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车铣技术凸轮轴加工工艺研究

摘要:伴随着科学技术水平的不断发展,人们对于机械加工工艺的研究也开始逐渐深入,由于车铣技术是以多轴联动作为基础的,且该技术在切削方面的效率较高,在加工的精度上要求较为准确,因此在工业制造领域颇受欢迎,尤其是在凸轮轴加工方面,车铣技术因为可以将生产的时间有效压缩,提高凸轮轴的加工精度,改善生产效率,因此该技术的使用非常广泛。通过本文中一些国内外的实例以及科学研究的调查结果中我们可以知道,在凸轮轴工艺方面车铣技术能够优化其设计与性能,对今后有关技术的研究以及操作实践都有重要的意义,并且能够为我们的实践操作提供理论支持。

关键词:车铣技术;凸轮加工;加工工艺

在发动机的所有零部件之中,凸轮轴起到非常重要的作用,该零件与发动机的进气、排气性能有紧密的联系。对于制造凸轮轴的技术要求比较高,因为其外观表现为细长,因此该零件在刚性表现上欠佳,在加工的过程中极易发生形变的问题。不仅如此,凸轮轴的型面相当复杂,且对于制作工艺有较高的要求,要在制作的同时保证零件的特点,确保零件的加工精度。传统的零件生产方式已经无法满足我们对零件加工方面的要求,在这样的情况下,车铣加工技术的优势得到了充分的体现,该技术在凸轮轴的生产过程中能够有较好的表现。

1车铣加工凸轮轴的工艺优越性

使用车铣加工技术生产的凸轮轴,采用了“一次装夹,完全加工”的方式,在生产的过程中体现出一定的优势,可以使我们在一次车铣加工的过程中就完成所有的加工程序。对于传统的加工方式来说,车铣加工技术生产凸轮轴的优势可以在一下几个方面体现出来。这种加工的方式可以极大的节省加工的流程从而节省加工的时间,同时由于加工的各项流程更加紧凑使很多机械加工的物料及加工成本得以降低,同时精密紧凑的加工流程也可以更好的帮助加工人员控制加工的具体流程,减少繁琐的加工流程给产品带来的损耗,从而最大化的提升加工的质量和加工的精度。使用CNC车铣复合技术来生产中心,可以让凸轮轴仅通过一次加工就能够完成生产,在进行加工的过程中,我们可以不用多次的装夹或者更换机床,这样就尽量缩小了误差的范围,有效实现改善加工效率以及加工密度的目的,让公司消除库存压力。使用车铣加工工艺的时候,利用高速切削的方式可以带走大部分的切削热量,从而使剪切绝热,改善凸轮轴的质量,使其发生的形变量减小。

2车铣加工凸轮轴工艺设计

2.1车铣加工定位基准的选择。在生产凸轮轴的时候,我们一定要尤其注意作为基准的轴线。车铣加工技术之所以能够实现“一次加工”到位的目标,与其装夹与定位精度两个方面的因素是分不开的。由于B轴的支配起到了支配的作用,以此车铣机床可以不用经常更换,可以多次循环利用,这样就能够是我们的误差有效的减小。与别的轴线比较,凸轮轴是一个不对称的回转表面,所以他满足基圆尺寸和轮轴曲线升程、以及相位角的要求。在加工的过程中应当关注加工零件的材质及加工加工车床的相关参数,并对加工过程中零件的物理属相的变化进行跟踪,从而优化加工的流程,在零件加工设计时可以依据这些数据对加工方式进行优化对加工参数进行合理的修正从而规避零件加工过程中的风险,提升零件质量及良品率。2.2车铣加工阶段划分。在本篇文章当中,我们所研究的内容主要是凸轮轴车铣的生产加工方式,其加工的过程我们可以大致分为三个阶段,这三个阶段分别是粗加工、半精加工以及精加工阶段。其中粗加工阶段主要的工作就是调整机床的刚性、振动性等,使其满足凸轮轴车铣加工的要求;半精加工阶段所要完成的工作就是,我们的加工刀具的单层切削厚度要达到相关的标准,尽量避免加工过程中出现浪费的情况,使加工过程更加精细;精加工阶段要求尽量缩小实际的切削量,在精度要求方面有更高的要求时,要将机床相关参数调整到合适的数值。

