《四缸發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸畢業(yè)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《四缸發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸畢業(yè)設(shè)計(jì)（44頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 附件八： 武漢紡織大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 課題名稱： 四缸發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的工藝設(shè)計(jì) 完成期限： 2010年12月1日至2011年5月30日 院系名稱 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 指導(dǎo)教師 徐巧 專業(yè)班級(jí) 機(jī)設(shè)073 指導(dǎo)教師職稱 講師 學(xué)生姓名 向沖 院系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng)簽字 摘 要

2、凸輪軸作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中的關(guān)鍵部件，其性能直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能。因此凸輪軸的加工工藝有特殊要求，合理的加工工藝對(duì)于降低加工成本、減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及合理布置凸輪軸生產(chǎn)線具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。本文針對(duì)凸輪軸的加工特點(diǎn)，結(jié)合工廠的實(shí)際，從前期規(guī)劃開(kāi)始，對(duì)凸輪軸的加工工藝進(jìn)行了深入的分析、研究。對(duì)凸輪廓形進(jìn)行計(jì)算和推倒，對(duì)凸輪輪廓的加工進(jìn)行了探討并提出適用于發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的加工方法。凸輪軸對(duì)其工作要求、部分精度較高，如軸上的油孔的加工、法蘭盤(pán)孔的加工等。凸輪軸的工藝過(guò)程，我們盡量做到清晰明了，在保證表達(dá)清楚的基礎(chǔ)上，盡量做到簡(jiǎn)練。凸輪軸是軸類零件中比較復(fù)雜的一種曲軸，而在磨削加工方面，凸輪軸也是比

3、較難以加工的軸，這種軸類零件的加工方法一般都是大同小異的。凸輪軸的加工一般是先經(jīng)過(guò)車床的車削加工，制成半成品；然后經(jīng)過(guò)相應(yīng)的熱處理；再就是對(duì)凸輪軸各部分的磨削加工；最后就是經(jīng)過(guò)相關(guān)工序的處理和檢驗(yàn)合格后就可以入庫(kù)了。 關(guān)鍵詞：四缸發(fā)動(dòng)機(jī)； 凸輪軸； 加工工藝 ABSTRACT Camshaft Engine Valve as a key component in its performance directly affects the overall performance

4、of the engine. Therefore, the processing technology camshaft has specific requirements for a reasonable process to reduce processing costs, reduce production processes and the rational arrangement of the camshaft production line of great practical significance. In this paper, the processing characte

5、ristics of the camshaft, with the actual plant, starting from the pre-planning, on the camshaft of the process conducted in-depth analysis and research. Convex contour shape of calculated and pulled down the processing of the cam profile are discussed and made applicable to the processing method of

6、the engine camshaft. Camshaft its work requirements, some high precision, such as the axis of the hole of the process, the flange hole processing. Camshaft process, we have clarity as far as possible, in ensuring the basis of clear, concise and as far as possible. Cam shaft of the more complex is a

7、crankshaft, and in the grinding, the cam shaft is relatively hard to process, this shaft parts are generally similar to those of processing methods. Camshaft after the processing is generally the first turning lathe, made of semi-finished products; and then after appropriate treatment; then there ar

8、e the various parts of the camshaft grinding; the last is through the relevant processes for handling and storage after inspection the. Keywords：Four-cylinder engine；Camshaft； Processing 目 錄 1. 緒論 6 1.1 課題的意義和背景 6 1.2 凸輪軸的工藝設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀 6 1.3 本文研究的內(nèi)容 6 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)原理介紹 7 2.1 配氣機(jī)構(gòu)的組成

9、和工作過(guò)程 7 2.2 活塞在氣缸內(nèi)的四個(gè)沖程 8 3. 凸輪軸的設(shè)計(jì) 9 3.1 凸輪軸的功用 10 3.2 凸輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求 10 3.3 各種凸輪軸的技術(shù)要求 10 3.4 生產(chǎn)類型的確定 10 3.5 凸輪軸的凸輪形狀設(shè)計(jì) 10 3.6 凸輪軸的材料選定 17 3.7 凸輪軸的數(shù)據(jù)選定 17 3.8 凸輪軸的直徑和長(zhǎng)度選定 17 3.9 凸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 4. 凸輪軸的工藝性分析 18 4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 18 4.2 表面加工方法的選擇 19 4.3 加工階段的劃分和工序順序的安排 19 4.4 熱處理工序的安排 20 4

10、.5 加工余量的確定 20 4.6 切屑用量的確定 21 5. 凸輪軸加工的主要工序說(shuō)明 21 5.1 凸輪軸軸頸粗加工采用無(wú)心磨床磨削 21 5.2 銑端面，鉆中心孔 21 5.3 凸輪軸的熱處理 22 5.4 主軸頸快速點(diǎn)磨加工 22 5.5 凸輪的加工 23 5.6 凸輪軸的拋光 23 5.7 凸輪軸的探傷 24 5.8 凸輪軸的清洗 24 6. 凸輪軸的工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明分析 24 7. 總結(jié)和展望 34 參考文獻(xiàn) 36 致謝 37 1． 緒論 1．1 課題的意義和背景 在現(xiàn)代社會(huì)，汽車是人們生活出行的最普通而快捷的交通

11、工具，而發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，其性能對(duì)汽車的整車性能有決定性的影響。凸輪軸是活塞發(fā)動(dòng)機(jī)里的一個(gè)必不可少的部件，凸輪軸（camshaft）定義：裝有一個(gè)或多個(gè)凸輪的軸。凸輪軸是活塞發(fā)動(dòng)機(jī)里的一個(gè)部件。它的作用是控制氣門的開(kāi)啟和閉合動(dòng)作。雖然在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)里凸輪軸的轉(zhuǎn)速是曲軸的一半（在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中凸輪軸的轉(zhuǎn)速與曲軸相同），不過(guò)通常它的轉(zhuǎn)速依然很高，而且需要承受很大的扭矩，因此設(shè)計(jì)中對(duì)凸輪軸在強(qiáng)度和支撐方面的要求很高，其材質(zhì)一般是特種鑄鐵，偶爾也有采用鍛件的。由于氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律關(guān)系到一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)轉(zhuǎn)特性，因此凸輪軸設(shè)計(jì)在發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中占據(jù)著十分重要的地位。 1．2 凸輪軸的工藝設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀

