汽車柴油機(jī)凸輪軸加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題 目 汽車柴油機(jī)F3000凸輪軸加工工藝設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 熱能與動(dòng)力工程2010級(jí)1班 </p><p&

2、gt;　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 2010441108 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 副教授 </p><p>　　評(píng)閱教師 職稱 </p><p><b>　　年 月 日</

3、b></p><p><b>　　注 意 事 項(xiàng)</b></p><p>　　1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括：</p><p>　　1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）</p><p><b>　　2）原創(chuàng)性聲明</b></p><p>　　3）中文摘要（300字左右

4、）、關(guān)鍵詞</p><p>　　4）外文摘要、關(guān)鍵詞 </p><p>　　5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）</p><p>　　6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論</p><p><b>　　7）參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　8）致謝</b></

5、p><p>　　9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）</p><p>　　2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。</p><p>　　3.附件包括：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。</p><p>　　4.文字、圖表要求：</p><p&

6、gt;　　1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫</p><p>　　2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫</p><p>　　3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印</p><p>

7、　　4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上</p><p>　　5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔</p><p><b>　　5.裝訂順序</b></p><p><b>　　1）設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂&l

8、t;/p><p><b>　　3）其它</b></p><p>　　學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明</p><p>　　本人以信譽(yù)聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的設(shè)計(jì)（研究）工作及取得的成果，設(shè)計(jì)（論文）中引用他（她）人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院或

9、其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對(duì)本設(shè)計(jì)（研究）所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者（簽字）： </p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　凸輪軸作

10、為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的重要部件，其性能和質(zhì)量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能有著直接影響，因此柴油機(jī)凸輪軸加工工藝有著特殊的要求。合理的加工工藝對(duì)控制凸輪軸的質(zhì)量，提高加工效率，降低生產(chǎn)成本，有著重大的意義。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是柴油機(jī)F3000凸輪軸為例進(jìn)行加工工藝設(shè)計(jì)。凸輪軸的加工工藝設(shè)計(jì)主要包括毛坯制造工藝設(shè)計(jì)、機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)、熱處理工藝設(shè)計(jì)、重要工序工裝夾具設(shè)計(jì)、重要工序檢具設(shè)計(jì)、加工設(shè)備的選擇、加工刀具選擇或設(shè)計(jì)等。一個(gè)凸輪軸的加工工藝之多之

11、復(fù)雜，合理的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、合理的定位基準(zhǔn)、合理的加工階段的劃分與工序順序的安排和合理的加工方法等對(duì)凸輪軸的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。因此，不斷地完善改進(jìn)凸輪軸的加工工藝變得十分重要。</p><p>　　關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī) 凸輪軸 工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The camshaft as an i

12、mportant part of a diesel engine steam distribution mechanism, its performance and quality directly affect the overall performance of the engine, so the diesel engine camshaft processing technology has the special reques

13、t. It is a great significance to the reasonable processing technology to control the quality of the camshaft, improve processing efficiency and reduce production cost. This graduation design is mainly F3000 diesel engine

14、 camshaft as an example to design the ma</p><p>　　Keywords: Engine；camshaft；process design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AB

15、STRACTII</p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p>　　1.1本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題和目的1</p><p>　　1.2柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r1</p><p>　　1.3凸輪軸的發(fā)展?fàn)顩r1</p><p>　　2 凸輪軸的分析3</p><

16、;p>　　2.1凸輪軸的作用3</p><p>　　2.2凸輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3</p><p>　　2.3凸輪軸的機(jī)械分析4</p><p>　　2.4凸輪軸的材料要求4</p><p>　　2.5凸輪軸的材料選擇4</p><p>　　2.6凸輪軸的技術(shù)要求4</p><p>

17、　　2.7凸輪軸工藝設(shè)計(jì)原則6</p><p>　　2.8凸輪軸加工工藝特點(diǎn)6</p><p>　　2.8.1凸輪軸容易變形6</p><p>　　2.8.2加工難度大7</p><p>　　3 凸輪軸加工工藝路線的擬定9</p><p>　　3.1選擇定位基準(zhǔn)9</p><p>　

18、　3.2選擇表面加工方法10</p><p>　　3.3加工工序的劃分和加工順序的安排11</p><p>　　3.3.1凸輪軸劃分加工階段11</p><p>　　3.3.2加工順序的安排11</p><p>　　3.4擬定機(jī)械加工工藝流程11</p><p>　　3.5柴油機(jī)凸輪軸重點(diǎn)加工工藝說明15&

19、lt;/p><p>　　3.5.1 銑端面打中心孔15</p><p>　　3.5.2正火16</p><p>　　3.5.3淬火17</p><p>　　3.5.4精車止推面18</p><p>　　3.5.5精磨凸輪18</p><p>　　3.5.6精磨大外圓19</p>

20、;<p>　　3.5.7精磨小外圓20</p><p>　　3.5.8探傷20</p><p>　　4 重點(diǎn)工序的夾具、刀具、檢具的設(shè)計(jì)及設(shè)備的選擇22</p><p>　　4.1重點(diǎn)工序夾具的設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.1.1夾具設(shè)計(jì)概述22</p><p>　　4.1.2凸輪軸銑鍵槽夾

21、具設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.2重點(diǎn)工序刀具的設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.2.1刀具設(shè)計(jì)概述23</p><p>　　4.2.2鍵槽銑刀設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.3重點(diǎn)工序檢具的設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.3.1檢具設(shè)計(jì)概述24</p><p>　　4.3.

22、2鍵槽塞規(guī)設(shè)計(jì)25</p><p>　　4.4重點(diǎn)工序設(shè)備的選擇26</p><p>　　4.4.1重點(diǎn)設(shè)備概述26</p><p>　　4.4.2重點(diǎn)工序設(shè)備的選擇26</p><p><b>　　5 結(jié)論28</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b&

23、gt;</p><p><b>　　致謝30</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題和目的</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是《柴油機(jī)F3000凸輪軸加工工藝設(shè)計(jì)》。其重點(diǎn)內(nèi)容是熱處理，粗基準(zhǔn)精基準(zhǔn)的選擇，中心孔的加工，凸輪磨削過

24、程以及夾具檢具刀具的設(shè)計(jì)。其目的是設(shè)計(jì)出合理的F3000凸輪軸加工工藝，合理的加工工藝對(duì)凸輪軸的質(zhì)量，提高加工效率，降低生產(chǎn)成本，以及實(shí)際生產(chǎn)有著重大的意義。</p><p>　　1.2柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)經(jīng)過一百多年的全面發(fā)展，應(yīng)用范圍變得日益廣泛。經(jīng)過大量的研究成果表明，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)成為了當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中的各種動(dòng)力機(jī)械熱效率最高、最節(jié)能、能量利用率

25、最高的機(jī)型。目前裝備最先進(jìn)技術(shù)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其升功率能達(dá)到30~50kwh/L，標(biāo)定功率的油耗能達(dá)到204g/kwh，扭矩儲(chǔ)備系數(shù)能達(dá)到0.35以上，最低燃油油耗能達(dá)到198g/kwh[]；柴油機(jī)廣泛應(yīng)用在發(fā)電、車輛動(dòng)力、灌溉、船舶動(dòng)力和其他領(lǐng)域，其最為明顯優(yōu)勢(shì)是在車用的動(dòng)力，通過多年的新技術(shù)研究與大量應(yīng)用，柴油機(jī)的煙度和噪聲獲得了重大突破，基本達(dá)到了汽油機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)，全世界車用動(dòng)力“柴油化”勢(shì)頭愈發(fā)明顯[1]。</p>