3凸轮型面的车铣加工工艺分析

3.1刀具选择。对于车铣凸轮轴加工工作的步骤,最主要的就是凸轮轴颈与凸轮的加工工作,所以,我们在选择主轴颈加工的使用工具时,只要选择合适的外圆刀就可以了。但是在进行凸轮型面加工的时候,对于刀具的要求就更加的精确,因为凸轮型面的表面相对比较复杂,而且每个点的曲率半径都是不一样的,还有些是凹弧,我们在选择道具的时候要充分的考虑到凸轮实际的曲率。其中,Rr是刀具圆角半径大小。参考所处的加工阶段,在粗加工阶段,我们可以选择使用两刃铣刀,半精加工阶段以及精加工阶段,我们可以选择使用四刃铣刀,刀片的类型通常是用刀片镶嵌式圆角立铣刀,参数为:①粗加工阶段,刀刃齿数2,直径16,刀尖半径0.5;②精加工阶段,刀刃齿数4,直径20,刀尖半径0.3。3.2刀具切入。切出点选择因为凸轮轴凸轮回转半径存在差异,因此刀具和工件的接触面积也不一样,让刀具切入点与切出点之间不同,也会造成表面质量的差异,凸轮在生厂加工的过程中,在入刀的时候可能会出现扎刀的问题。在这篇文章中的车铣加工凸轮轴所使用的是圆柱形的毛坯,站在过去经验的角度上,我们可以知道,刀具的切入点不一致,可能会造成加工量的差异,余量通常控制在十到十五毫米的范围内,如果刀具的切入点是凸轮升程的最高点,那么余量一般在零点五至一毫米之间。刀具的切入深度往往会影响整个零件的加工精度,在零件加工前就要对加工流程进行合适的设计,在应对高精度零件的加工时在尽可能节约成本的前提下进行试车,为加工设计提供才考的依据,从而根据这些数据优化加工的流程,修正刀具的切入点及相关的数据,从而提升加工的精度。3.3切削用量选择。车铣加工凸轮切削用量一般包括有进给速度、切削速度和切削深度。进给速度中的参数要求我们要按照相关标准的要求加工零件,控制好零件的精密度以及表面的粗糙程度,并且在进给的时候适当放慢,放慢的原则是,在保障质量的同时保持高进给速度,这个值一般控制在十到十五毫米每分钟左右。由于加工零件的要求有所区别,在精度要求高的时候,对切削的速度要求较低,我们可以适当的放缓速度,在精度要求高以及对表面的粗糙程度要求高的时候,我们的切削速度也要适当放缓。不同的加工流程会给零件带来不同程度的损耗,这些条件会影响零件的物理性质,因此在不同的加工阶段应当采用不同的切削量从而提升零件的加工精度。

4结语

随着我国机械加工技术的不断提升我国的机械加工订单也在不断增加,为了提升加工的精度和质量除了要采用较为先进的生产设备,还要从传统的加工工艺方面进行优化,从而最大程度地提升加工精度,减少废品率,提升加工的效率节约加工的成本降低设备的损耗。

参考文献:

[1]陈艳芬.车铣加工凸轮轴工艺优化设计研究[J].科技与企业,2015(03).

[2]李大海,李晓慧.单节凸轮轴机械加工优化[J].内燃机车,2016(09).

[3]夏焕金,陆忠民.凸轮轴凸轮型面车铣加工工艺的研究[J].机车车辆工艺,2017(09).

作者:胡传松 单位:合肥通用职业技术学院

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