12、 目前，國(guó)內(nèi)多數(shù)轎車主機(jī)廠的凸輪軸生產(chǎn)線和專業(yè)生產(chǎn)凸輪軸的廠家均引進(jìn)了CBN磨削技術(shù)，但仍有很多的載重汽車、柴油機(jī)和摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪依然采用傳統(tǒng)的剛玉砂輪、靠模仿形的磨削工藝。粗磨工序使用的是國(guó)產(chǎn)中低速磨床(35m/s以下)，精磨工序部分廠家使用進(jìn)口磨床，但使用速度均在60m/s以下，修整工具以單點(diǎn)金剛石筆居多，進(jìn)口磨床和少數(shù)國(guó)產(chǎn)磨床采用金剛石滾輪修整。目前，大部分發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)都采用整體式凸輪軸，其材料有的采用中碳低合金鍛鋼(經(jīng)高頻淬火)，有的采用球墨鑄鐵。整體式凸輪軸加工工藝包括粗加工、半精加工和精加工 。生產(chǎn)中采用自動(dòng)線多工位機(jī)床，設(shè)備投資較大，生產(chǎn)線占地面積多，生產(chǎn)成本較

13、高。而裝配式凸輪軸只需半精加工和精加工，凸輪、齒輪、軸套可采用不同的材料，因此產(chǎn)品質(zhì)量可減輕30％~50％；可柔性化生產(chǎn)，設(shè)備投資小，生產(chǎn)線占地面積少，生產(chǎn)成本較低。 1．3 本文研究的內(nèi)容 本文主要圍繞凸輪軸的工藝分析設(shè)計(jì)，從前期選材、凸輪和凸輪軸的理論計(jì)算、工藝設(shè)計(jì)這幾個(gè)方面，闡述了凸輪軸加工的一套設(shè)計(jì)思路和方法，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)中的零部件加工具有重要的參考作用。 2．發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)原理介紹 2．1 配氣機(jī)構(gòu)的組成和工作過(guò)程 配氣機(jī)構(gòu)由氣門組和氣門傳動(dòng)組組成。氣門組用來(lái)封閉氣缸的進(jìn)、排氣道口；氣門傳動(dòng)組使氣門打開(kāi)和控制開(kāi)啟與關(guān)閉的時(shí)刻及開(kāi)啟與關(guān)閉的規(guī)律。如圖所示為一種典型

14、的配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。氣門組主要包括氣門、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、氣門彈簧座等。氣門傳動(dòng)組主要由凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂軸、搖臂及氣門間隙調(diào)整螺釘?shù)冉M成。 圖2-1 鏈傳動(dòng)配氣機(jī)構(gòu) 1—挺柱；2—推桿；3—搖臂軸總成；4—凸輪軸；5—曲軸；6—鏈條 配氣機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程：凸輪軸4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),當(dāng)凸輪的圓柱面(基圓)部分與挺柱1接觸時(shí),挺柱1不升高,挺柱1以上的傳動(dòng)件不動(dòng)作,氣門是關(guān)閉的。當(dāng)凸輪的凸起部分與挺柱1接觸時(shí),便開(kāi)始將挺柱1頂起,于是氣門被打開(kāi)。當(dāng)凸輪的最大凸起處與挺柱1接觸時(shí),氣門達(dá)到最大開(kāi)度。隨后,凸輪與挺柱1接觸表面的凸起開(kāi)始逐漸變小,氣門在氣門彈簧的作用下開(kāi)始上升關(guān)閉,并反向

15、推動(dòng)搖臂等傳動(dòng)桿件,使挺柱1下壓保持與凸輪的接觸。當(dāng)凸輪凸起部分離開(kāi)挺柱1時(shí),氣門完全關(guān)閉。 2．2 活塞在氣缸內(nèi)的四個(gè)沖程 活塞頂部在曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的位置叫上死點(diǎn)、最近的位置叫下死點(diǎn)、從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)的距離叫活塞沖程?；钊胶娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)大多是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，即一個(gè)氣缸完成一個(gè)工作循環(huán)，活塞在氣缸內(nèi)要經(jīng)過(guò)四個(gè)沖程，依次是進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程 。如圖所示： 圖2-2 發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作時(shí)，首先進(jìn)入“進(jìn)氣沖程”，氣缸頭上的進(jìn)氣門打開(kāi)，排氣門關(guān)閉，活塞從上死點(diǎn)向下滑動(dòng)到下死點(diǎn)為止，氣缸內(nèi)的容積逐漸增大，氣壓降低——低于外面的大氣壓。于是新鮮的汽油和空氣的混合氣體，通

16、過(guò)打開(kāi)的進(jìn)氣門被吸入氣缸內(nèi)?；旌蠚怏w中汽油和空氣的比例，一般是 1比 15即燃燒一公斤的汽油需要15公斤的空氣。 進(jìn)氣沖程完畢后，開(kāi)始了第二沖程，即“壓縮沖程”。這時(shí)曲軸靠慣性作用繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，把活塞由下死點(diǎn)向上推動(dòng)。這時(shí)進(jìn)氣門也同排氣門一樣嚴(yán)密關(guān)閉。氣缸內(nèi)容積逐漸減少，混合氣體受到活塞的強(qiáng)烈壓縮。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到上死點(diǎn)時(shí)，混合氣體被壓縮在上死點(diǎn)和氣缸頭之間的小空間內(nèi)。這個(gè)小空間叫作“燃燒室”。這時(shí)混合氣體的壓強(qiáng)加到十個(gè)大氣壓。溫度也增加到攝氏4OO度左右。壓縮是為了更好地利用汽油燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量，使限制在燃燒室這個(gè)小小空間里的混合氣體的壓強(qiáng)大大提高，以便增加它燃燒后的做功能力。 當(dāng)活塞處于下死點(diǎn)

17、時(shí)，氣缸內(nèi)的容積最大，在上死點(diǎn)時(shí)容積最?。ê笳咭彩侨紵业娜莘e）。混合氣體被壓縮的程度，可以用這兩個(gè)容積的比值來(lái)衡量。這個(gè)比值叫“壓縮比”?；钊娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比大約是5到8，壓縮比越大，氣體被壓縮得越厲害，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率也就越大。 壓縮沖程之后是“工作沖程”，也是第三個(gè)沖程。在壓縮沖程快結(jié)束，活塞接近上死點(diǎn)時(shí)，氣缸頭上的火花塞通過(guò)高壓電產(chǎn)生了電火花，將混合氣體點(diǎn)燃，燃燒時(shí)間很短，大約0.015秒；但是速度很快，大約達(dá)到每秒30米。氣體猛烈膨脹，壓強(qiáng)急劇增高，可達(dá)6O到75個(gè)大氣壓，燃燒氣體的溫度到攝氏2000到250O度。燃燒時(shí)，局部溫度可能達(dá)到三、四千度，燃?xì)饧拥交钊系臎_擊力