26、<p>　　在這種趨勢(shì)要求下，各生產(chǎn)廠家不僅具備大批量生產(chǎn)能力，同時(shí)還必須具備多品種、小批量生產(chǎn)技術(shù)，目前，我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家大多數(shù)生產(chǎn)布置是流水線。該生產(chǎn)線可分為全自動(dòng)生產(chǎn)線和半自動(dòng)生產(chǎn)線兩種形式。全自動(dòng)生產(chǎn)線和半自動(dòng)生產(chǎn)線其主要看是否需要人工操作和在工序之間運(yùn)送工件進(jìn)行區(qū)別。全自動(dòng)生產(chǎn)雖然質(zhì)量高，自動(dòng)化程度高，比較可靠，但是成本高，投資比較大，我國(guó)作為一個(gè)人口大國(guó)，人工成本較低，因此半自動(dòng)成本比較劃算。所以大多數(shù)廠家采用全

27、自動(dòng)和半自生產(chǎn)線相結(jié)合的生產(chǎn)線，這樣可以在保證質(zhì)量的前提下控制生產(chǎn)成本。</p><p>　　好的發(fā)動(dòng)機(jī)必須具備一下幾點(diǎn)要求：1.高的燃油經(jīng)濟(jì)性 2.高的動(dòng)力性能 3.結(jié)構(gòu)緊湊，外形小，質(zhì)量輕 4.工作可靠和足夠長(zhǎng)的使用壽命 5.高的環(huán)境性能，低排放，低消耗等。當(dāng)然，近年來排放越來越受到關(guān)注。柴油機(jī)的性能指標(biāo)不斷地提高必然會(huì)對(duì)柴油機(jī)的設(shè)計(jì)以及加工工藝有更高的要求。所以在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，甚至這個(gè)機(jī)械加工行業(yè)中，數(shù)控機(jī)床

28、，加工中心，精密加工機(jī)床，自動(dòng)生產(chǎn)線等先進(jìn)加工設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用。</p><p>　　1.3凸輪軸的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　凸輪軸的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式通常采用鍛造或鑄造，少數(shù)也有采用碳鋼進(jìn)行切削加工制造。鑄造式凸輪軸主要有淬火鑄鐵，冷硬鑄鐵等。為了減輕重量，部分凸輪軸會(huì)采用型芯鑄造，讓軸呈空心狀。美國(guó)主要以淬火鑄鐵凸輪軸為主，在日本冷硬鑄鐵凸輪軸作為主要的制造方式[]。鍛造式凸輪軸主要以

29、碳鋼進(jìn)行熱鍛，凸輪采用高頻淬火處理，主要應(yīng)用在大中型發(fā)動(dòng)機(jī)上，本次F3000凸輪軸由于運(yùn)用機(jī)型不是很大，所以采用中頻淬火處理。由于它的耐點(diǎn)腐蝕性能比較好，常與頂置式（OHV）氣門機(jī)構(gòu)的挺桿組合使用，當(dāng)然也有和搖臂配合應(yīng)用在柴油機(jī)凸輪上置式（OHC）結(jié)構(gòu)上[2]。由于鍛造式凸輪軸沒法實(shí)現(xiàn)輕量化，其發(fā)展?jié)摿Ψ浅Ｐ　?lt;/p><p>　　為了滿足發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中凸輪軸的各個(gè)部位不同的性能要求，傳統(tǒng)的凸輪軸制造方式、制造

30、特點(diǎn)已經(jīng)變得落后，呈現(xiàn)出了許許多多的問題，材料選擇利用方面的不合理，凸輪的排列結(jié)構(gòu)不緊湊，加工復(fù)雜等方面的問題越來越突出，這些制約著凸輪軸輕型化以及企業(yè)生產(chǎn)成本控制方面的發(fā)展。</p><p>　　隨著工藝技術(shù)的發(fā)展，凸輪軸的工藝方向有了更多的選擇：1金屬-塑料復(fù)合凸輪軸已在美國(guó)獲得應(yīng)用，將粉末金屬成型經(jīng)磨削加工的凸輪軸片和中空鋼軸放進(jìn)模具內(nèi)，在中空軸的四周注入塑料，由塑料固定成一體，這樣軸和凸輪片之間通過塑料間

31、接接觸。這種凸輪軸在質(zhì)量和成本都可降低40%，還可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲，加工時(shí)間也有所降低。2 凸輪軸的液體氮化工藝是在含有碳和氮的融化鹽浴室中進(jìn)行的一次硬化處理，溫度為580℃，平均時(shí)間為90min?；衔飬^(qū)域滲層的厚度平均是0.013mm，由Fe3N和Fe3C組成，氮的擴(kuò)散厚度為0.38mm，F(xiàn)e3N呈針狀，采用化學(xué)法測(cè)得其厚度為1mm[]。3 裝配式凸輪軸主要是將軸、凸輪分開加工制造，然后組裝形成一體。凸輪常采用碳鋼或者粉末冶金材料

32、，軸則用冷拔薄壁無縫鋼管[2]。碳鋼凸輪可以進(jìn)行高頻淬火或者滲碳處理，有較高的耐膠著、耐點(diǎn)蝕性能。它相對(duì)于傳統(tǒng)凸輪軸，加工成本低、質(zhì)量輕、材料的利用更加合理是其優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　2 凸輪軸的分析</b></p><p><b>　　2.1凸輪軸的作用</b></p><p>　　凸輪軸是發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的重

33、要部分，作用是按照發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序、升程規(guī)律以及配氣正時(shí)驅(qū)動(dòng)氣門按時(shí)開啟和關(guān)閉，確保發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中為氣缸吸入新鮮的可燃混合氣，并及時(shí)將燃燒后的廢氣排出氣缸。凸輪軸直接通過搖臂驅(qū)動(dòng)氣門，由于轉(zhuǎn)速較高，為保證進(jìn)排氣以及傳動(dòng)效率、簡(jiǎn)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、降低高轉(zhuǎn)速的振動(dòng)和噪音，常采用頂置式凸輪軸和頂置式氣門，這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)也比較緊湊。但任何事物都有兩面性，頂置式凸輪軸的缺點(diǎn)是由于部件的布置設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，維修起來也比較麻煩。</p>&l

34、t;p>　　2.2凸輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</p><p>　　1 鍵槽 2 凸輪軸支承軸頸 3 凸輪 4 油孔 5 中心孔 6 止推面 7 凸輪軸小頭</p><p>　　圖2-1 凸輪軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　凸輪軸是發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中主要驅(qū)動(dòng)件，其主體如圖2-1所示是一根和氣缸組長(zhǎng)度相等的圓柱形棒體，然后在上面套若干個(gè)凸輪，用于驅(qū)動(dòng)氣門的開閉。凸輪軸的一端和

35、驅(qū)動(dòng)輪相連，另一端用來支撐。凸輪的側(cè)面如圖2-2呈雞蛋形，其主要在于保證氣缸充分的進(jìn)排氣，盡可能的在短時(shí)間內(nèi)完成氣門的開閉。承受著周期性的沖擊載荷的凸輪軸，凸輪和挺柱之間接觸面積小，相對(duì)滑動(dòng)速度很高，應(yīng)力 圖2-2柴油機(jī)凸輪軸示意圖</p><p>　　大，因此凸輪的設(shè)計(jì)和加工工藝與發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和平順運(yùn)行有著很直接關(guān)系。</p><p>　　2.3凸輪軸的機(jī)械分析</p

36、><p>　　在應(yīng)力作用下凸輪軸與挺桿、氣門閥桿形成摩擦副，在工作過程中承受挺桿擠壓應(yīng)力作用，其次受到一定的彎矩和扭矩的作用，同時(shí)又要承受周期性變化的擠壓應(yīng)力以及與挺桿相接處產(chǎn)生的摩擦的作用力，也受到周期性的沖擊載荷和摩損。凸輪軸在工作過程中與挺柱配合接觸面應(yīng)力大，且摩擦?xí)a(chǎn)生熱，而散熱條件不好，容易出現(xiàn)撕裂、刮傷、剝落以及早期的磨損等，所以工作條件惡劣。凸輪軸的主要失效形式為疲勞失效（黏著磨損及擦傷）、凸輪磨損、表

