組合式凸輪軸加工工藝

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上組合式凸輪軸加工工藝摘要：本文介紹了組合式凸輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及目前國內(nèi)組合式凸輪軸的制造技術(shù)現(xiàn)狀，并結(jié)合傳統(tǒng)整體式凸輪軸進(jìn)行了對比分析，為新產(chǎn)品開發(fā)及工藝制定的合理設(shè)計(jì)提供了可靠的依據(jù)。關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī) 組合式凸輪軸 加工工藝前言凸輪軸是發(fā)動機(jī)的重要零部件之一，凸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工質(zhì)量的好壞，對發(fā)動機(jī)的性能起著極其重要的作用，隨著發(fā)動機(jī)高速度、高輸出功率、低燃油附加性、整車輕量化和低成本投入等的設(shè)計(jì)需求，對發(fā)動機(jī)零部件，尤其是凸輪軸提出了更高的設(shè)計(jì)要求，要求其結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕便、材料強(qiáng)度高、耐磨性好。而整體式凸輪軸一般為鑄件或鍛件，材料組成相同，各方面性能也相同，故無法

2、達(dá)到以上的要求，而組合式凸輪軸無論從性能、成本，還是從質(zhì)量方面均是理想的選擇；目前國外應(yīng)用數(shù)量已超過50%，但國內(nèi)只有約10%。1.組合式凸輪軸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.1 產(chǎn)品方面的優(yōu)勢1.1.1 組合式凸輪軸由鋼管、凸輪、齒輪、六方和端頭構(gòu)成，然后通過裝配形成凸輪軸，由于以上各部分單體進(jìn)行毛坯制造，故可根據(jù)配氣機(jī)構(gòu)對凸輪軸各個部位的性能要求不同進(jìn)行分體優(yōu)化材料，即在同一凸輪軸上合理選擇不同的凸輪、端頭與鋼管材料；例如鋼管可選冷拔薄壁無縫鋼管，凸輪可選冷鍛/粉末冶金/冷激鑄鐵等，齒輪、六方、端頭可選粉末冶金。1.1.2 由于鋼管選用冷拔空心管，凸輪材料的優(yōu)化及精密成型技術(shù)的應(yīng)用，可使凸輪軸整體重量降低20

3、%40%，節(jié)約材料可達(dá)30%以上。1.2 機(jī)械加工方面的優(yōu)勢1.2.1 可實(shí)現(xiàn)柔性設(shè)計(jì)，柔性生產(chǎn)與敏捷制造：可實(shí)現(xiàn)凸輪相位角與軸向位置的控制、調(diào)整和修正，有利于新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造，縮短新產(chǎn)品的研制周期。1.2.2 可針對不同零件采用最適宜的熱處理技術(shù)與表面強(qiáng)化技術(shù)，因而可顯著提高凸輪工作曲面抗點(diǎn)蝕能力和耐磨性，且可避免整體凸輪軸熱處理過程中產(chǎn)生的變形。1.2.3 可視具體材料及形狀采用冷精密塑性成形、粉末冶金燒結(jié)、精密鑄造等近凈成形工藝成形凸輪，既能夠節(jié)省工時，并可大幅度降低制造成本。2.組合式凸輪軸連接方法2.1 組合式凸輪軸的連接方式較多，現(xiàn)僅針對目前國內(nèi)轎車發(fā)動機(jī)組合式凸輪軸常用的三種連

4、接方法進(jìn)行介紹。滾花式連接原理：在凸輪內(nèi)側(cè)加工出軸向溝槽，然后在鋼管外圓滾花加工出圓周/軸向方向的溝槽（滾花后產(chǎn)生凸起），將鋼管滾花部分壓裝到凸輪內(nèi)徑中，形成過盈配合，目前蒂森克虜伯（大連）公司和寧波圣龍公司采用該種裝配方式。熱套式連接原理：裝配之前先對過盈尺寸的凸輪進(jìn)行加熱（150-200），借以消除常溫下的過盈量（約0.2mm過盈量），然后壓入鋼管中，常溫下形成連接，目前德國埃馬克公司采用該種裝配方式。機(jī)械擴(kuò)管式連接原理：利用滑動滾壓原理使得薄壁鋼管在帶孔的凸輪中發(fā)生局部的擴(kuò)張，可以使用帶有過盈量并穿過鋼管內(nèi)部的鋼球，使內(nèi)管發(fā)生塑性擴(kuò)張；目前綿陽瑞安公司采用此種裝配方式。2.2 三種連接方

