的变化,势必引 起切削速度和切削力的变化,加之工件旋转时的惯性力和靠模弹簧张力的瞬间变化,将会 使加工后的凸轮曲线产生形状误差,即曲线的升程误差,从而直接影响凸轮轴的使用性能。 小结 综上所述,虽然各种方案都各有优点,但其技术的不成熟或者成本问题......”

2、“.....考虑到成本及大批量生产,选择成熟技术和成熟的设备,使工艺方案符合 经济性与合理性原则。 凸轮轴生产线工艺分析 生产线布置 选择生产线型布置,设备安置在中间走道两旁,各序设备操作面板及上下料开口 律面向中间走道,各序设备上下料开口之间由滑道相连。 这种布置形式在保证物流通畅占地面积小的情况下,减少了工人的走动时间,可以 做到人多机操作,降低了生产线操作工人的数量。每个工人既要负责自己的这几台设备, 同时还要负责定工件时定量检验及自检最终工序操作工人还要负责最终质量检查。所 以,由于生产线布置合理紧凑,使得工人劳动效率得到了很大的提高。 采用高架线结构,使水电气维修非常方便。每台设备后留有水电气接口,生 产线两排设备后有排水沟。整个车间为整体地基。这种形式使设备的安装移动非常方便, 有利于我们更换产品时,重新安排增加或减少设备,进行柔性生产线布置......”

3、“.....其轴线即为它的设计基准。发动机凸轮轴遵循这设计基 准,由于凸轮轴各表面的加工难以在次装夹中完成,因此,减小工件在多次装夹中的定 位误差,就成为保证凸轮轴加工精度的关键。本文采用两顶尖孔作为轴类零件的定位基准, 这不仅避免了工件在多次装夹中因定位基准的转换而引起的定位误差,也可作为后续工序 的定位基准,即符合基准统原则。 这种方法不仅使工件的装夹方便可靠。简化了工艺规程的制定工作,使各工序所使 用的夹具结构相同或相近,从而减少了设计制造夹具的时间和费用,而且有可能在次 装夹中加工出更多表面。这对于大量生产来说,不仅便于采用高效专用机床和设备以提高 生产效率,而且也使得所加工的各表面之间具有较高的相互位置精度。 加工阶段的划分与工序顺序的安排 加工阶段的划分 由于凸轮轴的加工精度较高,整个加工不可能在个工序内全不完成。为了利于逐步 地达到加工要求,所以把整个工艺过程划分为三个阶段,以完成各个不同加工阶段的目的 和任务......”

4、“.....该阶段要求机床刚 性好,切削用量选择尽可能大,以便以提高生产率切除大部分加工余量。 半精加工是精车各支承轴颈和精磨齿轮外圆轴颈。该阶段主要为支承轴颈齿轮 的加工做准备。 精加工包括精磨各支承轴颈止推面和凸轮以及斜齿轮加工。该阶段加工余量 和切削量小,加工精度高。 工艺编排首先以和的毛坯面为定位基准,然后以大端外圆的端面作轴向 定位,具体每序的定位基准和夹紧位置,见表发动机凸轮轴生产工艺简介。 二工序顺序的安排 加工顺序的安排与零件的质量要求有关,工序安排是否合理,对于凸轮轴加工质量 生产率和经济性都有很大影响。对于各支承轴颈是按粗车精车精磨加工的,对于 是按凸轮粗磨精磨加工的,对于斜齿轮是按粗车精车精磨滚齿加工的。商丘科技职业学院毕业论文设计 各表面的加工顺序按从粗到精且主要表面与次要表面的加工工序相互交叉进行,从整体 上说,符合先粗后精的加工原则。 凸轮形面的加工 在凸轮轴的加工中......”

5、“.....的是凸轮形面的加工压仿形车 床商丘科技职业学院毕业论文设计 车削主轴颈并切 槽 外圆 两端中心孔 外圆 半自动液 压仿形车 床 两端螺孔钻扩 攻丝修中心孔 外圆成活尺寸 外圆成活尺寸 端面 外圆 外圆 专机 大端外圆磨削两端中心孔 外圆 外圆 半自动端 面外圆磨 床 前轴颈磨削两端中心孔 外圆 外圆 磨床 中间轴颈后轴颈 及推力部端面磨 削 两端中心孔 外圆 外圆 磨床 铣键槽 外圆 外圆 端面 角向 外圆 外圆 专机 粗磨凸轮靠磨 两端中心孔 键 卡盘 外圆 凸轮磨床 精磨凸轮无靠 磨 端面 两端中心孔 键 外圆 凸轮磨床商丘科技职......”