37、面壓應(yīng)力反復(fù)作用造成塊狀剝落和麻點(diǎn)等。</p><p>　　2.4凸輪軸的材料要求</p><p>　　(1) 作為凸輪軸材料，要有一定的彎曲疲勞強(qiáng)度和足夠的韌性，能承受一定的扭轉(zhuǎn)載荷，確保凸輪軸在工作中受力后無明顯的變形。</p><p>　　(2) 凸輪軸工作表面特別是凸輪表面要有較高的粗糙度、中等強(qiáng)度和硬度以及較好的耐磨性，避免凸輪軸在工作過程中產(chǎn)生磨損、刮傷

38、、斷裂等嚴(yán)重缺陷。</p><p>　　(3) 凸輪軸材料必須具備較好的耐磨性能以及加工時(shí)較好的切削加工性能。</p><p>　　(4) 凸輪軸要具有準(zhǔn)確的尺寸，軸頸部分的材料要有中等的抗彎強(qiáng)度和抗扭轉(zhuǎn)載荷及中等的韌性和耐磨性。</p><p>　　2.5凸輪軸的材料選擇</p><p>　　凸輪軸作為一個(gè)運(yùn)動(dòng)件，在惡劣的工作環(huán)境中承受著周

39、期性的沖擊載荷和嚴(yán)重的摩擦，凸輪軸上的凸輪與挺柱相接處，相對(duì)滑動(dòng)速度很高，為了適應(yīng)其惡劣工作條件，凸輪軸的通常采用優(yōu)質(zhì)鋼或者合金鋼鍛造，也可以采用球墨鑄鐵或者合金鑄鐵鑄造而成[]。合金鋼如40Cr雖說承受載荷大但無法較大的沖擊，由于近年來鑄鐵強(qiáng)度的提高，合金鑄鐵和球墨鑄鐵也運(yùn)用于凸輪軸上。碳鋼作為應(yīng)用最廣泛的材料，經(jīng)過正火處理后它的硬度達(dá)到170～217HBS，以及剛度都能滿足。</p><p>　　通過對(duì)機(jī)加材

40、料的了解和分析，碳鋼相對(duì)于合金鋼價(jià)格更便宜，其對(duì)于應(yīng)力集中的敏感性較低，但是可以用熱處理或者化學(xué)熱處理等方法提高其抗疲勞強(qiáng)度，考慮到生產(chǎn)成本，以及結(jié)合本次設(shè)計(jì)產(chǎn)品的特點(diǎn)，因此采用優(yōu)質(zhì)碳鋼制造凸輪軸最為廣泛，其中最常用的是45鋼。</p><p>　　2.6凸輪軸的技術(shù)要求</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是以柴油機(jī)F3000凸輪軸產(chǎn)品圖（如圖2-3）為例設(shè)計(jì)工藝，其具體技術(shù)條件如下：<

41、;/p><p>　　圖2-3 柴油機(jī)F3000凸輪軸產(chǎn)品圖</p><p><b>　　(1) 支承軸頸</b></p><p>　　各個(gè)軸頸Φ48-0.050 -0.075，表面粗糙度為Ra0.63μm；</p><p>　　各個(gè)軸頸相對(duì)于前后支承軸頸的基準(zhǔn)軸線徑向圓跳動(dòng)小于0.03mm；</p><p

42、>　　各個(gè)軸頸的圓柱度小于0.007mm。</p><p><b>　　(2) 凸輪</b></p><p>　　8個(gè)凸輪基圓尺寸為R16.4±0.05，表面粗糙度為Ra0.4μm；</p><p>　　各個(gè)凸輪基圓相對(duì)于前后支承軸頸的基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動(dòng)小于0.04mm；</p><p>　　一四缸凸輪

43、對(duì)稱中心線相對(duì)于鍵槽對(duì)稱中心線相對(duì)位置偏差3°±30′；</p><p>　　二三缸凸輪對(duì)稱中心線相對(duì)于鍵槽對(duì)稱中心線相對(duì)位置偏差13°±30′；</p><p>　　各缸進(jìn)排氣凸輪對(duì)稱中心線相對(duì)位置偏差106°；</p><p>　　各凸輪斜角7′30″～11′30″。</p><p>&l

44、t;b>　　(3) 鍵槽</b></p><p>　　寬80 -0.036 ，深4mm，對(duì)稱度0.03mm；</p><p>　　鍵槽平面相對(duì)于前后端軸頸的基準(zhǔn)軸線的平行度允許公差為0.02mm；</p><p>　　鍵槽側(cè)面表面粗糙度Rz3.2μm，工作面表面粗糙度Rz6.3μm。</p><p><b>　　(

45、4) 兩端螺紋孔</b></p><p>　　螺紋孔M12，基孔制；</p><p>　　螺紋孔面軸線相對(duì)于支撐軸頸面的基準(zhǔn)軸線的同軸度允許公差為Φ0.1mm。</p><p><b>　　(5) 止推面</b></p><p>　　止推面Φ40±0.1，表面粗糙度Rz6.3μm。</p>

46、;<p><b>　　(6) 凸輪軸小頭</b></p><p>　　凸輪軸小頭Φ35+0.044 +0.028，表面粗糙度Ra0.6μm，小頭端面表面粗糙度Rz6.3μm；</p><p>　　凸輪軸小頭相對(duì)于前后支承軸頸的基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動(dòng)允許公差0.03mm；</p><p>　　凸輪軸小頭圓柱度允許公差0.01mm。&l

47、t;/p><p>　　(7) 材料經(jīng)正火處理，硬度大等于180HBS。</p><p>　　(8) 凸輪軸軸頸及進(jìn)、排氣凸輪表面淬火處理,硬度為54～63HRC，淬深1.5～6mm，凸輪頂圓處淬硬層深不小于3.5mm，止推面φ42以外園環(huán)面應(yīng)為淬火處理，硬度不低于42HRC。軸頸兩端3范圍內(nèi)，允許硬度降低至50HRC。（第一擋軸頸表面距后端5以內(nèi)的硬度允許適當(dāng)降低）</p>&l

48、t;p>　　(9) 凸輪軸精加工后的各支承軸頸和凸輪表面應(yīng)光潔，不許有碰傷、凹痕、毛刺、班點(diǎn)、裂縫等缺陷，倒銳邊。</p><p>　　(10) 凸輪軸加工結(jié)束后，應(yīng)按JB/T6729《內(nèi)燃機(jī)曲軸、凸輪軸磁粉探傷》的規(guī)定進(jìn)行探傷，探傷后退磁。</p><p>　　(11) 以凸輪軸線為基準(zhǔn)，所有凸輪基圓每10°的跳動(dòng)應(yīng)不大于0.008，在整個(gè)基圓上跳動(dòng)應(yīng)不大于0.04。&l

49、t;/p><p>　　(12) 任何相鄰升程值之差與升程表對(duì)應(yīng)值之差的偏差應(yīng)小于或等于0.0064，任何8個(gè)相鄰升程值之差與升程表對(duì)應(yīng)值之差的偏差應(yīng)小于或等于0.02，最大升程的偏差為+0.025%-0.056%。</p><p>　　(13) 凸輪兩側(cè)用油石去毛刺，光整處理。</p><p>　　(14) 淬火后允許校直。</p><p>　　