5、法的優(yōu)缺點(diǎn)對比滾花式靠裝配槽實(shí)現(xiàn)裝配，連接強(qiáng)度大，工作時不易打滑，但每個凸輪對應(yīng)的鋼管位置均需要切槽，生產(chǎn)效率較低。熱套式裝配設(shè)備簡單、生產(chǎn)效率高，但是缺點(diǎn)是凸輪被加熱，產(chǎn)生軟化現(xiàn)象，耐磨性下降，且由于鋼管導(dǎo)熱使得初始與完了時的過盈量有變化，連接強(qiáng)度不易保持一致。機(jī)械擴(kuò)管式裝配前凸輪、鋼管不需要精密加工，生產(chǎn)效率高，但鋼管內(nèi)側(cè)通過鋼球擠壓變形產(chǎn)生過盈量，由于鋼球推入初始與完了時磨損量有差異，過盈量存在變化，造成連接強(qiáng)度不一致。3.組合式凸輪軸的加工工藝3.1目前國內(nèi)組合式凸輪軸生產(chǎn)廠家僅有寧波圣龍（滾花法）、綿陽瑞安（機(jī)械擴(kuò)管法）、北內(nèi)（韓國進(jìn)口組合式凸輪軸毛坯），其他廠家如重慶西源（滾花法）

6、、河南中匯（滾花法）正在建造生產(chǎn)線，因組合式凸輪軸制造工藝均類似，只是關(guān)鍵工序凸輪裝配（裝配機(jī)床）存在差異，現(xiàn)對工藝流程具體介紹如下：鋼管淬火鋼管回火鋼管冷校直凸輪裝配裝配端頭扭矩試驗(yàn)鉆兩端中心孔研磨中心孔粗磨軸頸精車法蘭鉆攻螺紋精磨軸頸精磨凸輪去毛刺拋光探傷清洗。3.2 傳統(tǒng)的整體式凸輪軸加工工藝與組合式凸輪軸相比，整體式凸輪軸工藝流程需粗、半精、精加工，設(shè)備投入多，鑄件/鍛件余量大，工藝復(fù)雜，產(chǎn)品更改時設(shè)備變動大，設(shè)備臺數(shù)多，投入大，不利于擴(kuò)產(chǎn)，鑄件/鍛件毛坯，余量大、生產(chǎn)成本高、料費(fèi)率高。而組合式凸輪軸加工就存在明顯優(yōu)勢，組合式凸輪軸工藝流程僅裝配和精加工即可，工藝簡單、設(shè)備投入少，近凈

7、形工藝成形凸輪，余量小或不需精磨凸輪，結(jié)構(gòu)、工藝簡單，利于調(diào)整軸向尺寸及凸輪相位角，工序少、設(shè)備臺數(shù)少，可降低投資風(fēng)險，采用粉末冶金等材料，加工余量小，減小了生產(chǎn)成本及料費(fèi)率。4.結(jié)語作為凸輪軸的新型生產(chǎn)技術(shù)，組合式凸輪軸正越來越受到人們的關(guān)注，因?yàn)槠浼庸ぜ夹g(shù)符合精益生產(chǎn)原則，是高精度、高效率、高柔性、低成本的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，是凸輪軸制造技術(shù)的發(fā)展和升級，是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新跨越的關(guān)鍵，在大力提倡環(huán)境保護(hù)、開發(fā)低能耗、無污染發(fā)動機(jī)，并使其達(dá)到成本低、輕量化的今天，組合式凸輪軸以其相應(yīng)優(yōu)勢，可以廣泛用于汽車、鐵路、船舶發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，發(fā)展前景十分廣闊。參考文獻(xiàn)：1張弛，楊慎華，寇淑清.裝配式凸輪軸生產(chǎn)工藝及應(yīng)用j汽車技術(shù)，2004（1）：32342寇淑清，楊慎華，趙勇，等.發(fā)動機(jī)裝配式凸輪軸極具競爭