18、可達(dá)15噸?；钊谌?xì)獾膹?qiáng)大壓力作用下，向下死點(diǎn)迅速運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)連桿也門下跑，連桿便帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)起來(lái)了。 這個(gè)沖程是使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠工作而獲得動(dòng)力的唯一沖程。其余三個(gè)沖程都是為這個(gè)沖程作準(zhǔn)備的。 第四個(gè)沖程是“排氣沖程”。工作沖程結(jié)束后，由于慣性，曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，使活塞由下死點(diǎn)向上死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)進(jìn)氣門仍舊關(guān)閉，而排氣門大開(kāi)，燃燒后的廢氣便通過(guò)排氣門向外排出。當(dāng)活塞到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，絕大部分的廢氣已被排出。然后排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門打開(kāi)，活塞又從上死點(diǎn)下行，開(kāi)始了新一次的循環(huán)。從進(jìn)氣沖程吸入新鮮的混合氣體起，到排氣沖程排出廢氣止，汽油的熱能通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)化為推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)而作功，這一總的過(guò)程

19、叫做一個(gè)“循環(huán)”。這是一種周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)。由于其中包含著熱能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，所以又叫“熱循環(huán)”。 3．凸輪軸的設(shè)計(jì) 3．1 凸輪軸的功用 凸輪軸是機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)重要零件，它對(duì)各氣缸的進(jìn)、排氣門的開(kāi)啟和關(guān)閉起控制作用，同時(shí)，還用來(lái)驅(qū)動(dòng)分電器，汽油泵等輔助裝置。 3．2 凸輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求 各種發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的結(jié)構(gòu)基本差不多，主要差別是凸輪軸的數(shù)量、形狀和位置不同，其中以四缸、六缸、八缸發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸用的最多。就凸輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而言，其形狀復(fù)雜，長(zhǎng)徑比大，工件剛性較差 。 3．3 各種凸輪軸的技術(shù)要求 1）支承軸頸的尺寸精度及各支承軸頸間的同軸度。

20、 2）止推面對(duì)于支承軸線的垂直度。 3）凸輪軸基面的尺寸精度和相對(duì)于支承軸頸的軸線的同軸度。 4）凸輪的位置精度。 5）凸輪的形狀精度。 3．4 生產(chǎn)類型的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所給定的原始資料來(lái)確定生產(chǎn)類型。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給出的資料顯示并按車間的工作情況及工件的重量可知，按產(chǎn)量可分單位生產(chǎn)、小批量生產(chǎn)、中批量生產(chǎn)及大批量生產(chǎn)。由《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表15-5查 零件重48KG<100KG，且年產(chǎn)量為3000件，屬于中批量生產(chǎn)。根據(jù)該生產(chǎn)特性可以初步確定零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程，由于中批量生產(chǎn)，一般采用高效機(jī)床和專用機(jī)床；對(duì)刀具一般采用通用刀具，也可以根據(jù)工廠實(shí)際情況采用專用刀具；量

21、具采用專用量具；夾具使用專用夾具及輔助夾具來(lái)提高生產(chǎn)率，同時(shí)節(jié)省了人力、物力，達(dá)到經(jīng)濟(jì)可行的目的。 3．5 凸輪軸的凸輪形狀設(shè)計(jì) 1） 進(jìn)氣凸輪的升程（回程）的設(shè)計(jì) 將進(jìn)氣凸輪的升程（回程）定為10.21156mm,基圓直徑取為46.5mm。根據(jù)教材《機(jī)械原理》第七版中第九章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)的第二節(jié)推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可確定本課題中的推桿為正弦加速度運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槭菫榱吮苊馔茥U在運(yùn)動(dòng)中發(fā)生沖擊，不僅如此，發(fā)動(dòng)機(jī)中的軸的運(yùn)動(dòng)速度較高，均有柔性沖擊，而正弦加速度運(yùn)動(dòng)，因?yàn)闆](méi)有加速度突變的現(xiàn)象，不存在柔性沖擊，具有較好的運(yùn)動(dòng)性能，因此可在高速下應(yīng)用。 根據(jù)《機(jī)械原理》第三節(jié)《凸輪輪廓曲線的設(shè)

22、計(jì)》凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)方法是解析法，凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理是反轉(zhuǎn)法，在由于是正弦加速度運(yùn)動(dòng)，升程（回程）值為10.21156mm可作出推桿的運(yùn)動(dòng)軌跡圖3-1。 凸輪的推桿升程（回程）的具體數(shù)據(jù)如下表3-1。 圖3-1 公式（3-1） 公式（3-2） 公式（3-3） (為推程運(yùn)動(dòng)角，為回程運(yùn)動(dòng)角）； 公式（3-4）

23、 令，得 公式（3-5） 式中位移應(yīng)該分段計(jì)算 a． 推程階段 公式（3-6） ； b.回程階段 公式（3-7）

24、 取計(jì)算間隔為5度，將以上各相應(yīng)值帶入公式計(jì)算凸輪輪廓上各點(diǎn)的坐標(biāo)值。 具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表： 表3-1 角度Ъ（單位：度） 位移x（單位：毫米） 位移y（單位：毫米） 0 0 23．25 5 2．026 23．162 10 4．037 22．897 15 6．018 22．458 20 7．952 21．848 25 9．826 21．072 30 1

25、1．625 20．135 35 13．336 19．045 40 14．945 17．811 45 16．44 16．44 50 17．811 14．945 60 20．135 11．625 70 21．848 7．952 80 22．897 4．037 90 23．25 0 100 22．985 -4.053 110 22.475 -8.18 120 21.863 -12.623 130 20.861 -17.505 140 18.949 -22.582 150 15.733 -27.25 1

26、60 11.218 -30.815 170 5.795 -32.865 180 0 -33.46156 185 -2.915 -33.323 190 -5.795 -32.865 195 -8.584 -32.038 200 -11.218 -30.815 205 -13.619 -29.207 210 -15.733 -27.25 215 -17.514 -25.013 220 -18.949 -22.582 225 -20.051 -20.051 230 -20.861 -17.505 240 -21.863

27、 -12.623 250 -22.475 -8.18 260 -22．985 -4.053 270 -23．25 0 280 -22.897 4.037 290 -21.848 7.952 300 -20.135 11.625 310 -17.811 14.945 320 -14.945 17.811 330 -11.625 20.135 340 -7.952 21.848 350 -4.037 22.897 360 0 23.25 凸輪的輪廓曲線如圖所示： 圖3-2 2） 排氣凸輪的的升程（回程）的