50、(15) 表面涂防銹油。</p><p>　　(16) 其余按JB/T6728《內(nèi)燃機(jī)凸輪軸技術(shù)條件》執(zhí)行。</p><p>　　2.7凸輪軸工藝設(shè)計(jì)原則</p><p>　?。?）在工藝的合理性的前提下，保證工藝具有先進(jìn)性，在保證產(chǎn)品生產(chǎn)節(jié)奏的前提，運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p>　　（2）在關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備上，應(yīng)優(yōu)先考慮國(guó)

51、內(nèi)外先進(jìn)廠家的先進(jìn)設(shè)備。</p><p>　　（3）在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng)考慮將工藝的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合，降低生產(chǎn)成本。</p><p>　　（4）設(shè)計(jì)工藝時(shí)還應(yīng)充分考慮各個(gè)加工環(huán)節(jié)的安全和操作者的方便性。</p><p>　　（5）加工方法應(yīng)該與企業(yè)當(dāng)前的技術(shù)工人水平和加工設(shè)備適應(yīng)。</p><p>　　（6）選定的加工方法應(yīng)該與工件

52、材料的加工性能相適應(yīng)。</p><p>　?。?）在生產(chǎn)進(jìn)度允許的情況下，盡可能考慮柔性生產(chǎn)。</p><p>　　2.8凸輪軸加工工藝特點(diǎn)</p><p>　　2.8.1凸輪軸容易變形</p><p>　　凸輪軸作為細(xì)長(zhǎng)軸，最突出的問題就是剛度差，如圖2-4所示為精車凸輪軸外圓切削加工時(shí)工件兩端頂針頂著中心孔，然后用雞心夾夾在小頭，當(dāng)切削工

53、件中間部分時(shí)容易出現(xiàn)較大的受力變形，還有表面的殘余應(yīng)力會(huì)引起變形，尤其在加工凸輪時(shí)，其變形最為明顯。凸輪軸在加工過程中的變形，很容易引起后續(xù)加工工序加工余量分配均勻性，如果變形過大會(huì)直接造成后續(xù)加工工序無法進(jìn)行，甚至?xí)沽慵苯又型緢?bào)廢。因此，凸輪軸的加工變形會(huì)直接影響凸輪軸的使用性能以及柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。在設(shè)計(jì)凸輪軸工藝時(shí)，應(yīng)針對(duì)其易變性特性采取相應(yīng)的輔助措施和合理安排加工工序。</p><p>　　圖2-4

54、 精車凸輪軸外圓工序</p><p><b>　　采取措施：</b></p><p>　　(1) 可以用中間托架來增強(qiáng)剛度，減少工件的變形和振動(dòng)[]。</p><p>　　(2) 采用小切削量，且加工盡量靠近夾緊面[5]。</p><p>　　(3) 合理安排工位順序以減少加工變形[5]。</p><

55、p>　　(4) 通過后續(xù)加工對(duì)前面工序產(chǎn)生的變形進(jìn)行修正，工件在粗加工產(chǎn)生的變形在半精加工時(shí)修正。</p><p>　　2.8.2加工難度大</p><p>　　(1) 由于凸輪軸的形狀復(fù)雜，凸輪軸的凸輪、小頭、止推面等都是不容易加工的，對(duì)于這些復(fù)雜面，不但有尺寸精度要求，而且還有形狀精度和位置精度要求。因此常規(guī)的機(jī)加設(shè)備以及加工技術(shù)，明顯不能保證凸輪軸的加工精度和要求的。</

56、p><p>　　凸輪的加工，要滿足其性能要求，不僅要求凸輪曲線升程滿足進(jìn)排氣門</p><p>　　的開啟和關(guān)閉的規(guī)律曲線，還需要滿足凸輪的相位角要求，如圖2-5，第三進(jìn)氣相位角為13°。但凸輪的輪廓曲線上的各點(diǎn)相對(duì)其回轉(zhuǎn)中心的半徑是一直變化的。如果選用一般的機(jī)床加工，由于加工半徑的隨時(shí)改變必定 會(huì)引起機(jī)床的切削力和切削速度的變化，這勢(shì)必會(huì)使凸輪輪廓曲線

57、出現(xiàn)誤差，從而導(dǎo)致凸輪的性能受到影響。</p><p>　　圖2-5 凸輪型線相位角</p><p>　　(2) 隨著凸輪磨削技術(shù)的飛速發(fā)展，例如數(shù)控技術(shù)和CBN砂輪的應(yīng)用的提高，凸輪磨削的幾何尺寸的控制比較準(zhǔn)確，但凸輪表面質(zhì)量的控制仍然是凸輪磨削工藝質(zhì)量控制的難點(diǎn)，如表面振紋、凸輪表面粗糙度、表面裂紋、凸輪邊緣毛刺等[]。 </p><p>　?、?砂輪轉(zhuǎn)速和修正

58、時(shí)金剛輪轉(zhuǎn)速的筆直影響著凸輪表面粗糙度，在工件材料、冷卻條件和修正進(jìn)給速度不變的情況下，金剛輪與砂輪轉(zhuǎn)速比與磨削表面粗糙度的關(guān)系見圖2-6。凸輪表面粗糙度值和砂輪每次修正后的耐用度Rz呈反比關(guān)系[6]，且凸輪表面粗糙度值太高，很容易使凸輪表面產(chǎn)生擠壓裂紋和燒傷。</p><p>　　圖2-6 轉(zhuǎn)速比與表面粗糙度值關(guān)系</p><p>　?、?凸輪磨削表面裂紋與磨床砂輪直徑，當(dāng)砂輪直徑大時(shí)，

59、不容易產(chǎn)生磨削裂紋。砂輪直徑的大小影響到磨削時(shí)對(duì)工件的擠壓力，砂輪直徑越大，擠壓力越小，這就是粗糙砂輪不容易產(chǎn)生表面磨削裂紋的原因。</p><p>　　3 凸輪軸加工工藝路線的擬定</p><p><b>　　3.1選擇定位基準(zhǔn)</b></p><p>　　凸輪軸的定位基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)相統(tǒng)一重合，基準(zhǔn)的選擇是工藝設(shè)計(jì)過程中的重要工作

60、之一，正確與合理的基準(zhǔn)，可以讓加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)成本得到控制，生產(chǎn)率得到提高。否則，不但使實(shí)際生產(chǎn)過程中的錯(cuò)漏百出，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。因此，工件在加工過程中的測(cè)量、定位等問題必須要重點(diǎn)考慮。</p><p>　　(1) 粗基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)柴油機(jī)F3000凸輪軸的粗基準(zhǔn)的選擇在第二道工序，即凸輪軸銑端面打中心孔工序中選擇，如圖3-

61、1所示選擇工件毛坯外柱圓面及其一個(gè)側(cè)面作為粗定位基準(zhǔn)，這保證了后續(xù)加工余量的均勻性，同時(shí)也后續(xù)精加工的質(zhì)量。</p><p>　　圖3-1 銑端面打中心孔</p><p>　　(2) 精基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則，以及結(jié)合凸輪軸具體結(jié)構(gòu)，的基準(zhǔn)選擇如下：</p><p>　　① 凸輪軸軸向定位基準(zhǔn)，目前最常用的是兩個(gè)

62、中心孔，因?yàn)橥馆嗇S作為軸類零件，各個(gè)支承軸頸的加工，止推面的加工，外圓的加工，凸輪軸小頭的加工等均是采用兩中心孔作為定位基準(zhǔn)，而且這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般上都是軸的中心線，選擇兩中心孔定位也能符合基準(zhǔn)重合原則。由于多數(shù)工序都是采用中心孔作為定位基準(zhǔn)，這樣能盡可能多地加工端面和外圓，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。如圖3-2所示為精車止推面工序，其徑向圓跳動(dòng)的基準(zhǔn)為兩個(gè)中心孔，徑向圓跳動(dòng)0.03mm。</p><p>　　圖3-2

