yc船電C型凸輪軸加工工藝

摘要：凸輪軸在yc發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)中有著重要的作用，它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)換氣過程的整體控制。因此，凸輪軸加工的工藝、質(zhì)量和精度等，都會(huì)影響到柴油機(jī)的性能。因此，本文以yc公司的船電C型軸為例，首先分析了凸輪軸的加工工藝，然后研究了船電C型凸輪軸的加工工藝及特點(diǎn)，最后針對(duì)性的探討C型凸輪軸加工的關(guān)鍵工序，希望可以借此給船電C型凸輪軸的加工工藝研究提供一定的參考意見。

關(guān)鍵詞：凸輪軸；加工工藝；工序

一、凸輪軸加工工藝

凸輪軸的加工工藝主要有以下幾個(gè)方面：

（一）選擇定位基準(zhǔn)。由于凸輪軸的加工精度要求較高，所以在加工的時(shí)候分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段，每個(gè)階段有不同的加工要求。在粗加工和半精加工中，以側(cè)面為軸向定位基準(zhǔn)，這時(shí)的加工主要是初步加工，加工的精度要求較低。而在精加工中，則是以兩頂尖中心孔為定位基準(zhǔn)。由于這時(shí)對(duì)凸輪的剛性有一定要求，所以通常要增加輔助支撐，以此來提升加工的精度。

（二）加工的順序安排。在凸輪軸的加工中，都是先進(jìn)行粗加工，然后再進(jìn)行精加工。而且，凸輪軸的加工也要按照面進(jìn)行，以此來縮短加工的時(shí)間。一般而言，凸輪軸的加工是以中心孔和軸徑為基準(zhǔn)的，通過兩者互為基準(zhǔn)的方式來消除加工中的誤差。從凸輪軸的加工過程來看，首先是進(jìn)行粗加工和精加工，然后是熱處理和探傷。熱處理是為了消除材料內(nèi)部的應(yīng)力，探傷則是為了保證材料的強(qiáng)度。

（三）多種方式的熱處理。凸輪軸是細(xì)長(zhǎng)的零件，不論是進(jìn)行車削還是銑削的操作，都會(huì)給軸施加一個(gè)軸向力，這就會(huì)使零件長(zhǎng)生形變。因此，在軸的加工前必須做好相應(yīng)的熱處理，主要是回火、淬火和調(diào)質(zhì)處理等。這些都需要根據(jù)加工的具體需求確定。另外需要注意的是，零件在車削的過程中，由于進(jìn)給量較大，而且車削的速度較快，所以摩擦部位會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，這就會(huì)使零件的硬度有一定變化。因此，在熱處理的時(shí)候也要考慮到這一因素的影響，提前做好預(yù)防的措施，進(jìn)而保證加工出的零件滿足設(shè)計(jì)的需求。

二、船電C型凸輪軸的加工工藝流程及特點(diǎn)

（一）船電C型凸輪軸的加工工藝流程

船用C型凸輪軸對(duì)材料的要求較高，需要它有優(yōu)良的力學(xué)性能，同時(shí)還要能承受較高的沖擊，耐疲勞強(qiáng)度也要強(qiáng)求較高，因此船用C型凸輪軸的材料常采用正貨處理后的CF35。船電C型凸輪軸的加工工藝主要如下：

1.端面打中心孔。在加工開始之前，需要在凸輪軸的端面打兩個(gè)中心孔，這是為了后續(xù)的加工定位。因此，在打中心孔的時(shí)候，一定要把握好精度，否則就會(huì)造成軸的整體偏斜。

2.軸頸粗加工。先用車床對(duì)軸進(jìn)行粗加工，使其初步符合尺寸，這是為了給凸輪軸定型，方便后續(xù)的加工。

3.軸頸精加工。用車床對(duì)軸頸進(jìn)行精加工，確保尺寸和圖紙要求的一致，用小進(jìn)給的方式精車凸輪軸的軸頸。

4.銑凸輪。用銑床銑出圖紙要求的凸輪，完成凸輪軸的初步加工。

5.精磨。用車床和銑床加工完凸輪軸后，還需要用磨床進(jìn)行表面的處理，這是為了降低零件表面的粗糙度，減少后續(xù)使用過程中的磨損。

6.拋光。拋光是為了使零件的外觀更加好看，拋光也有利于上油，可以起到一定的防銹作用，降低凸輪軸的庫(kù)存管理難度。

（二）船電C型凸輪軸的加工特點(diǎn)

船電用C型凸輪軸需要消除零件內(nèi)部的壓力，還需要保證整個(gè)細(xì)長(zhǎng)的軸不會(huì)有較大的變形。因此，在加工的過程中，C型凸輪軸的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)：

1.分毛坯加工。C型凸輪軸的毛坯分為滾壓件和整體棒料，為了保障加工滿足設(shè)計(jì)的要求，所以加工的工藝有一定的區(qū)別。例如在進(jìn)行粗加工的熱處理時(shí)，滾壓件可以直接對(duì)毛坯進(jìn)行熱處理，但是整體棒材卻需要先在軸頸處開好檔位，然后再進(jìn)行熱處理的操作。這是因?yàn)檎w棒材的力學(xué)性能和滾壓件有一定的差異，所以相應(yīng)的加工也要分開進(jìn)行。