6、“.....不需加工后淬火 凸轮采用粗精磨加工,以磨代车,凸轮轮廓直接磨削 凸轮精加工采用全数控无靠磨磨削 加工中主要定位基准中心孔采用打孔后修磨,保证加工质量 工艺先进性分析 磨削密集型工艺外圆轴颈端面及凸轮均采用磨削方法 凸轮的外圆轴颈端面及凸轮的粗精加工均采用磨削方法。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,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,采用以磨代车的新工艺,极大的简化了凸轮形面的加工。同时, 高速磨削及金刚石滚轮连续修整工艺,保证了其生产效率及产品的质量。 凸轮采用数控无靠模磨削 长期以来......”

7、“.....滚轮摆动仿形机构,典型的设备如日平兰迪斯 型凸轮磨床。靠模凸轮机构摆动工作台凸轮轴磨床,在磨削中存在着系列的 加工缺陷,而采用数控凸轮磨削的新工艺,取消了靠模,完全靠控制获得精密的凸 轮轮廓,同时工件无级变速旋转,并采用砂轮加工凸轮轴,从根本上解决了传统凸 轮磨床的缺陷,不仅摆脱了靠模精度对凸轮精度的影响,而且砂轮的磨损不影响加工精度。 同时,由于这种工艺具有较好的柔性,为以后的产品改进更新以及多品种的凸轮轴共线 生产提供了保证。商丘科技职业学院毕业论文设计 凸轮轴支撑轴颈的磨削 凸轮轴支撑轴颈的加工尺寸与精度如图所示。采用数控多砂轮磨削,可以高效率地 磨削凸轮轴支撑轴颈,加工出的轴颈具有较高的圆柱度和较小的径向跳动。同时数控磨削 可以运用在线检测技术,对零件的加工部位尺寸进行监控,并把对砂轮的自动修整数据反 馈给数控系统,来控制砂轮的补偿,确保加工部位的尺寸。 图凸轮轴的支撑轴颈 采用立方氮化硼砂轮磨削 由于采用了无靠模数控凸轮磨床......”

8、“.....其动作为同步动作,所以凸 轮磨削过程中砂轮于工件接触表面不同且不均匀,缓冲段及作用段接触面积大于基圆,由 此造成加工余量不均匀,缓冲段和作用段加工余量大于基圆,故产生法向切削力的变化。 另特点为砂轮磨削过程中接触点磨削点与工件及砂轮二者中心线不在条直线上, 而是在上下移动,故易产生升程误差,也可能在缓冲段及作用段表面产生横纹。这特点 要求砂轮直径较小。 根据以上特点决定,选用陶瓷结合剂的立方氮化硼砂轮磨削凸轮。砂轮转速 为转分,属于高速磨削,生产率高,耐用度高。砂轮有较好的热导性,工件磨 削的温度低,可减少磨削时的烧伤裂纹和热损现象,与普通的砂轮相比,具有砂轮使用 寿命长,更换砂轮和修整砂轮时间短,能提高工件的疲劳强度和耐磨强性等优点。 由于使用了砂轮,砂轮直径有单晶刚玉的减少到现在的,且 使用寿命长,砂轮的层厚度为,每件修磨次,每次修磨量为, 片砂轮的修磨次数为次......”

9、“.....且工件的粗糙度及凸轮升程均能很好的满足工艺要求。 毛坯材料为冷激合金铸铁 凸轮轴是气门机构的驱动元件,它的凸轮不仅要有合理的形状,而且要求表面耐磨,商丘科技职业学院毕业论文设计 能在长期使用中基本保持设计给出的合理形状。所以对凸轮轴的材料要求比较高。尤其凸 轮表面与摇臂之间是对运动的摩擦表面,凸轮轴的材料必须保证其工作可靠性和耐久 性。 最后决定采用冷激合金铸铁,即在凸轮轴铸模的凸轮尖端处放块加速铁水冷却的铁 块,使凸轮尖端迅速冷却,形成桃尖硬化层,其主要金属基体为菜氏体,可以提高其硬度, 并达到工艺要求凸轮以内以上以内以上,如图所示。这 样凸轮外形完全用磨削加工。 图凸轮外形硬度分布图 铸铁凸轮存在摩擦系数仅为,而强度很低的石墨,在摩擦过程中会脱落于 接触处成为润滑剂,且石墨脱落后留下的孔穴又会成为绝好的储油槽,使临界油膜容易保 持住。铸铁的导热性大且不留加工余量,而凸轮工作表面只留左右的磨削余量......”

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