63、 精車止推面</p><p>　?、?凸輪軸的配氣相位對(duì)于凸輪的角度誤差的要求也是很高的，因此凸輪軸的凸輪加工通常采用精度較高的工藝孔或者鍵槽作為角向定位基準(zhǔn)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的凸輪加工的角向定位基準(zhǔn)選擇的是鍵槽，如圖3-3所示為精磨凸輪工序，可以看到加工凸輪的軸向定位基準(zhǔn)為兩個(gè)中心孔，角向定位基準(zhǔn)為鍵槽。第一進(jìn)氣凸輪和鍵槽凸輪夾角為3°±30′。</p><p><

64、b>　　圖3-3 精磨凸輪</b></p><p>　　3.2選擇表面加工方法</p><p>　　凸輪軸的選擇加工方法根據(jù)加工方法原則選擇如下：</p><p>　?、?凸輪軸兩個(gè)端面和鍵槽作為一個(gè)平面，根據(jù)加工表面形狀類型可以選擇采用車、刨和銑，但考慮到加工質(zhì)量要求，所以選擇銑削加工；</p><p>　?、?凸輪軸軸頸

65、和凸輪作為一個(gè)圓柱面，根據(jù)加工表面形狀類型可以選擇車削和磨削且車削和磨削能滿足凸輪軸軸頸精度要求，因此最終選擇車削和磨削加工。</p><p>　　③ 中心孔作為一個(gè)內(nèi)孔根據(jù)加工表面形狀類型可以選擇鉆孔加工加工外圓柱面采用外圓磨削和車削；</p><p>　　根據(jù)凸輪軸零件每個(gè)表面的加工要求，確定其加工方案如下表3-1所列。</p><p>　　表3-1 凸輪軸

66、加工表面加工方案</p><p>　　3.3加工工序的劃分和加工順序的安排</p><p>　　3.3.1凸輪軸劃分加工階段</p><p>　　凸輪軸作為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中重要零件，其加工精度要求很高，因此其加工需分四個(gè)階段才能達(dá)到要求：</p><p>　　(1) 粗加工：銑端面、加工定位基準(zhǔn)（打中心孔）、粗車各支承軸頸、粗車凸輪等；&

67、lt;/p><p>　　(2) 半精加工：粗磨凸輪、粗磨各支承軸頸等；</p><p>　　(3) 精加工：精磨各支承軸頸、精車止推面、精磨凸輪等；</p><p>　　(4) 光整加工：拋光軸頸和凸輪表面、去毛刺等。</p><p>　　3.3.2加工順序的安排</p><p>　　柴油機(jī)凸輪軸的加工順序的安排合理與否，

68、直接影響其質(zhì)量和性能，對(duì)于各支承軸頸、凸輪主要是按粗車→粗磨→精磨的順序進(jìn)行加工，即先粗后精加工。還需遵循先基準(zhǔn)后其他，對(duì)于凸輪軸的加工需先加工基準(zhǔn)，即中心孔，后加工其他面。其他各個(gè)面按主要和次要面的加工工序相互交叉進(jìn)行，在整體上應(yīng)遵循“先粗后精”的原則進(jìn)行加工[3]。</p><p>　　3.4擬定機(jī)械加工工藝流程</p><p>　　表3-2 柴油機(jī)F3000凸輪軸加工工藝過程<

69、;/p><p>　　3.5柴油機(jī)凸輪軸重點(diǎn)加工工藝說明</p><p>　　3.5.1 銑端面打中心孔</p><p>　　銑端面打中心孔作為柴油機(jī)凸輪軸加工工藝的第一個(gè)重點(diǎn)工序，它的的加工質(zhì)量直接影響著后續(xù)加工工序的質(zhì)量，同時(shí)影響著凸輪軸的質(zhì)量和性能。本工序的中心孔作為后續(xù)各支承軸頸，凸輪，止推面的粗加工，半精加工到精加工以及凸輪軸的拋光等工序均是采用中心孔作為定位精

70、基準(zhǔn)，因此銑端面打中心孔這道工序在整個(gè)工序過程中起著至關(guān)重要的作用。如圖3-4所示為銑端面打中心孔工序圖，棒材進(jìn)過銑削后長(zhǎng)度為489.3±0.1，棒材圓柱面對(duì)兩中心孔的基準(zhǔn)軸線的圓跳動(dòng)公差為0.3mm,對(duì)于加工過程的夾具夾持位置以及加工位置和加工參數(shù)如圖所示。</p><p>　　圖3-4 銑端面打中心孔工藝</p><p>　　在此過程中，加工設(shè)備選用的是平端面打中心孔鉆床Z8

71、210C-500,在銑端面過程中，刀具選用YT15刀片，刀具修磨頻次45～80件/次，主軸轉(zhuǎn)速320r/min,,吃刀深度為1.5～2mm，走刀量為機(jī)床設(shè)定；在鉆中心孔過程中，刀具選用中心鉆A8，刀具修磨頻次180～320件/次，主軸轉(zhuǎn)速為630r/min，吃刀量為4～8.5mm，走刀量為機(jī)床設(shè)定，冷卻液采用乳化液。在加工完畢比后要對(duì)軸總長(zhǎng)、圓跳動(dòng)、孔深、中心孔直徑、中心孔角度、粗糙度等進(jìn)行檢驗(yàn)。</p><p>

72、;<b>　　3.5.2正火</b></p><p>　　柴油機(jī)凸輪軸的正火主要是將凸輪軸加熱到臨界溫度Ac3或Accm線以上，保溫一段時(shí)間，然后進(jìn)行空冷。由于冷卻速度稍快，組織中的珠光體量相對(duì)較多，且片層較細(xì)密，故性能有所改善，細(xì)化了晶粒，改善了組織，消除了殘余應(yīng)力[]。正火后提高硬度可改善切削加工性，提高零件表面光潔度，同時(shí)為下一步淬火作好組織準(zhǔn)備。其工序如圖3-5所示。其正火溫度、正火

73、時(shí)間如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-5 凸輪軸正火工藝</p><p>　　圖3-6 正火工藝曲線</p><p><b>　　技術(shù)條件：</b></p><p>　　(1) 正火硬度不小于180HBS(90HRB)，晶粒度6～8級(jí)，均勻鐵素體加片狀珠光體。</p><p>　　(2)

74、 校直彎曲度< 0.4mm。</p><p>　　(3) 拋丸處理，表面無氧化皮，無碰傷。在熱處理完后需對(duì)凸輪軸的硬度、晶粒度進(jìn)行檢驗(yàn)，校直彎曲度，使彎曲度<0.4mm，進(jìn)行拋丸處理，除去表面氧化皮，最后檢驗(yàn)凸輪軸表面是否有碰傷等。</p><p><b>　　3.5.3淬火</b></p><p>　　凸輪軸的淬火工藝主要是將凸輪

75、軸加熱到Ac3（亞共析鋼）以上30～50℃，保溫后放入各種不同的冷卻介質(zhì)中（V冷應(yīng)大于V臨）</p><p>　　冷卻[7]，即回火，以獲得馬氏體組織（如圖3-7）的</p><p>　　熱處理方式。經(jīng)過淬火后的凸輪軸，其強(qiáng)度和硬度得</p><p>　　到了提高，然后伴隨著是不同溫度的回火，回火降低</p><p>　　了淬火的內(nèi)應(yīng)力，使凸

76、輪軸的強(qiáng)度、硬度和韌性的配</p><p>　　合滿足了不同要求。其淬火工序如圖3-8所示。 </p><p>　　圖3-7 淬火金相組織圖400× </p><p>　　圖3-8 凸輪軸淬火工序圖</p><p><b>　　其技術(shù)要求如下：</b></p><p>　　(1) 凸輪軸