28、設(shè)計(jì) 根據(jù)進(jìn)氣凸輪的選定方法，基圓同樣定位46.5，升程（回程）10.20992mm。 其他的與進(jìn)氣凸輪類似的取定。 其推桿的運(yùn)動(dòng)軌跡： 圖3-3 數(shù)據(jù)的計(jì)算公式同進(jìn)氣凸輪的推桿公式計(jì)算相同，計(jì)算的結(jié)果如下表所示： 表3-2 角度Ъ（單位：度） 位移x（單位：毫米） 位移y（單位：毫米） 0 0 23．25 5 2．026 23．162 10 4．037 22．897 15 6．018 22．458 20 7．952 21．848 25 9．826 21．072 30 11．625 20．135 35 13．3

29、36 19．045 40 14．945 17．811 45 16．44 16．44 50 17．811 14．945 60 20．135 11．625 70 21．848 7．952 80 22．897 4．037 90 23．25 0 100 22．985 -4.053 110 22.475 -8.18 120 21.863 -12.623 130 20.861 -17.505 140 18.949 -22.582 150 15.733 -27.25 160 11.218 -30.815 170 5.7

30、95 -32.865 180 0 -33.45992 190 -5.795 -32.865 200 -11.218 -30.815 210 -15.733 -27.25 220 -18.949 -22.582 230 -20.861 -17.505 240 -21.863 -12.623 250 -22.475 -8.18 260 -22．985 -4.053 270 -23．25 0 280 -22.897 4.037 290 -21.848 7.952 300 -20.135 11.625 310

31、 -17.811 14.945 320 -14.945 17.811 330 -11.625 20.135 340 -7.952 21.848 350 -4.037 22.897 360 0 23.25 凸輪的輪廓曲線如圖所示： 圖3-4 3） 凸輪的寬度 根據(jù)凸輪軸的長(zhǎng)度，這8個(gè)凸輪的的寬度取定為16.8mm。 4） 進(jìn)氣凸輪的徑向位置（進(jìn)氣凸輪桃尖之間的夾角） 根據(jù)曲軸的連桿頸的位置，每相鄰的進(jìn)氣凸輪之間的夾角角度為90o 。 5） 排氣凸輪的徑向位置（排氣凸輪桃尖之間的夾角） 排氣凸輪桃尖之間的夾角的確定與進(jìn)氣凸輪桃尖

32、之間的夾角的確定方法相同，夾角為90o。 6） 相鄰的進(jìn)氣凸輪與排氣凸輪之間的夾角的確定 相鄰的進(jìn)氣凸輪與排氣凸輪（桃尖）之間的夾角為72.5o（在工廠試驗(yàn)室試驗(yàn)得出，這主要由于要使汽缸中的排氣與進(jìn)氣過(guò)程有序的進(jìn)行，不能使曲軸上的連桿頸在同一個(gè)位置受兩方向的力，經(jīng)過(guò)多次的試驗(yàn)得出夾角為72.5o)。 3．6 凸輪軸的材料選定 在制定工藝規(guī)程時(shí)，正確的選擇毛坯具有重要意義。它不僅影響毛坯的制造工藝設(shè)備及制造費(fèi)用，還影響零件的機(jī)加工工藝，設(shè)備和刀具的消耗及工時(shí)訂額。正確的選用毛坯需要毛坯制造和機(jī)加工工藝人員緊密配合，兼顧冷熱加工兩個(gè)方面的要求。由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，凸輪軸承受氣門開(kāi)啟的周

33、期性沖擊載荷。所以，要求凸輪軸和支承軸頸表面應(yīng)耐磨，凸輪軸本身應(yīng)具有足夠的韌性和剛性。為此，凸輪軸的主要工作表面需經(jīng)熱處理。 因?yàn)橥馆嗇S在加工時(shí)需要較強(qiáng)的加工性和經(jīng)濟(jì)性,并且對(duì)它的硬度也有較大的要求,因此選定凸輪軸的材料為20Cr。 3．7 凸輪軸的數(shù)據(jù)選定 1）支承軸頸 兩個(gè)支承軸頸的外圓尺寸φ80mm表面粗糙度Ra≤0.4 μm.。 2）凸輪 1，2，4，5位的凸輪基圓尺寸R500.2，3，6位的凸輪基圓尺寸R450.02，表面粗糙度Ra≤0.8 μm。 3）法蘭盤(pán)孔 左右法蘭盤(pán)孔尺寸為φ6.3 mm。 4）軸上油壁孔 軸上

34、油壁孔尺寸為φ8 mm。 3．8 凸輪軸的直徑和長(zhǎng)度選定 本課題所要設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)為四汽缸,長(zhǎng)度及直徑的數(shù)據(jù)初步取定為：凸輪軸的長(zhǎng)度取723mm，直徑取為80mm。 3．9 凸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 安裝帶輪處的直徑為50.8mm，帶輪輪轂取25mm，因此此處的寬度略短于輪轂寬度，取24.67mm，軸肩的直徑為55.88mm，寬度為4.83mm。如下圖： 圖3-5 具體數(shù)據(jù)見(jiàn)凸輪軸零件圖。 4．凸輪軸的工藝性分析 4．1 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分。工件加工的第一道工序或最初幾道工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱為粗精準(zhǔn)。在以后

35、的工序中則使用經(jīng)過(guò)加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。 粗基準(zhǔn)的選擇： 1）合理分配加工余量的原則； 2）保證零件加工表面相對(duì)于不加工表面具有一定位置精度的原則； 3）便于裝夾原則； 4）粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則。 精基準(zhǔn)的選擇： 1）“基準(zhǔn)重合”原則； 2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則； 3）“互為基準(zhǔn)”原則； 4）“自為基準(zhǔn)”原則。 對(duì)于一般的軸類零件來(lái)說(shuō)，其軸線即為它的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸遵循這一設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，由于凸輪軸各表面的加工難以在一次裝夾中完成，因此，減小工件在多次裝夾中的定位誤差，就成為保證凸輪軸加工精度的關(guān)鍵。本文采用兩頂尖孔作為軸類零件的定位基

36、準(zhǔn)，這不僅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，也可作為后續(xù)工序的定位基準(zhǔn)，即符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。 這種方法不僅使工件的裝夾方便、可靠。簡(jiǎn)化了工藝規(guī)程的制定工作，使各工序所使用的夾具結(jié)構(gòu)相同或相近，從而減少了設(shè)計(jì)、制造夾具的時(shí)間和費(fèi)用，而且有可能在一次裝夾中加工出更多表面。這對(duì)于大量生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，不僅便于采用高效專用機(jī)床和設(shè)備以提高生產(chǎn)效率，而且也使得所加工的各表面之間具有較高的相互位置精度。 4．2 表面加工方法的選擇 1）加工方法選擇的步驟是首先確定被加工零件主要表面的最終加工方法，然后依次向前選定各預(yù)備工序的加工方法。 2）在被加工零件各表面加工方法分別初步選定后

