凸轮的加工方法?( 二 )


4.2金属塑料复合凸轮轴已在美国应用 。将粉末金属成型并经磨削加工的凸轮片和中空钢轴放入模具内,在中空轴周围注射塑料 。凸轮片和轴之间不再有金属直接接触,而是由塑料固定形成一体 。这种凸轮轴的成本及重量均可减少40%,可降低发动机噪声,加工准备时间由原来的几小时缩短至几分钟 。
4.3而装配式凸轮轴目前以较快的速度发展,主要应用于高性能发动机上 。目前,世界上许多汽车工业发达的汽车制造厂正在越来越多使用装配式凸轮轴制造新技术,但因技术掌握的程度、方法不同,使用装配式凸轮轴的种类也不同 。
4.3.1装配式凸轮轴的优点
装配式凸轮轴的轴和凸轮分开制造,然后装配在一起 。凸轮一般采用碳钢或粉末冶金材料,轴则采用冷拔薄壁无缝钢管 。碳钢凸轮可进行高频淬火或渗碳处理,具有较高的耐胶着、耐点蚀性能 。烧结合金材料为Fe—C—P—Ni—Cr—Mo合金,是制作凸轮的理想的材料 。在设计方面可将凸轮宽度设计较窄,间隔亦可很小,凸轮的排列非常紧凑 。它与传统凸轮轴相比具有重量轻、加工成本低、材料利用合理等优点 。
4.3.2装配式凸轮轴连接种类及制造方法
装配式凸轮轴的连接方式主要分为焊接式、烧结式、机械式三种,也有几种方法结合使用的 。
凸轮轴材料和生产工艺的发展
国内外生产凸轮轴的材质很多,有45钢、球墨铸铁、合金铸铁 。目前,常使用的铸造方法是壳型铸造,其中包括铁型覆砂和壳型填铁丸两种铸造工艺,其他还有如消失模铸造等 。壳型铸造是20世纪40年代由德国约翰尼斯克朗宁(Johanes2Corning)发明的,亦称为克朗宁法,壳型铸造生产的铸件具有表面粗糙度低,尺寸精度高等优点,能够满足冷铁多,形状复杂的零件的铸造,适用于凸轮轴、曲轴等轴类零件的生产,在世界上属先进工艺,具有很广阔的应用前景 。
清华大学李双寿等人研究了球铁凸轮轴的激光表面处理[10],发现经过该技术处理之后,球铁凸轮轴的表层由外而内分别是熔凝层、淬硬层和基体,并且其硬度均大于58HRC,搭接处的硬度也没有降低 。AstashkevichBM等人研究了激光表面处理在所有的铸铁、中碳钢以及工具钢中的应用,指出材料的淬透性和硬度等都受到激光处理的一些可变参数的限制,比如能量大小、光束直径、光束形状、扫描速度以及聚焦条件等的限制 。
在国外,ChernyshevAN等人通过试验研究发现灰铸铁和具有球状石墨的高强铸铁不适合于使用重熔工艺来进行表面强化,其原因有3点:1)产量大幅度降低;2)熔池内的碳没有完全分解,耐磨性降低;3)钨电极消耗太大 。他们指出用蠕墨铸铁来代替灰铸铁和具有球状石墨的高强铸铁效果更好,还指出参数的变化会影响激冷层中片状渗碳体的分布 。英国哥伦比亚大学AMitchell教授又将以前只是应用于精炼的电渣冶炼重熔法和真空电弧重熔法成功应用于工业纯铁生产的凝固控制阶段 。
6.结论
凸轮轴是汽车发动机配气机构中重要的零件,凸轮轴的结构设计与加工质量好坏,直接影响发动机的性能 。随着科技的快速发展,凸轮轴的制造材料和工艺也快速发展着 。而作为凸轮轴的新型生产技术,装配式凸轮轴正越越受到人们的关注 。装配式凸轮轴的加工技术符合精益生产原则,是高精度、高效率、低成本、高柔性的先进生产技术,是凸轮轴制造技术的发展和升级,是实现创新跨越的关键 。在大力提倡环境保护,开发低能耗、无污染发动机并使其达到成本低、轻型化的今天,装配式凸轮轴以其传统凸轮轴所不具备的优势,已广泛应用于汽车领域,发展前景十分广阔
加工凸轮轴会用到什么设备这个要根据您的具体工艺来判定,
凸轮轴的重要加工工艺来决定:
一般第一工序 铣端面打中心孔机床--数控车床--淬火--中心孔研磨机床--精磨
3.1中心孔的加工
加工中心孔的刀具一般都采用标准中心(特殊中心孔区别对待),工艺安排上分2次
进行热处理之前和热处理之后 。此道工序的关键是控制好60°的定位锥面的公差(±15′~±20′),且需用专用工具(模拟后续机床的定位顶针)进行全数检查,以控制凸轮轴的轴向开档精度(要求±0.2~±0.5mm),防止凸轮铣时出现未铣出的毛边 。
3.2热处理3.2.1淬火
感应淬火时应根据不同的工件材质 。在满足硬度要求的前提下找出淬火的边界条件,控制输出的最大最小电压、电流范围,同时控制淬入液的浓度、流量和温度,并定期对淬火液的冷却速率进行分析,以此作为更换淬火液的依据 。