船电型凸轮轴加工工艺

　　摘要：凸轮轴在yc发动机的配气机构中有着重要的作用，它能够实现对换气过程的整体控制。因此，凸轮轴加工的工艺、质量和精度等，都会影响到柴油机的性能。因此，本文以yc公司的船电C型轴为例，首先分析了凸轮轴的加工工艺，然后研究了船电C型凸轮轴的加工工艺及特点，最后针对性的探讨C型凸轮轴加工的关键工序，希望可以借此给船电C型凸轮轴的加工工艺研究提供一定的参考意见。
　　关键词：凸轮轴；加工工艺；工序
　　一、凸轮轴加工工艺
　　凸轮轴的加工工艺主要有以下几个方面：
　　（一）选择定位基准。由于凸轮轴的加工精度要求较高，所以在加工的时候分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段，每个阶段有不同的加工要求。在粗加工和半精加工中，以侧面为轴向定位基准，这时的加工主要是初步加工，加工的精度要求较低。而在精加工中，则是以两顶尖中心孔为定位基准。由于这时对凸轮的刚性有一定要求，所以通常要增加辅助支撑，以此来提升加工的精度。
　　（二）加工的顺序安排。在凸轮轴的加工中，都是先进行粗加工，然后再进行精加工。而且，凸轮轴的加工也要按照面进行，以此来缩短加工的时间。一般而言，凸轮轴的加工是以中心孔和轴径为基准的，通过两者互为基准的方式来消除加工中的误差。从凸轮轴的加工过程来看，首先是进行粗加工和精加工，然后是热处理和探伤。热处理是为了消除材料内部的应力，探伤则是为了保证材料的强度。
　　（三）多种方式的热处理。凸轮轴是细长的零件，不论是进行车削还是铣削的操作，都会给轴施加一个轴向力，这就会使零件长生形变。因此，在轴的加工前必须做好相应的热处理，主要是回火、淬火和调质处理等。这些都需要根据加工的具体需求确定。另外需要注意的是，零件在车削的过程中，由于进给量较大，而且车削的速度较快，所以摩擦部位会产生较多的热量，这就会使零件的硬度有一定变化。因此，在热处理的时候也要考虑到这一因素的影响，提前做好预防的措施，进而保证加工出的零件满足设计的需求。
　　二、船电C型凸轮轴的加工工艺流程及特点
　　（一）船电C型凸轮轴的加工工艺流程
　　船用C型凸轮轴对材料的要求较高，需要它有优良的力学性能，同时还要能承受较高的冲击，耐疲劳强度也要强求较高，因此船用C型凸轮轴的材料常采用正货处理后的CF35。船电C型凸轮轴的加工工艺主要如下：
　　1。端面打中心孔。在加工开始之前，需要在凸轮轴的端面打两个中心孔，这是为了后续的加工定位。因此，在打中心孔的时候，一定要把握好精度，否则就会造成轴的整体偏斜。
　　2。轴颈粗加工。先用车床对轴进行粗加工，使其初步符合尺寸，这是为了给凸轮轴定型，方便后续的加工。
　　3。轴颈精加工。用车床对轴颈进行精加工，确保尺寸和图纸要求的一致，用小进给的方式精车凸轮轴的轴颈。
　　4。铣凸轮。用铣床铣出图纸要求的凸轮，完成凸轮轴的初步加工。
　　5。精磨。用车床和铣床加工完凸轮轴后，还需要用磨床进行表面的处理，这是为了降低零件表面的粗糙度，减少后续使用过程中的磨损。
　　6。抛光。抛光是为了使零件的外观更加好看，抛光也有利于上油，可以起到一定的防锈作用，降低凸轮轴的库存管理难度。
　　（二）船电C型凸轮轴的加工特点
　　船电用C型凸轮轴需要消除零件内部的压力，还需要保证整个细长的轴不会有较大的变形。因此，在加工的过程中，C型凸轮轴的特点主要有以下几个：
　　1。分毛坯加工。C型凸轮轴的毛坯分为滚压件和整体棒料，为了保障加工满足设计的要求，所以加工的工艺有一定的區别。例如在进行粗加工的热处理时，滚压件可以直接对毛坯进行热处理，但是整体棒材却需要先在轴颈处开好档位，然后再进行热处理的操作。这是因为整体棒材的力学性能和滚压件有一定的差异，所以相应的加工也要分开进行。