37、，還應(yīng)綜合考慮為保證各加工表面位置精度要求而采取的工藝措施。 3）一個(gè)零件通常是由許多表面所組成，但各個(gè)表面的幾何性質(zhì)不外乎是外圓、孔、平面及各種成形表面等，因此，熟悉和掌握這些典型表面的各種加工方案對(duì)制定零件加工工藝過(guò)程是十分必要的。 4．3 加工階段的劃分和工序順序的安排 由于凸輪軸的加工精度較高，整個(gè)加工不可能在一個(gè)工序內(nèi)全不完成。為了利于逐步地達(dá)到加工要求，所以把整個(gè)工藝過(guò)程劃分為三個(gè)階段，以完成各個(gè)不同加工階段的目的和任務(wù)。 發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的加工的三個(gè)階段： 1) 粗加工階段包括車各支承軸頸和粗磨凸輪。該階段要求機(jī)床剛性好，切削用量選擇盡可能大，以便以提高生產(chǎn)率切除大部分加工

38、余量。 2) 半精加工是精車各支承軸頸。 3) 精加工包括精磨各支承軸頸、止推面和凸輪加工。該階段加工余量和切削量小，加工精度高。 加工順序的安排與零件的質(zhì)量要求有關(guān)，工序安排是否合理，對(duì)于凸輪軸加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性都有很大影響。對(duì)于各支承軸頸是按粗車——精車——精磨加工的，對(duì)于凸輪是按粗磨——精磨加工的，各表面的加工順序按從粗到精、且主要表面與次要表面的加工工序相互交叉進(jìn)行，從整體上說(shuō)，符合“先粗后精”的加工原則。 4．4 熱處理工序的安排 1）預(yù)備熱處理：退火與正火，通常安排在粗加工之前；調(diào)質(zhì)，由于調(diào)質(zhì)能得到組織細(xì)致均勻的回火索氏體，所以有時(shí)也用作預(yù)備熱處理，但一般在

39、粗加工以后進(jìn)行。 2）最終熱處理：由于調(diào)質(zhì)的零件不僅有一定的強(qiáng)度和硬度，還有良好的沖擊韌性，綜合機(jī)械性能較好，因此，調(diào)質(zhì)處理還常作為最終熱處理，一般安排在精加工之前進(jìn)行；淬火，可分為整體淬火和表面淬火兩種，常安排在精加工之前進(jìn)行；滲碳淬火，對(duì)于低碳鋼或低碳合金鋼零件，當(dāng)要求表面硬度高而內(nèi)部韌性好時(shí)，可采用表面滲碳淬火；氮化處理，采用氮化工藝可以獲得比滲碳淬火更高的表面硬度和耐磨性、更高的疲勞強(qiáng)度及抗蝕性。 3）時(shí)效處理：時(shí)效處理有人工時(shí)效和自然時(shí)效兩種，目的都是為了消除毛坯制造和機(jī)械加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 4）表面處理：某些零件為了進(jìn)一步提高表面的抗蝕能力，增加耐磨性以及使表面美觀光澤，常采

40、用表面處理工序，使零件表面覆蓋一層金屬鍍層、非金屬涂層和氧化膜等。 4．5 加工余量的確定 所謂加工余量，是指加工表面達(dá)到所需的精度和表面質(zhì)量而應(yīng)切除的金屬表層。 1）分析計(jì)算法 加工外圓和孔時(shí)， 加工平面時(shí)， 為上工序與本工序的工序尺寸的公差，加工表面上的表面粗糙度，表面缺陷層的深度，空間位置誤差，裝夾誤差。 在無(wú)心外圓磨床上加工外圓時(shí)，本工序的裝夾誤差ε可略去不計(jì)，因此 2） 2）經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法。此法是根據(jù)工藝人員的經(jīng)驗(yàn)確定加工余量的方法，常用于單件小批量生產(chǎn)。 3）查表修正法，此法是以生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究所積累的關(guān)于加工余量的資料數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并結(jié)合實(shí)際

41、加工情況進(jìn)行修訂來(lái)確定加工余量的，生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛。 4．6 切削用量的確定 1）由工序余量確定背吃刀量，每個(gè)工步的余量最好在一次進(jìn)給中切除； 2）根據(jù)加工表面粗糙度要求確定進(jìn)給量； 3）選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及確定刀具耐用度； 4）確定切削速度，并按機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速表選取接近的轉(zhuǎn)速； 5）校驗(yàn)機(jī)床功率。 5．凸輪軸加工的主要工序說(shuō)明 5．1 凸輪軸軸頸粗加工采用無(wú)心磨床磨削 無(wú)心磨床的磨削方式有2種：貫穿式無(wú)心磨削和切入式無(wú)心磨削。貫穿式無(wú)心磨削一般用于單砂輪，它的導(dǎo)輪是單葉雙曲面，推動(dòng)凸輪軸沿軸向移動(dòng)，僅僅用于磨削光軸。切入式無(wú)心磨削是由多砂輪磨削（若是單砂輪磨削，一般砂輪被修整

42、成成型砂輪，如：磨削液壓挺柱的球面），如現(xiàn)有480凸輪軸的磨削，可磨削階梯軸，導(dǎo)輪為多片盤(pán)狀組合而成，工件不能沿軸向移動(dòng)，無(wú)論是哪一種磨削方式，工件的中心都高于砂輪和導(dǎo)輪的中心，一般切入式磨削都有上料工位、磨削工位、測(cè)量工位、卸料工位組成。砂輪線速度60m/s，軸頸徑向磨削余量可達(dá)3.5mm，單件磨削時(shí)間18s，單件工時(shí)25s。用無(wú)心磨床加工凸輪軸是一種新穎、獨(dú)特的新工藝，新方法，但又存在一定的局限性，特別是不易磨削軸肩和端面，一般不用于多品種凸輪軸的加工，只用于單一品種、大批量的生產(chǎn)，若要更換所加工的凸輪軸品種，就要更換導(dǎo)輪和砂輪，各砂輪間距需重新調(diào)整。切入式無(wú)心磨床的修整一般采用單顆粒金剛

