凸轮轴工艺交流.ppt

凸轮轴工艺交流
赵新岭
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主要内容
我厂凸轮轴工艺现状
国内外凸轮轴新材料、新工艺
凸轮轴工艺设计基本思路
凸轮轴工艺交流
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我厂凸轮轴工艺现状
产品
EQ6100/6102/6105系列
EQ491
康明斯6B/6C/4B系列
DCI11
毛坯及材料
45#锻件(或楔横轧毛坯)
铬钼合金铸铁
冷激铸铁
70Mn4锻件
工艺特点
轴颈
多刀车车削->普通砂轮粗磨主轴颈->斜头架粗磨小轴->淬火->斜头架精磨小轴->普通砂轮精磨主轴颈->砂带抛光主轴颈
多刀车车削->普通砂轮多砂轮磨削->斜头架磨削小轴->粗抛主轴颈->离子氮化->精抛主轴颈
数控车车削轴颈->数控磨床磨削主轴颈->数控斜头架磨床磨削小轴->抛光主轴颈
数控车车削轴颈->淬火->数控CBN砂轮磨床磨削主轴颈和小轴->GBQ技术抛光主轴颈
凸轮
仿形多刀车->普通砂轮粗磨->淬火->普通砂轮半精磨、精磨->靠模砂带抛光
淬火->普通砂轮强力磨削->离子氮化
C无靠模磨床CBN砂轮磨削凸轮(从毛坯直接磨削成形)->柔性抛光凸轮
CNC无靠模外铣机床铣削凸轮->淬火->CNC无靠模磨床CBN砂轮磨削凸轮->柔性抛光凸轮
其它
多次人工校直
成品自动校直
基本上不校直
自动校直
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国内外凸轮轴新材料、新工艺
冷激铸铁凸轮轴:
工艺方法:铸造时,在凸轮模具内放冷铁,浇铸后凸轮急速冷却,在表面形成莱氏体硬化层。
优点:取消热处理,节约能源,凸轮加工可一次成形。
缺点:铸造时需人工放置冷铁,劳动强度大。
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国内外凸轮轴新材料、新工艺
重熔硬化凸轮轴:
工艺方法:采用等离子流、保护气体下的电弧、电子束和激光等多种高功率密度热源,扫描凸轮表面,当热源转移后,靠工件自身吸热使熔池激冷而得到细小的莱氏体组织。
优点:凸轮的晶粒细小、耐磨性比冷硬铸铁高、易于实现机械化、质量稳定、废品率低、成本低等。
缺点:重熔前需将凸轮轴预热、保温、缓冷,工艺复杂、成本高
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国内外凸轮轴新材料、新工艺
装配式凸轮轴
将凸轮(精锻)和轴颈(机加工件)装配到一根心轴上,焊接固定其轴向和角向位置。
可以对单个的凸轮表面进行渗碳淬火,既可以提高其抗点蚀的能力和耐磨性,又可以避免使整个凸轮轴产生变形,明显地提高了产品质量;同时还可以减轻凸轮轴的重量并降低生产成本。
缺点:装配工艺及设备复杂
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国内外凸轮轴新材料、新工艺
金属-塑料复合凸轮轴:
工艺方法:将粉末金属成型并经磨削加工的凸轮片和中空钢轴放入模具内,在中空轴周围注射塑料。凸轮片和轴之间不再有金属直接接触,而是由塑料固定形成一体。
优点:成本及重量均可减少40%,可降低发动机噪声。机加工工艺简单,凸轮轴变形很小。
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国内外凸轮轴新材料、新工艺
烧结一体化凸轮轴新工艺:
采用耐磨性能优良的烧结合金凸轮和质量较轻的钢管合为一个整体的凸轮轴。
优点: 质量轻(采用钢管作轴体,与冷激铸铁凸轮相比,,节约材料26% )、耐磨性能优良、改善了润滑系统(利用轴体钢管内孔作主油道)节省了机加工成本(磨削前,凸轮轮廓更接近于成品尺寸,磨削量少,较冷激铸铁减少20%的磨削工作量,同时取消了凸轮轴主油道钻孔、工序,降低了加工成本)。
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国内外凸轮轴新材料、新工艺
CNC凸轮外铣工艺
高转速(HSC)、高性能、干式加工
曲轴被对中夹紧,并以低速旋转,用CNC-控制的铣头对表面进行加工。铣头沿X-轴运动,与工件的角度位置(C-轴)同步,切削运动由S-轴(刀具)完成,横向进给运动由X-轴提供,它与C-轴(工件)同步。切削速度(刀具的旋转)由CNC-控制。
这一加工工艺的优点是:
- 加工时间短
- 切削力小
- 可通过切屑散热
-从而保证了高的工件加工质量
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Camshaft
Machining
/凸轮轴加工
1: start position
camshaft
is fixed
2: plunging
camshaft
starts to rotate
3: rotary-milling
camshaft
rotates (0°-90°)
4: rotary-milling
camshaft
rotates (90°-180°)
5: rotary-milling
camshaft
rotates (180°- 270°)
6: rotary-milling
camshaft
rotates (270°-360°)
Milling tool/刀盘
S轴
Machine bed/床身
Milling unit/铣削单元
Guide motion milling unit
/铣削单元移动方向 X轴
LINEAR/