77、的支承軸頸和進(jìn)、排氣凸輪表面進(jìn)行中頻淬火，</p><p>　　其硬度為54～63HRC。</p><p>　　(2) 凸輪頂部淬火層深不小于4，其它部位層深2～6.5。</p><p>　　(3) 止推面%c42以外圓環(huán)面淬火硬度不低于42HRC，層深不小于1.5；其余軸頸層深2～6.5、兩端3范圍內(nèi)允許硬度降低至50HRC。(止推面軸頸表面距后端5以內(nèi)的硬度允許

78、適當(dāng)降低)。</p><p>　　(4) 零件應(yīng)保護(hù)好鍵槽后拋丸、去除氧化皮；防銹、防碰傷。</p><p>　　(5) 校直，彎曲度≯0.2mm</p><p>　　在淬火過程中，需要注意的是避免淬火使凸輪軸表面產(chǎn)生裂紋，軸頸、凸輪兩側(cè)面不允許有殘留氧化皮。淬火完成后，要對(duì)表面硬度、淬火深度以及金相組織進(jìn)行檢驗(yàn)。</p><p>　　3.5

79、.4精車止推面</p><p>　　凸輪軸的止推面作為在柴油機(jī)裝配過程中限制凸輪軸軸向竄動(dòng)的一個(gè)軸向定位，起著至關(guān)重要的作用，其加工質(zhì)量的好壞直接影響著柴油機(jī)的性能。</p><p>　　如圖3-9所示為精車凸輪軸止推面工藝，止推面圓柱直徑為φ40±0.1，止推面長(zhǎng)度為4+0.15 +0.09mm，表面粗糙度為Ra3.2，其相對(duì)于兩中心孔基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動(dòng)為0.03mm。<

80、;/p><p>　　圖 3-9 精車凸輪軸止推面工藝</p><p>　　本工序以工件小頭端面作為定位基準(zhǔn)，頂住兩頂尖進(jìn)行加工，設(shè)備選用數(shù)控車床CY-K500，其主軸轉(zhuǎn)速為400～600r/min,刀具型號(hào)為YS8切刀，吃刀深度為0.25mm，走刀量為0.12～0.2，刀具修磨頻次為250～350件/次，工裝夾具為定位板G0500-J6。在加工完后，先將毛刺去除干凈后檢查其是否滿足技術(shù)要求。&

81、lt;/p><p><b>　　3.5.5精磨凸輪</b></p><p>　　精磨凸輪作為凸輪機(jī)加質(zhì)量的把關(guān)工序，決定了凸輪的最終工藝尺寸，其加工質(zhì)量決定著凸輪軸產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，對(duì)于此工藝過程的技術(shù)要求，設(shè)備要求變得十分高。</p><p>　　圖3-10 精磨凸輪工藝</p><p>　　如圖3-10所示為精磨凸輪工藝

82、，采用鍵槽作為定位基準(zhǔn)，全部凸輪的徑向偏角為7′30″～11′30″，凸輪高度為39.3+0.055 -0.086，基圓半徑為16.4±0.03，凸輪基圓軸線相對(duì)于兩中心孔基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動(dòng)為0.04mm。以第三對(duì)凸輪為例，進(jìn)氣凸輪對(duì)稱中心線相對(duì)鍵槽對(duì)稱中心線的夾角為13°±30′，兩凸輪對(duì)稱中心線夾角為93°±30′。</p><p>　　其工藝過程設(shè)備采用豐

83、田工機(jī)GC32M-120，砂輪采用φ350CBN，砂輪修磨頻次53～60件/次，砂輪線轉(zhuǎn)速為80m/s，頭架轉(zhuǎn)速為40r/min，砂輪修磨速度為低速，工裝夾具采用磨凸輪F3000-J3，冷卻液采用磨削液。在精磨凸輪過程中需要注意在加工前應(yīng)用高壓氣槍吹出中心孔的鐵屑，并用棉紗擦拭中心孔，加工完后檢驗(yàn)工件是否符合技術(shù)要求。</p><p>　　3.5.6精磨大外圓</p><p>　　凸輪軸大

84、外圓也是凸輪軸軸頸，主要是通過軸承與發(fā)動(dòng)機(jī)接觸，其表面有著足夠高的精度、足夠的剛度、較小的表面粗糙度以及良好的耐磨性，因此其技術(shù)要求非常高。</p><p>　　圖 3-11 精磨大外圓工藝</p><p>　　如圖3-11所示為精磨大外圓工藝，以兩中心孔作為定位基準(zhǔn)，雞心夾夾住工件小頭，頭架轉(zhuǎn)動(dòng)撥動(dòng)雞心夾帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行加工。加工之后的五個(gè)外圓直徑為φ48-0.050 -0.075，圓柱

85、度為0.007，外圓軸線相對(duì)于兩中心孔基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動(dòng)為0.03mm。</p><p>　　其工藝過程設(shè)備采用數(shù)控外圓磨床MG1420E，砂輪型號(hào)采用400×203×50A/60Q，砂輪修磨頻次為10件/次，砂輪主軸轉(zhuǎn)速為1200r/min，砂輪修磨速度<0.05（低速），頭架轉(zhuǎn)速45～55r/min，工裝夾具采用雞心夾F3000-J13，冷卻液為磨削液。在加工過程中需要注意加工前用

86、高壓氣槍吹掃中心孔內(nèi)雜物，確保中心孔的清潔，加工完后檢驗(yàn)去其是否滿足技術(shù)要求。</p><p>　　3.5.7精磨小外圓</p><p>　　凸輪軸小外圓的是凸輪軸與驅(qū)動(dòng)輪相連接的地方，其質(zhì)量的好壞直接影響著其傳動(dòng)效率，因此其工藝要求也是非常高的。</p><p>　　圖3-12 精磨小外圓工藝</p><p>　　如圖3-12所示為精磨小外

87、圓工藝，以兩中心孔作為定位基準(zhǔn)，雞心夾夾住工件小頭，頭架轉(zhuǎn)動(dòng)撥動(dòng)雞心夾帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行加工。其技術(shù)要求為：小外圓直徑φ35+0.044 +0.028，小外圓面相對(duì)于兩中心孔基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動(dòng)為0.03mm，小外圓圓柱度為0.01。</p><p>　　其工藝過程設(shè)備采用數(shù)控外圓磨床MG1420E，砂輪型號(hào)采用400×203×50A/60Q，砂輪修磨頻次為10件/次，砂輪主軸轉(zhuǎn)速為1200r/

88、min，砂輪修磨速度<0.05（低速），頭架轉(zhuǎn)速45～55r/min，工裝夾具采用雞心夾F3000-J13，冷卻液為磨削液。在加工過程中需要注意加工前用高壓氣槍吹掃中心孔內(nèi)雜物，確保中心孔的清潔，加工完后檢驗(yàn)去其是否滿足技術(shù)要求。</p><p><b>　　3.5.8探傷</b></p><p>　　探傷作為凸輪軸最后的一道檢驗(yàn)工藝，是最后的把關(guān)階段，其原理是

89、：處于強(qiáng)磁場(chǎng)的凸輪軸或大電流磁化，如果凸輪軸表面或者表面四周有缺陷存在，因?yàn)樗鼈兪欠氰F磁性的，磁力線通過此區(qū)域的阻力很大，磁力線在這些缺陷會(huì)產(chǎn)生漏磁現(xiàn)象（如圖3-13）。當(dāng)導(dǎo)磁性良好的磁粉施加在凸輪軸上時(shí)，缺陷四周的漏磁場(chǎng)就會(huì)吸住磁粉，形成可見的磁粉痕跡，這樣凸輪軸的缺陷位置就顯示出來。 </p><p>　　圖3-13缺陷與磁力線作用產(chǎn)生漏磁示意圖

