凸轮轴毛坯的加工方法是什么您了解吗？

1.凸轮轴轴颈粗加工采用无心磨床磨削

无心磨床的磨削方式有两种：贯穿式无心磨削和切入式无心磨削。

1)贯穿式无心磨削：一般用于单砂轮，它的导轮是单叶双曲面，推动凸轮轴沿轴向移动，仅仅用于磨削光轴。

2)切入式无心磨削：是由多砂轮磨削。

2.铣端面，钻中心孔

中心孔加工是以后加工工序的定位基准，在铣端面时，一般只限定5个自由度即可，用2个V型块限定4个自由度，轴向自由度是由凸轮轴3#轴颈前端面或后端面。目前普遍采用的是自定心定位夹紧，密齿刀盘铣削。轴向尺寸保证后端面到毛坯的粗定位基准尺寸和整个凸轮轴长度，鉴于凸轮轴皮带轮轴颈尺寸较小，钻中心孔时一般选用B5中心钻，钻后的孔深用φ10钢球辅助检查，保证球顶到后端面尺寸和2钢球顶部之间的距离，这样可保证以后定位的一致性。

3.凸轮轴的热处理

将原材料或未成品置于空气或特定介质中，用适当方式进行加热、保温和冷却，使之获得人们所需要的力学或工艺性能的工艺方法。

1)球墨铸铁凸轮轴一般都是等温淬火：冷却介质为10号、20号锭子油盐浴或碱浴，淬火后经140°C-250°C低温回火，回火后的组织为黑色针叶状马氏体，硬度HRC50-54。

2)合金铸铁和钢件凸轮轴一般采用中频淬火：淬火频率1000-10000Hz,一般选用7000Hz。

其原理是：将凸轮轴的凸轮放入加热线圈中，由于电流的集肤效应，使凸轮由外层向内加热、升温，使表层一定深度组织转变成奥氏体，而后迅速淬硬的工艺，目前480凸轮轴采用自然回火的方法，其凸轮表面组织为针状马氏体。

3)凸轮轴经表面热处理：可较大地提高零件的扭转和弯曲疲劳强度和表面的耐磨性。感应加热淬火变形小、节能、成本低、劳动生产率高、淬火机可放在冷加工生产线上，便于生产管理。480凸轮轴中频淬火机在感应加热时，要对电源、变压器、感应线圈进行冷却，要求冷却水的温度在25°C-30°C,淬火冷却液的温度为53°C-62°C，若机床本身达不到要求，必须在机床外提一套附加冷却装置，用来给冷却水制冷。

4.凸轮轴的深孔加工

在机械加工中L/D>5时的孔加工可称为深孔加工，用普通麻花钻钻深孔时有以下困难。

1)钻头细长，刚性差，加工时钻头易弯曲和振动，难以保证孔的直线度与加工精度。

解决办法：

A.定期更换导向套；加长导向套，提高导向套与铰刀间隙的配合精度；及时维修机床、调整主轴轴承间隙。

B.增加扩孔或镗孔工序校正孔；减小主偏角；注意正确操作。

C.根据加工材料选择铰刀材料，可采用硬质合金铰刀或涂层铰刀

2)切屑多，而排除切屑的通道长而狭窄，切屑不容易排出。

解决办法：

采用枪钻钻削，枪钻是单刃外排屑式的，一般适用于加工φ2-φ20mm孔， L/D>100、表面粗糙度Ra12.5-3.2mm、精度H8-H10级的深孔。单刃外排屑深孔钻，早用于加工枪管，故称枪钻，也是φ2-φ6mm深孔加工的办法。

3)孔深切削液不易进入，切削温度过高，散热困难，钻头容易断。

解决办法：

A.高压切削液（7MPa）通过钻头的小孔送到切削区域内，进行冷却、润滑并帮助排屑，然后再将切屑与切削液顺着V型刀杆排入集中冷却系统中。

B.凸轮轴深孔加工冷却液一般用锭子油，虽然油的冷却效果比乳化液差，但油的润滑效果比冷却液要好得多。

C.钻头为硬质合金，采用焊接式结构。切削用量一般为0.06-0.1mm/r，为了更好地控制刀具的破损程度，刀具采用径向负荷反馈，一旦刀具切削力达到一定的数值，在数控系统的作用下，刀具能自动退回，从而避免枪钻折断，提高刀具的使用寿命。磨钝后的刀具换下，再重新进行刃磨后方可使用。