2.加工節(jié)拍短。C型凸輪軸具有一般軸零件的細(xì)長(zhǎng)特點(diǎn)，所以在加工的時(shí)候會(huì)有較多的毛坯余量，因此在加工的時(shí)候需要算短加工的節(jié)拍，特別是在粗加工的時(shí)候，必須把車刀的進(jìn)給量調(diào)大。在軸類零件的車削過程中，很容易因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)熱而使零件局部淬火，這會(huì)增加零件的硬度，不利于后續(xù)的加工。因此，在車削之前，凸輪軸要用正火處理一下，以此來保障高速的車削不會(huì)影響到零件加工完的性能。

3.加工前的調(diào)質(zhì)處理。C型軸需要滿足強(qiáng)度、韌性、硬度和塑形的需求，機(jī)械性能的要求也較高。所以凸輪軸的毛坯還需要進(jìn)行加工前的調(diào)質(zhì)處理，避免加工過程中發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。

4.校直處理。由于凸輪軸的毛坯需要經(jīng)過熱處理，所以難免會(huì)出現(xiàn)變形的情況，這時(shí)就會(huì)影響到后續(xù)的加工。基于此，對(duì)于加工前的毛坯料，還需要經(jīng)過跳動(dòng)檢查的過程，將跳動(dòng)值大于2毫米的凸輪軸毛坯進(jìn)行校直處理。

（三） C型凸輪軸加工的關(guān)鍵工序

船電C型凸輪軸的加工有著更高的要求，需要加工完的凸輪軸滿足各項(xiàng)性能的需求。因此，在船電用C型凸輪軸的加工中，需要把握好以下幾個(gè)關(guān)鍵的工序：

1.添加輔助支撐。船電C型凸輪軸有著軸類零件的一般特征，長(zhǎng)度會(huì)介于800-1200毫米之間，其基軸的直徑也大于50毫米，因此在加工的過程中，很容易因?yàn)檩S向受力而導(dǎo)致整個(gè)軸的彎曲變形。這一方面會(huì)增加加工的難度，另一方面會(huì)使加工出的凸輪軸難以滿足設(shè)計(jì)的要求。所以，在凸輪軸加工的時(shí)候，一般需要扶架和工裝等作為輔助的支撐機(jī)構(gòu)，以此來保證加工過程中凸輪軸的剛性。

2.加工前的校直。在上文的分析中提到了，凸輪軸會(huì)因?yàn)闊崽幚矶a(chǎn)生形變，所在在加工前的校直就顯得尤為重要。一般情況下，都是檢測(cè)毛坯料的同軸度，如果同軸度小于2mm，那么在加工的時(shí)候就可以忽視這一問題。但是如果同軸度大于2mm，那么就必須進(jìn)行校直處理。校直完之后，還需要經(jīng)過同軸度的檢驗(yàn)，合格后方可開始后續(xù)的加工。

3.凸輪軸的“凹面”矯正。C型凸輪軸有多種類型，除了進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪外，還包括著噴油凸輪等。在不同的場(chǎng)合下使用，需要凸輪軸滿足不同的要求。例如，噴油凸輪就需要凸輪軸表面的“凹面”幾乎不存在，這樣才可以保證后續(xù)適用過程中的進(jìn)氣和排氣不受到影響。

4.聯(lián)接工藝。很多情況下，凸輪軸的加工會(huì)受到設(shè)備的限制，因此C型凸輪軸無法以此成型，需要后續(xù)的裝配來讓凸輪軸組成一個(gè)整體。當(dāng)前主要采用的聯(lián)接方式為螺紋連接和銷鍵連接，這兩種連接方式都對(duì)工藝有著較高的要求。為了保證加工后的成品滿足軸徑和跳動(dòng)的需求，則必須做好聯(lián)接的工藝。

三、結(jié)語(yǔ)

C型凸輪軸的加工工藝會(huì)直接影響到凸輪軸的質(zhì)量，對(duì)其后續(xù)的正常使用至關(guān)重要。特別是對(duì)于船電用C型凸輪軸而言，對(duì)工藝有著更高的要求，任何一個(gè)細(xì)節(jié)的處理不當(dāng)都會(huì)造成凸輪軸的質(zhì)量缺陷。因此，必須嚴(yán)格的把控C型凸輪軸加工工藝。本文是以玉柴船電為例，針對(duì)凸輪軸和C型凸輪軸的加工工藝和關(guān)鍵加工工序展開研究，分析了把控凸輪軸加工的關(guān)鍵所在，希望可以借此給相關(guān)的研究提供一定的參考意見。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘壽慶.玉柴船電C型凸輪軸的工藝研究和改進(jìn)[D].廣西大學(xué)，2016.

[2]張寶金.HXN5型凸輪軸深孔加工刀具應(yīng)用研究[D].上海交通大學(xué)，2010.

[3]王云山，楊洗陳，李會(huì)山，唐英，孫榮祿，劉運(yùn)武.479Q型凸輪軸激光淬火工藝研究[J].天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，05：66-68.

[4]汪學(xué)明.“S”型凸輪軸磨床磨削特性的分析[J].機(jī)床，1992，01：14-17.