43、石修整，修整器所走的路線是凸字形，修整器靠模各段差值與凸輪軸的各段軸頸差值相等。粗磨凸輪軸軸頸所用的砂輪都屬于碳化物系列，粒度為60，砂輪線速度為45m/。 5．2 銑端面，鉆中心孔 中心孔加工是以后加工工序的定位基準(zhǔn)，在銑端面時(shí)，一般只限定5個(gè)自由度即可，用2個(gè)V型塊限定4個(gè)自由度，軸向自由度是由凸輪軸3#軸頸前端面或后端面（在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，該面應(yīng)提出具體要求）。目前普遍采用的是自定心定位夾緊，密齒刀盤(pán)銑削。軸向尺寸保證后端面到毛坯的粗定位基準(zhǔn)尺寸和整個(gè)凸輪軸長(zhǎng)度，鑒于凸輪軸皮帶輪軸頸尺寸較小，鉆中心孔時(shí)一般選用B5中心鉆，鉆后的孔深用φ10鋼球輔助檢查，保證球頂?shù)胶蠖嗣娉叽绾?鋼

44、球頂部之間的距離，這樣可保證以后定位的一致性。 5．3 凸輪軸的熱處理 熱處理：將原材料或未成品置于空氣或特定介質(zhì)中，用適當(dāng)方式進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，使之獲得人們所需要的力學(xué)或工藝性能的工藝方法。 熱處理分類：一般熱處理、化學(xué)熱處理、表面熱處理 球墨鑄鐵凸輪軸一般都是等溫淬火。冷卻介質(zhì)為10號(hào)、20號(hào)錠子油鹽浴或堿浴，淬火后經(jīng)140C-250C低溫回火，回火后的組織為黑色針葉狀馬氏體，硬度HRC50-54。 合金鑄鐵和鋼件凸輪軸一般采用中頻淬火：淬火頻率1000-10000Hz,一般選用7000Hz。也就是感應(yīng)加熱表面淬火，其原理是：將凸輪軸的凸輪放入加熱線圈中，由于電流的集膚效應(yīng)，

45、使凸輪由外層向內(nèi)加熱、升溫，使表層一定深度組織轉(zhuǎn)變成奧氏體，而后迅速淬硬的工藝，目前480凸輪軸采用自然回火的方法，其凸輪表面組織為針狀馬氏體。 凸輪軸經(jīng)表面熱處理：可較大地提高零件的扭轉(zhuǎn)和彎曲疲勞強(qiáng)度和表面的耐磨性。 感應(yīng)加熱淬火變形小、節(jié)能、成本低、勞動(dòng)生產(chǎn)率高、淬火機(jī)可放在冷加工生產(chǎn)線上，便于生產(chǎn)管理。 480凸輪軸中頻淬火機(jī)在感應(yīng)加熱時(shí)，要對(duì)電源、變壓器、感應(yīng)線圈進(jìn)行冷卻，要求冷卻水的溫度在25C-30C,淬火冷卻液的溫度為53C-62C，若機(jī)床本身達(dá)不到要求，必須在機(jī)床外提一套附加冷卻裝置，用來(lái)給冷卻水制冷。 5．4 主軸頸快速點(diǎn)磨加工 快速點(diǎn)磨是德國(guó)勇克公司開(kāi)發(fā)出

46、來(lái)的一種先進(jìn)的外圓高效磨削新工藝，該機(jī)床加工凸輪軸只需兩頂尖定位夾緊，無(wú)需任何夾緊工具，利用前頂尖的高速旋轉(zhuǎn)，通過(guò)頂尖和凸輪軸中心孔的摩擦來(lái)驅(qū)動(dòng)工件運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)軸類零件在一次裝夾后，用一片砂輪完成7個(gè)軸頸、一個(gè)端面和一個(gè)磨削圓角的工藝。 快速點(diǎn)磨砂輪是橫向磨損，在磨損過(guò)程中，被磨削的凸輪軸外形尺寸不會(huì)因此而發(fā)生變化，磨削端面時(shí)，砂輪可傾斜0.5，使砂輪與工件的接觸面只有傳統(tǒng)磨削端面的1/2。 5．5 凸輪的加工 現(xiàn)代的凸輪軸加工用數(shù)控磨削，具有如下特點(diǎn)： 1）用一套數(shù)控裝置（目前世界上最新的是西門子480D和FANAC210i）既控制工件主軸的無(wú)級(jí)變速旋轉(zhuǎn)和分度又控制砂輪架按凸輪型面

47、的升程數(shù)值和降程數(shù)值的往復(fù)運(yùn)動(dòng)及橫向進(jìn)給。 2）工件主軸由NC裝置控制的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)粗磨和精磨所需要的不同轉(zhuǎn)速，而且可以實(shí)現(xiàn)工件主軸在每轉(zhuǎn)內(nèi)按凸輪不同曲線進(jìn)行自動(dòng)變速磨削。這可以使凸輪型面上每一磨削點(diǎn)的線速度，金屬切削量和磨削力基本一致，對(duì)保證凸輪表面的磨削質(zhì)量是非常重要的。 3）砂輪可實(shí)現(xiàn)高速、恒線速度磨削。如480凸輪軸kopp磨床80m/s. 4）具有較大的柔性。CNC裝置可以存貯20個(gè)凸輪輪廓數(shù)據(jù)和9個(gè)磨削數(shù)據(jù)。滿足了凸輪軸多品種變化的柔性生產(chǎn)需要。 5）砂輪主軸采用內(nèi)平衡裝置，取代了以前的液力平衡裝置和機(jī)械平衡裝置，平衡精度高，砂輪幾乎不抖動(dòng)，

48、提高凸輪型面的磨削精度。 6）采用金剛滾輪修整，修整時(shí)采用聲速傳感器來(lái)控制每次砂輪修整量，能得到好的砂輪修整精度，并且每次砂輪修整后NC裝置能自動(dòng)記憶并補(bǔ)償。 7）采用CBN砂輪，剛換上的新砂輪與換下來(lái)廢砂輪之間半徑方向只有4.5-5mm，從而保證凸輪型面的一致性。 5．6 凸輪軸的拋光 凸輪軸的主軸頸、油封軸頸要求表面粗糙度0.2，所以必須除去主軸頸和油封軸頸的表面磷化膜，為了保證主軸頸和油封軸頸表面粗糙度，必須對(duì)它們進(jìn)行拋光處理，在拋光過(guò)程中，由于摩擦生熱少，磨；粒散熱時(shí)間長(zhǎng)，可有效地減少工件的變形、燒傷，主要是提高表面的加工精度，使凸輪軸軸頸獲得光亮光滑的表面，但