90、</p><p>　　圖3-14凸輪軸探傷工藝</p><p>　　如圖3-14所示為凸輪軸探傷工藝，其設(shè)備為探傷機(jī)CJW-2000B，磁粉粒度為0.002～0.01mm，磁懸液更換周期為3個(gè)月/次，周向電流為0.85～0.90KA，縱向電流為1.40～1.45KA，充磁時(shí)間>2s(兩次)，退磁時(shí)間3～5s。</p><p><b>　　其技術(shù)要求：

91、 </b></p><p>　　(1) 按Q/YC420-2003內(nèi)燃機(jī)曲軸、凸輪軸磁粉探傷標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。</p><p>　　(2) Ⅰ區(qū)--在凸輪頂點(diǎn)兩邊45°的范圍內(nèi)。Ⅱ區(qū)--Ⅰ區(qū)以外的凸輪表面和磨削軸頸。Ⅲ區(qū)--除Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)外的其余表面。</p><p>　　(3) A1--缺陷磁痕小于或等于1mm，在10mmX10mm的正方形內(nèi)不多余15

92、條。A2--缺陷磁痕大余1mm、小于或等于5mm，在10X10方內(nèi)少余10條。B1--小于或等于2mm的單個(gè)缺陷磁痕。B2--大于2mm、小于或等于5mm的單個(gè)缺陷磁痕.B3--大余5mm 、小于或等于10mm的單個(gè)缺陷磁痕。</p><p>　　(4) Ⅰ區(qū)內(nèi)凸輪頂點(diǎn)0～15°范圍內(nèi)，不允許有任何缺陷，15°～45°范圍內(nèi)允許A1、A2、B1、B2存在1處，整條凸輪軸允許2處。&l

93、t;/p><p>　　(5) Ⅱ區(qū)內(nèi)允許A1、A2、B1、B2、B3存在3處，整條凸輪允許B3缺陷1處。</p><p>　　(6) Ⅲ區(qū)內(nèi)允許A1、A2、B1、B2、B3存在4處。</p><p>　　(7) B類缺陷不允許橫向存在。</p><p>　　(8) 剩余磁場(chǎng)強(qiáng)度不大余2X10\S\H0.5x;-4^;T。用“殘磁檢測(cè)儀檢測(cè)。<

94、;/p><p>　　4 重點(diǎn)工序的夾具、刀具、檢具的設(shè)計(jì)及設(shè)備的選擇</p><p>　　本次柴油機(jī)凸輪軸工藝設(shè)計(jì)的重點(diǎn)工序有銑端面打中心孔、正火、銑鍵槽、淬火、精車止推面、精磨凸輪、精磨大外圓、精磨小外圓以及探傷。重點(diǎn)工序之多，因此，每個(gè)工序的刀具、檢具、夾具的設(shè)計(jì)以及設(shè)備的選擇變得至關(guān)重要，它們直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率等。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)選取了銑鍵槽這道工序的刀具、夾具、檢具的

95、設(shè)計(jì)及設(shè)備選擇進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。</p><p>　　凸輪軸鍵槽作為后續(xù)凸輪加工的角向定位基準(zhǔn)，凸輪的相位角與鍵槽的加工質(zhì)量有密切相關(guān)。根據(jù)凸輪軸銑鍵槽工藝圖，如圖4-1所示，其形狀是長(zhǎng)軸，鍵槽深度4mm，鍵槽長(zhǎng)度14mm，鍵槽寬度80 -0.036，鍵槽兩側(cè)壁面表面粗糙度為Ra3.2，平行度為0.02，鍵槽中心線兩側(cè)對(duì)稱度0.03。</p><p>　　圖4-1 凸輪軸銑鍵槽工藝</p

96、><p>　　4.1重點(diǎn)工序夾具的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1.1夾具設(shè)計(jì)概述</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　(1) 夾具設(shè)計(jì)應(yīng)滿足凸輪軸加工工序的精度要求；</p><p>　　(2) 應(yīng)能提高凸輪軸加工生產(chǎn)率； </p><p

97、>　　(3) 操作方便、省力、安全； </p><p>　　(4) 具有一定使用壽命和較低的夾具制造成本； </p><p>　　(5) 夾具元件應(yīng)滿足通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的“三化”要求；</p><p>　　(6) 具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性：便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修。</p><p>　　本次凸輪軸加工工序的

98、夾具的有通用夾具、專用夾具、成組夾具等，如雞心夾、研孔座、攻絲座、V型塊等。它們的選擇和設(shè)計(jì)也是非常重要的，與生產(chǎn)息息相關(guān)，現(xiàn)在重點(diǎn)選擇銑鍵槽工序夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。</p><p>　　4.1.2凸輪軸銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　圖4-2 銑鍵槽夾具</p><p>　　1-底板；2-V型板；3-壓板；4-螺母；5-螺桿；6-彈簧1.6×14&

99、#215;25；7-螺母M12；8-螺釘M8×50；9-定位板</p><p>　　如4-2圖所示，銑鍵槽夾具使用原理：先將4緊固螺母卸下來，再卸下3壓板，把凸輪軸小頭頂?shù)?定位板，以V型板定位，裝上3壓板，再裝上緊固螺母，通過擰緊4緊固螺母，緊固螺母往下壓3壓板，這樣就將凸輪軸定位、壓緊。</p><p>　　4.2重點(diǎn)工序刀具的設(shè)計(jì)</p><p>　

100、　4.2.1刀具設(shè)計(jì)概述</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的工序有35道，所用的刀具的種類非常多，如切刀、銑刀、砂輪、車刀、中心鉆、Φ8鉆頭等，還有的是機(jī)床上自帶的刀具，因此刀具的選擇和設(shè)計(jì)對(duì)凸輪軸工件的加工精度和質(zhì)量也是變得至關(guān)重要。刀具作為機(jī)械制造過程中用于切削加工的工具，其質(zhì)量的好壞和選擇是否恰當(dāng)，關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)的成本和生產(chǎn)效率。下面我就對(duì)重點(diǎn)工序銑鍵槽用到的鍵槽銑刀進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。</p>&

101、lt;p>　　4.2.2鍵槽銑刀設(shè)計(jì)</p><p><b>　　(1)鍵槽銑刀概述</b></p><p>　　鍵槽銑刀是一種銑削刀具，有兩個(gè)刃瓣，可以軸向進(jìn)給向工件轉(zhuǎn)孔，然后沿鍵槽方向銑出鍵槽全長(zhǎng)。可以加工平鍵鍵槽、半圓鍵鍵槽等。</p><p><b>　　圖4-3 鍵槽銑刀</b></p>&l

102、t;p><b>　　其特點(diǎn)：</b></p><p><b>　　① 只有兩個(gè)刀齒；</b></p><p>　　② 直徑精度：e8→加工槽寬精度為H9的鍵槽，d8→加工槽寬精度為N9的鍵槽；</p><p>　?、?端面刃為主刀刃，圓周刃為副刀刃，能軸向進(jìn)給；</p><p>　?、?刀具重

103、磨時(shí)只磨端面刃（直徑不變）。</p><p>　　(2) 鍵槽銑刀的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)本工藝過程的特點(diǎn)和凸輪軸技術(shù)要求，選擇直徑為8mm的直柄鍵槽銑刀，其各尺寸如圖4-4所示：</p><p>　　圖4-4 直柄鍵槽銑刀</p><p><b>　　主要技術(shù)指標(biāo)：</b></p><p&g