　　2。加工节拍短。C型凸轮轴具有一般轴零件的细长特点，所以在加工的时候会有较多的毛坯余量，因此在加工的时候需要算短加工的节拍，特别是在粗加工的时候，必须把车刀的进给量调大。在轴类零件的车削过程中，很容易因为摩擦产热而使零件局部淬火，这会增加零件的硬度，不利于后续的加工。因此，在车削之前，凸轮轴要用正火处理一下，以此来保障高速的车削不会影响到零件加工完的性能。
　　3。加工前的调质处理。C型轴需要满足强度、韧性、硬度和塑形的需求，机械性能的要求也较高。所以凸轮轴的毛坯还需要进行加工前的调质处理，避免加工过程中发生断裂的现象。
　　4。校直处理。由于凸轮轴的毛坯需要经过热处理，所以难免会出现变形的情况，这时就会影响到后续的加工。基于此，对于加工前的毛坯料，还需要经过跳动检查的过程，将跳动值大于2毫米的凸轮轴毛坯进行校直处理。
　　（三）C型凸轮轴加工的关键工序
　　船电C型凸轮轴的加工有着更高的要求，需要加工完的凸轮轴满足各项性能的需求。因此，在船电用C型凸轮轴的加工中，需要把握好以下几个关键的工序：
　　1。添加辅助支撑。船电C型凸轮轴有着轴类零件的一般特征，长度会介于8001200毫米之间，其基轴的直径也大于50毫米，因此在加工的过程中，很容易因为轴向受力而导致整个轴的弯曲变形。这一方面会增加加工的难度，另一方面会使加工出的凸轮轴难以满足设计的要求。所以，在凸轮轴加工的时候，一般需要扶架和工装等作为辅助的支撑机构，以此来保证加工过程中凸轮轴的刚性。
　　2。加工前的校直。在上文的分析中提到了，凸轮轴会因为热处理而产生形变，所在在加工前的校直就显得尤为重要。一般情况下，都是检测毛坯料的同轴度，如果同轴度小于2mm，那么在加工的时候就可以忽视这一问题。但是如果同轴度大于2mm，那么就必须进行校直处理。校直完之后，还需要经过同轴度的检验，合格后方可开始后续的加工。
　　3。凸轮轴的凹面矫正。C型凸轮轴有多种类型，除了进气凸轮和排气凸轮外，还包括着喷油凸轮等。在不同的场合下使用，需要凸轮轴满足不同的要求。例如，喷油凸轮就需要凸轮轴表面的凹面几乎不存在，这样才可以保证后续适用过程中的进气和排气不受到影响。
　　4。联接工艺。很多情况下，凸轮轴的加工会受到设备的限制，因此C型凸轮轴无法以此成型，需要后续的装配来让凸轮轴组成一个整体。当前主要采用的联接方式为螺纹连接和销键连接，这两种连接方式都对工艺有着较高的要求。为了保证加工后的成品满足轴径和跳动的需求，则必须做好联接的工艺。
　　三、结语
　　C型凸轮轴的加工工艺会直接影响到凸轮轴的质量，对其后续的正常使用至关重要。特别是对于船电用C型凸轮轴而言，对工艺有着更高的要求，任何一个细节的处理不当都会造成凸轮轴的质量缺陷。因此，必须严格的把控C型凸轮轴加工工艺。本文是以玉柴船电为例，针对凸轮轴和C型凸轮轴的加工工艺和关键加工工序展开研究，分析了把控凸轮轴加工的关键所在，希望可以借此给相关的研究提供一定的参考意见。
　　参考文献：
　　〔1〕潘寿庆。玉柴船电C型凸轮轴的工艺研究和改进〔D〕。广西大学，2016。
　　〔2〕张宝金。HXN5型凸轮轴深孔加工刀具应用研究〔D〕。上海交通大学，2010。
　　〔3〕王云山，杨洗陈，李会山，唐英，孙荣禄，刘运武。479Q型凸轮轴激光淬火工艺研究〔J〕。天津工业大学学报，2003，05：6668。
　　〔4〕汪学明。S型凸轮轴磨床磨削特性的分析〔J〕。机床，1992，01：1417。