49、不能提高產(chǎn)品尺寸和幾何精度，對(duì)零件的形位誤差不產(chǎn)生任何改變，按目前的工藝水平，拋光砂帶采用紙質(zhì)砂帶，砂粒的粒度280—320，拋光液選用煤油，拋光機(jī)的專用工裝為硬質(zhì)樹(shù)脂制的上下兩個(gè)半圓。 5．7 凸輪軸的探傷 由于凸輪與挺桿接觸時(shí)，表面接觸應(yīng)力較大，凸輪表面不允許有任何缺陷，所以凸輪軸表面需要經(jīng)過(guò)探傷，探傷分為兩類：磁粉探傷和熒光探傷，主要探測(cè)凸輪在淬火過(guò)程中產(chǎn)生的淬火裂紋和磨削過(guò)程中產(chǎn)生的磨削裂紋。探傷也是一種無(wú)損檢測(cè)方法，按現(xiàn)有的生產(chǎn)水平，熒光探傷比較干凈，優(yōu)于磁粉探傷，因?yàn)榇欧厶絺艘渲么艖乙和?，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)也難得保持干凈，并且經(jīng)過(guò)退磁后，仍然有一部分磁通量流在凸輪軸上。

50、5．8 凸輪軸的清洗 凸輪軸不僅僅要進(jìn)行表面清洗，更主要的是主油道的清洗和油孔的清洗，防止鐵屑等臟物滯留在主油道孔的搭結(jié)處，除去油孔孔口毛刺，一般來(lái)講，單根凸輪軸的清潔度為10毫克左右，若清潔度超標(biāo)，將加速發(fā)動(dòng)機(jī)零件的磨損，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命，清洗后的凸輪軸，還要吹干，涂上防銹油，并且做好防塵工作，存放在零件庫(kù)內(nèi)。 6．凸輪軸的工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明分析 6．1 凸輪軸的毛坯數(shù)值的選定 根據(jù)凸輪軸的軸長(zhǎng)723mm，凸輪軸的主軸頸的直徑為80mm，確定毛坯的數(shù)據(jù)如下圖： 圖6-1 根據(jù)《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表5-10,確定外徑的長(zhǎng)度為80mm. 6．2 定位基準(zhǔn) 車端面及鉆中心

51、孔可得到定位基準(zhǔn)，如下圖： 圖6-2 用車床車端面,根據(jù)《加工余量手冊(cè)》表5-25,將毛坯長(zhǎng)度加工為719mm,用A5的中心鉆加工中心孔。 6．3 粗車外圓 具體尺寸如下圖： 圖6-3 根據(jù)《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表5-14,粗車加工余量為3mm，帶輪處取9mm。 6．4 劃軸向尺寸線 劃主軸頸尺寸及凸輪的尺寸線如下圖： 圖6-4 6．5 粗加工切槽 用CA6140A車床,外圓車刀加工上步中所劃的尺寸,查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表3-22,所有桿部與軸線為基準(zhǔn)的圓度為0.3，車圓至58mm，如下圖： 圖6-5 6．6 半精車外圓 將主軸頸外圓以及凸

52、輪的外圓車到指定的大小。查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表5-14，由于車加工后還要進(jìn)行磨削加工，主軸頸、凸輪加工余量取1.6mm。查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表3-21取以軸心線為基準(zhǔn)的圓跳動(dòng)為0.3，如下圖： 圖6-6 6．7 粗磨主軸頸 查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》，車加工后磨削加工數(shù)據(jù)根據(jù)表5-15，加工余量取0.3mm，帶輪直徑處加工余量取0.5mm，查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表3-21取以軸心線為基準(zhǔn)的圓跳動(dòng)為0.2，如下圖： 圖6-7 6．8 熱處理 由于除凸輪未加工所有部位已經(jīng)進(jìn)行了半精加工，剩下的只是小范圍加工，根據(jù)材料的性能，對(duì)其進(jìn)行涂防滲碳保護(hù)層，和滲碳噴丸，并進(jìn)

53、行校直。 6．9 研磨中心孔 祛除熱處理后的氧化皮，用煤油和細(xì)紗研磨以便達(dá)到最佳效果，如下圖： 圖6-8 6．10 再次粗磨主軸頸 查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表5-15，熱處理后粗磨加工余量取0.2mm，《機(jī)械 加工余量手冊(cè)》表3-21取以軸心線為基準(zhǔn)的圓跳動(dòng)為0.06. 圖6-9 6．11 精加工軸向尺寸 具體數(shù)據(jù)如下圖： 圖6-10 6．12 精車桿部及R角 具體數(shù)據(jù)如下圖： 圖6-11 安排在這里，主要是為了方便后面的數(shù)控加工凸輪。 6．13 數(shù)控精切總長(zhǎng) 這里將毛坯的多余長(zhǎng)度切掉，方便在數(shù)控凸輪磨床里面的定位，如下圖： 圖

54、6-12 6．14 粗磨凸輪 將凸輪在專用凸輪磨床里面進(jìn)行加工，一次性加工到位，該數(shù)控磨床為蘭帝斯專用數(shù)控凸輪磨床，如下圖： 圖6-13 6．15 熱處理 已經(jīng)初見(jiàn)凸輪軸外型了，進(jìn)行二次熱處理，包括噴丸、回火及熱處理后校直。 6．16 加工小頭和法蘭 先加工小頭端面，包括平小頭面及加工中心孔（用A6.3中心鉆）。加工法蘭端面及中心孔，《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表3-21取以軸心線為基準(zhǔn)的圓跳動(dòng)為0.1，如下圖： 圖6-14 6．17 半精磨主軸 查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》，根據(jù)表5-15，加工余量取0.2mm，《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表3-21取以

55、軸心線為基準(zhǔn)的圓跳動(dòng)為0.025，如下圖： 圖6-15 6．18 磨小頭及零件基面 對(duì)磨帶輪軸處，熱處理后半精磨加工查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表5-15，加工余量取0.9mm，對(duì)軸肩處加工余量為0.45mm。對(duì)軸肩出倒圓角為r0.1.5?！稒C(jī)械加工余量手冊(cè)》表3-21取以軸心線為基準(zhǔn)的圓跳動(dòng)為0.025，如下圖： 圖6-16 6．19 銑鍵槽 在萬(wàn)能銑床上面銑鍵槽是用V型塊夾具來(lái)支撐的，加工鍵槽時(shí)要保證其對(duì)稱度，鍵槽的對(duì)稱度是通過(guò)V型塊夾具和可調(diào)定位銷來(lái)保證的，如下圖： 圖6-17 6．20 粗磨帶輪位 對(duì)于帶輪處，查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》