104、t;　　材料為：硬質(zhì)合金鋼 </p><p>　　直徑：8mm；總長(zhǎng)：50mm；刃長(zhǎng)：14mm</p><p><b>　　螺旋方向：右旋</b></p><p><b>　　螺旋角：30°</b></p><p><b>　　刀刃數(shù)：兩個(gè)</b></p>

105、<p>　　換刀頻次：80～100件/次</p><p><b>　　(3) 使用說明</b></p><p>　?、?刀具在使用前，必須洗凈防銹油脂，以免切屑粘在刀刃上影響切削性能。 </p><p>　?、?被加工工件表面應(yīng)平直，不得有砂眼或硬質(zhì)點(diǎn)，以免刀具受損傷。</p><p>　?、?銑削前的鍵槽

106、銑刀應(yīng)達(dá)到所需的位置精度。</p><p>　?、?切削液：根據(jù)加工對(duì)象選擇不同的切削液，冷卻應(yīng)充分。</p><p>　　注意事項(xiàng)：在加工時(shí)出現(xiàn)有異常情況應(yīng)立即停止，查清原因后方可加工。</p><p>　　4.3重點(diǎn)工序檢具的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.3.1檢具設(shè)計(jì)概述</p><p>　　檢具是企業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)

107、上用于控制產(chǎn)品的各種尺寸（例如空間尺寸、孔徑等）的簡(jiǎn)捷工具，控制質(zhì)量以及提高生產(chǎn)效率等，其適用于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，如汽車零部件，以替代專業(yè)測(cè)量工具。本次柴油機(jī)凸輪軸的工藝過程中，幾乎每一道工藝都運(yùn)用了檢具、量具進(jìn)行檢驗(yàn)工件，如游標(biāo)卡尺、深度尺、偏擺儀、百分表等。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選取了銑鍵槽工藝的檢具鍵槽塞規(guī)進(jìn)行簡(jiǎn)單說明。</p><p>　　4.3.2鍵槽塞規(guī)設(shè)計(jì)</p><p>　　鍵槽是凸

108、輪加工的角向定位基準(zhǔn)，在裝配過程中，也是凸輪軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配基準(zhǔn)，因此其質(zhì)量的好壞影響很大，不僅加工過程要求高，檢驗(yàn)過程也是很重要的，所以好的檢具對(duì)于加工一個(gè)高質(zhì)量的零件變得十分重要。凸輪軸鍵槽主要與鍵進(jìn)行過盈配合連接柴油機(jī)，其兩側(cè)面在連接中傳遞扭矩和角向定位的作用的工作面。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)鍵槽的技術(shù)要求如圖5-1所示。</p><p>　　鍵槽塞規(guī)主要用來檢驗(yàn)鍵槽寬度的一個(gè)簡(jiǎn)捷工具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通常是具有準(zhǔn)確尺寸和形

109、狀的塊體平板，利用鍵槽塞規(guī)的通端和止端控制工件尺寸使之不超出公差帶。其材料采用T10A，總長(zhǎng)為80mm，止端長(zhǎng)35mm，止端寬度80 -0.003，通端7.970 -0.003，平行度為0.003，周邊倒角為0.5×45°，粗糙度Ra0.4，測(cè)量面經(jīng)過熱處理硬度為55～60HRC，測(cè)量面不應(yīng)有銹跡、毛刺、黑斑、劃痕等明顯影響外觀和使用質(zhì)量的缺陷。鍵槽塞規(guī)通端作為一個(gè)制造精度比較高，但還是有一定誤差，誤差為0.003m

110、m。使用過程中鍵槽塞規(guī)會(huì)不斷磨損，因此必須留一定的磨損余量以保證其使用壽命。鍵槽塞規(guī)通規(guī)的尺寸應(yīng)小于設(shè)計(jì)的最小極限尺寸7.964mm，其平行度也應(yīng)比鍵槽低。其公差帶圖和設(shè)計(jì)圖如下圖所示。</p><p><b>　　圖4-5塞規(guī)公差帶</b></p><p>　　圖4-6鍵槽塞規(guī)設(shè)計(jì)圖</p><p>　　4.4重點(diǎn)工序設(shè)備的選擇</p&

111、gt;<p>　　4.4.1重點(diǎn)設(shè)備概述</p><p>　　加工設(shè)備的選擇作為工藝過程中重要的一環(huán)，其正確選擇對(duì)于工件的加工很重要。本次設(shè)計(jì)工藝的設(shè)備非常多，有車床、銑床、鉆床、數(shù)控磨床以及熱處理設(shè)備等，這些都是對(duì)生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率等有著直接的影響。下面主要選取銑鍵槽工藝過程中運(yùn)用刀的設(shè)備選擇進(jìn)行介紹。</p><p>　　4.4.2重點(diǎn)工序設(shè)備的選擇</p>

112、<p>　　在銑凸輪軸鍵槽工藝過程中，其技術(shù)要求如圖4-1所示，鍵槽深度4mm，鍵槽長(zhǎng)度14mm，鍵槽寬度80 -0.036，鍵槽兩側(cè)壁面表面粗糙度為Ra3.2，平行度為0.02，鍵槽中心線兩側(cè)對(duì)稱度0.03。設(shè)備選用立式銑床X5030C，技術(shù)參數(shù)如表5-1所示。</p><p>　　表5-1立式銑床X5030C技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　5 結(jié)論</

113、b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要介紹了柴油機(jī)凸輪軸的加工工藝過程，以柴油機(jī)F3000凸輪軸為例進(jìn)行了詳細(xì)的工藝設(shè)計(jì)，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)要求對(duì)柴油機(jī)凸輪軸的毛坯設(shè)計(jì)、熱處理工藝、機(jī)械加工工藝及重點(diǎn)工序的夾具、檢具、刀具進(jìn)行了設(shè)計(jì)，最后對(duì)重點(diǎn)工序的設(shè)備進(jìn)行了選擇。通過這次工藝設(shè)計(jì)，讓我對(duì)機(jī)加工藝方面的知識(shí)有了更加深刻的理解。</p><p>　　凸輪軸作為配氣機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部件，其外

114、形復(fù)雜，技術(shù)要求很高，因此在加工過程中合理的選材、合理的定位基準(zhǔn)的選擇、合理的熱處理工藝、專用夾具檢具刀具的設(shè)計(jì)以及設(shè)備的選擇變得非常重要，在本次設(shè)計(jì)過程中，選用的材料為45鋼棒材，第二道工序銑端面打中心孔凸輪軸實(shí)際加工選取的粗基準(zhǔn)為凸輪軸支承軸頸的毛坯外柱圓面及其一個(gè)側(cè)面，然后后面的加工精基準(zhǔn)的選擇是中心孔。凸輪軸的熱處理主要是正火和淬火，凸輪軸的支承軸頸和進(jìn)排氣凸輪表面進(jìn)行中頻淬火，凸輪頂部淬火層不小于4等。在專用刀具夾具檢具方面及

115、設(shè)備選擇上，主要選取了銑鍵槽工藝進(jìn)行詳細(xì)介紹，刀具設(shè)計(jì)上主要介紹了鍵槽銑刀以及它的技術(shù)要求和使用說明；檢具設(shè)計(jì)上主要介紹了鍵槽塞規(guī)以及它的公差帶的計(jì)算；夾具設(shè)計(jì)上主要介紹了銑鍵槽夾具的部件及原理；設(shè)備選擇上主要介紹了立式銑床X5030C技術(shù)參數(shù)。</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)以柴油機(jī)F3000凸輪軸加工工藝為例，制定了相應(yīng)工藝，繪制了工藝圖，可直接指導(dǎo)生產(chǎn)過程加工，根據(jù)工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品加工質(zhì)量達(dá)到產(chǎn)品圖紙要求、加