5.凸轮的加工

传统的凸轮加工采用靠模加工，一般来，讲第厂进、排气凸轮都有一个母靠模，凸轮轴上有几个凸轮就有几个靠模。这种加工其实就是仿形加工，母靠模的加工误差也会复映到加工的成品凸轮上。

现代的凸轮轴加工用数控磨削，具有如下特点：

1)用一套数控装置既控制工件主轴的无级变速旋转和分度又控制砂轮架按凸轮型面的升程数值和降程数值的往复运动及横向进给。

2)工件主轴由NC装置控制的伺服电机驱动，实现无级变速传动，砂轮可实现高速、恒线速度磨削。具有较大的柔性，CNC装置可以存贮20个凸轮轮廓数据和9个磨削数据。

3)砂轮主轴采用内平衡装置，取代了以前的液力平衡装置和机械平衡装置，平衡精度高，砂轮几乎不抖动，提高凸轮型面的磨削精度。

4)采用金刚滚轮修整，修整时采用声速传感器来控制每次砂轮修整量，能得到好的砂轮修整精度，并且每次砂轮修整后NC装置能自动记忆并补偿。

5)采用CBN砂轮，刚换上的新砂轮与换下来废砂轮之间半径方向只有4.5-5mm，从而保证凸轮型面的一致性。

6.凸轮轴的化学处理

化学处理是将金属置于一定化学介质中，通过化学反应在金属表面生成一种化学覆盖层使获得装饰、耐蚀、绝缘等不同的性能，化学处理一般有氧化处理和磷化处理。

7.凸轮轴的抛光

凸轮轴的主轴颈、油封轴颈要求表面粗糙度0.2，所以必须除去主轴颈和油封轴颈的表面磷化膜，为了保证主轴颈和油封轴颈表面粗糙度，必须对它们进行抛光处理，在抛光过程中，由于摩擦生热少，磨粒散热时间长，可有效地减少工件的变形、烧伤，主要是提高表面的加工精度，使凸轮轴轴颈获得光亮光滑的表面，但不能提高产品尺寸和几何精度，对零件的形位误差不产生任何改变。

8.凸轮轴的探伤

由于凸轮与挺杆接触时，表面接触应力较大，凸轮表面不允许有任何缺陷，所以凸轮轴表面需要经过探伤。

探伤分为两类：磁粉探伤和荧光探伤，主要探测凸轮在淬火过程中产生的淬火裂纹和磨削过程中产生的磨削裂纹。

9.凸轮轴的清洗

凸轮轴不仅仅要进行表面清洗，更主要的是主油道的清洗和油孔的清洗，防止铁屑等脏物滞留在主油道孔的搭结处，除去油孔孔口毛刺。

10.凸轮轴加工中易出现的质量问题和解决措施

1)精车支承轴后磨不圆      

可能问题：用单板机加工，程序易乱，加工尺寸不稳定，跳动超差。无法在精车时得到纠正。      

解决措施：更换车削支承轴颈设备，改变控制系统，单板机定期巡检。  

2)凸轮升程超差    

可能问题：机床靠模磨损，靠模精度下降。    

解决措施：定期检查、修整、及时更换靠模。在磨削凸轮形面时，采用改变工件回转方向的方法，以提高凸轮曲线的形状精度。  

3)凸轮基面跳动超差    

可能问题：机床靠模磨损，靠模精度下降。联轴器与导轴间隙加大。    

解决措施：定期检查、修整、即使更换靠模和联轴器导轴。

4)凸轮轴各主要工作表面精磨后有微小波纹  

解决措施：定期检查、调整机床间隙。控制精磨时的进给量，增加走刀次数和无火化磨。

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