56、表5-15，加工余量取0.2mm。倒角取R0.75，如下圖： 圖6-18 6．21 粗磨主軸頸 查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表5-15，加工余量取0.075mm。 6．22 粗磨凸輪 同樣用蘭帝斯專用數(shù)控凸輪磨床精加工凸輪。 6．23 具體工藝流程表 至此，凸輪軸的設(shè)計(jì)工藝說(shuō)明過(guò)程初步擬定，具體的工藝流程如下表： 表6-1 工藝流程表 工序號(hào) 工序名稱 設(shè)備名稱 1 來(lái)料檢查（下料） 鋸床 2 銑鉆中心孔 銑床 3 粗車外圓 普車 4 劃軸向尺寸線 數(shù)控車床 5 粗加工切槽 普車 6 半精車外圓 普車 7 磨主軸頸 外圓

57、磨床 8 熱處理 9 研磨中心孔 普通車床 10 粗磨主軸頸 外圓磨床 11 精加工軸向尺寸 數(shù)控車床 12 精車干部及R角 普通車床 13 數(shù)控精切總長(zhǎng) 數(shù)控車床 14 平小頭面及中心孔 普通車床 15 倒角 普通車床 16 粗磨凸輪 蘭弟斯數(shù)控磨床 17 在次熱處理（淬火） 淬火機(jī) 18 回火、噴丸校直 校直機(jī) 19 研磨中心孔 普車 20 平法蘭端面及鉆鉸法蘭孔 普通車床 21 半精磨主軸頸 磨床 22 磨小頭及零件基準(zhǔn)面 外圓磨床 23 銑鍵槽 銑床 24 精磨帶輪位 外圓磨床 2

58、5 精磨主軸頸 外圓磨床 26 精磨凸輪 蘭弟斯數(shù)控磨床 27 拋光主軸及凸輪 拋光機(jī) 28 探傷、退磁 探傷機(jī)/退磁機(jī) 29 總檢、交倉(cāng) 技術(shù)要求: 第一，產(chǎn)品不允許有化學(xué)腐蝕燒傷； 第二，凸輪升程（回程）誤差按成品圖要求，基圓半徑變差在0.4mm以內(nèi)； 第三，產(chǎn)品不允許碰傷。 7．總結(jié)和展望 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)目前競(jìng)爭(zhēng)激烈，建立符合中國(guó)國(guó)情和工廠實(shí)際的零部件加工生產(chǎn)線，制定合適的加工工藝，并選用可靠經(jīng)濟(jì)的設(shè)備，對(duì)降低產(chǎn)品成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高競(jìng)爭(zhēng)力有很大的現(xiàn)實(shí)意義。凸輪軸作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件之一，其性能與質(zhì)量直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能。本文針對(duì)四缸

59、發(fā)動(dòng)機(jī) 凸輪軸的加工特點(diǎn)，對(duì)凸輪軸的加工工藝進(jìn)行了深入的研究。主要解決了以下問(wèn)題： 1） 利用解析法和反轉(zhuǎn)法原理，對(duì)凸輪形狀的設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算推導(dǎo)； 2） 根據(jù)凸輪軸加工特點(diǎn)，優(yōu)化選擇了加工設(shè)備； 3） 詳細(xì)分析了凸輪軸的加工特點(diǎn)和加工難點(diǎn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)了合理的加工工藝。 在實(shí)際凸輪軸加工中，應(yīng)該結(jié)合工廠實(shí)際，在建立一條集先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)一的凸輪軸生產(chǎn)線的過(guò)程中，從前期規(guī)劃開(kāi)始，對(duì)凸輪軸的加工工藝、設(shè)備和檢測(cè)進(jìn)行深入研究。根據(jù)產(chǎn)品要求，制定合理的凸輪軸生產(chǎn)線節(jié)拍、平面布置和工藝路線。

60、 參考文獻(xiàn)： [1] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2005. [2] 孫桓，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2005. [3] 梅順齊，何雪明.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2009. [4] 羅洪田.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京：高等教育出版社，1985. [5] 何銘新，錢可強(qiáng).機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，1995. [6] 徐自立，周小平，楊雄.工程材料[M].北京：高等教育出版社，2003. [7] 劉鴻文.材料力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2004. [8] 江耕華

61、，胡來(lái)瑢，陳啟松.機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1983. [9] 孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專用夾具[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002. [10] 于俊一.典型零件制造工藝[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989. [11] 張富洲.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)，1994. [12] 梁正強(qiáng).機(jī)械零件設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1989. [13] 皺青.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. [14] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004. [15] 周開(kāi)勤.機(jī)械零件手冊(cè)[M]

62、.北京：高等教育出版社，1994. [16] 孫本緒，熊萬(wàn)武.機(jī)械加工余量手冊(cè)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1995. [17] 王煥庭.機(jī)械工程材料[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998. [18] 吳宗澤.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1986. [19] [德]S.弗羅尼斯.王汝霖譯.設(shè)計(jì)學(xué)——傳動(dòng)零件[M].北京：高等教育出版社，1998. [20] 機(jī)械工程手冊(cè)委員會(huì)編.機(jī)械工程手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995. [21] 鄺堅(jiān).YC6108ZQ 四氣門柴油機(jī)的開(kāi)發(fā)研究[D].吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文，2003. [22]凸輪軸零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

63、[EB/OL]. [23] 凸輪加工工藝[EB/OL]. /2010-11-24. [24] Kuehnle M R. Toroidal Drvie Concepts[M] .Product Enginrrting.Aug，1979. [25] Orlov P.Fundamentals of Machine Design[M] .Matson：Mir Pub,1987. 致 謝 四年的讀書(shū)生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開(kāi)始。四年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng)、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，我要感謝我的導(dǎo)師，您治學(xué)

64、嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。使我不僅接受了全新的思想觀念，樹(shù)立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫(xiě)作的指導(dǎo)，經(jīng)由您悉心的點(diǎn)撥，再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟，讓我的論文逐漸變得完美。 從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯謝意！ 另外，感謝學(xué)校給予我這樣一次機(jī)會(huì)，能夠獨(dú)立地完成一個(gè)課題，并在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，給予我們各種方便，使我們?cè)诩磳㈦x校的最后一段時(shí)間里，能夠更多學(xué)習(xí)一些實(shí)踐應(yīng)用知識(shí)，增強(qiáng)了我們實(shí)踐操作和動(dòng)手應(yīng)用能力，提高了獨(dú)立思考的能力。再一次對(duì)我的母校表示感謝。 （注：可編輯下載，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正，謝謝!）