汽車柴油機凸輪軸加工工藝畢業(yè)設(shè)計

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

2、gt;　　學生姓名 學號 2010441108 </p><p>　　指導教師 職稱 副教授 </p><p>　　評閱教師 職稱 </p><p><b>　　年 月 日</

3、b></p><p><b>　　注 意 事 項</b></p><p>　　1.設(shè)計（論文）的內(nèi)容包括：</p><p>　　1）封面（按教務(wù)處制定的標準封面格式制作）</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</b></p><p><b>　　8）致謝</b></

5、p><p>　　9）附錄（對論文支持必要時）</p><p>　　2.論文字數(shù)要求：理工類設(shè)計（論文）正文字數(shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于1.2萬字。</p><p>　　3.附件包括：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。</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，無錯別字，不準請他人代寫</p><p>　　2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術(shù)標準規(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）圖表應繪制于無格子的頁面上</p><p>　　5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔</p><p><b>　　5.裝訂順序</b></p><p><b>　　1）設(shè)計（論文）</b></p><p>　　2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂&l

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

9、其它教育機構(gòu)的學位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對本設(shè)計（研究）所做的任何貢獻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（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)動機配氣機構(gòu)的重要部件，其性能和質(zhì)量對發(fā)動機的整體性能有著直接影響，因此柴油機凸輪軸加工工藝有著特殊的要求。合理的加工工藝對控制凸輪軸的質(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)計主要是柴油機F3000凸輪軸為例進行加工工藝設(shè)計。凸輪軸的加工工藝設(shè)計主要包括毛坯制造工藝設(shè)計、機械加工工藝設(shè)計、熱處理工藝設(shè)計、重要工序工裝夾具設(shè)計、重要工序檢具設(shè)計、加工設(shè)備的選擇、加工刀具選擇或設(shè)計等。一個凸輪軸的加工工藝之多之

11、復雜，合理的設(shè)計基準、合理的定位基準、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，不斷地完善改進凸輪軸的加工工藝變得十分重要。</p><p>　　關(guān)鍵詞：發(fā)動機 凸輪軸 工藝設(shè)計</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)計的課題和目的1</p><p>　　1.2柴油發(fā)動機的發(fā)展狀況1</p><p>　　1.3凸輪軸的發(fā)展狀況1</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3</p><p>　　2.3凸輪軸的機械分析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)計原則6</p><p>　　2.8凸輪軸加工工藝特點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擬定機械加工工藝流程11</p><p>　　3.5柴油機凸輪軸重點加工工藝說明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 重點工序的夾具、刀具、檢具的設(shè)計及設(shè)備的選擇22</p><p>　　4.1重點工序夾具的設(shè)計22</p><p>　　4.1.1夾具設(shè)計概述22</p><p>　　4.1.2凸輪軸銑鍵槽夾

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

22、2鍵槽塞規(guī)設(shè)計25</p><p>　　4.4重點工序設(shè)備的選擇26</p><p>　　4.4.1重點設(shè)備概述26</p><p>　　4.4.2重點工序設(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)計的課題和目的</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計的課題是《柴油機F3000凸輪軸加工工藝設(shè)計》。其重點內(nèi)容是熱處理，粗基準精基準的選擇，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。其目的是設(shè)計出合理的F3000凸輪軸加工工藝，合理的加工工藝對凸輪軸的質(zhì)量，提高加工效率，降低生產(chǎn)成本，以及實際生產(chǎn)有著重大的意義。</p><p>　　1.2柴油發(fā)動機的發(fā)展狀況</p><p>　　柴油發(fā)動機技術(shù)經(jīng)過一百多年的全面發(fā)展，應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)動機已經(jīng)成為了當前產(chǎn)業(yè)化應用中的各種動力機械熱效率最高、最節(jié)能、能量利用率

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

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

27、自動和半自生產(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)動機必須具備一下幾點要求：1.高的燃油經(jīng)濟性 2.高的動力性能 3.結(jié)構(gòu)緊湊，外形小，質(zhì)量輕 4.工作可靠和足夠長的使用壽命 5.高的環(huán)境性能，低排放，低消耗等。當然，近年來排放越來越受到關(guān)注。柴油機的性能指標不斷地提高必然會對柴油機的設(shè)計以及加工工藝有更高的要求。所以在柴油發(fā)動機，甚至這個機械加工行業(yè)中，數(shù)控機床

28、，加工中心，精密加工機床，自動生產(chǎn)線等先進加工設(shè)備得到了廣泛應用。</p><p>　　1.3凸輪軸的發(fā)展狀況</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，部分凸輪軸會采用型芯鑄造，讓軸呈空心狀。美國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、碳鋼進行熱鍛，凸輪采用高頻淬火處理，主要應用在大中型發(fā)動機上，本次F3000凸輪軸由于運用機型不是很大，所以采用中頻淬火處理。由于它的耐點腐蝕性能比較好，常與頂置式（OHV）氣門機構(gòu)的挺桿組合使用，當然也有和搖臂配合應用在柴油機凸輪上置式（OHC）結(jié)構(gòu)上[2]。由于鍛造式凸輪軸沒法實現(xiàn)輕量化，其發(fā)展?jié)摿Ψ浅Ｐ　?lt;/p><p>　　為了滿足發(fā)動機配氣機構(gòu)中凸輪軸的各個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-塑料復合凸輪軸已在美國獲得應用，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)動機的噪聲，加工時間也有所降低。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行的一次硬化處理，溫度為580℃，平均時間為90min?；衔飬^(qū)域滲層的厚度平均是0.013mm，由Fe3N和Fe3C組成，氮的擴散厚度為0.38mm，F(xiàn)e3N呈針狀，采用化學法測得其厚度為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]。碳鋼凸輪可以進行高頻淬火或者滲碳處理，有較高的耐膠著、耐點蝕性能。它相對于傳統(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。</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)動機配氣機構(gòu)的重

33、要部分，作用是按照發(fā)動機工作順序、升程規(guī)律以及配氣正時驅(qū)動氣門按時開啟和關(guān)閉，確保發(fā)動機在工作中為氣缸吸入新鮮的可燃混合氣，并及時將燃燒后的廢氣排出氣缸。凸輪軸直接通過搖臂驅(qū)動氣門，由于轉(zhuǎn)速較高，為保證進排氣以及傳動效率、簡化傳動機構(gòu)、降低高轉(zhuǎn)速的振動和噪音，常采用頂置式凸輪軸和頂置式氣門，這樣，發(fā)動機的結(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是由于部件的布置設(shè)計比較復雜，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</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)簡圖</p><p>　　凸輪軸是發(fā)動機配氣機構(gòu)中主要驅(qū)動件，其主體如圖2-1所示是一根和氣缸組長度相等的圓柱形棒體，然后在上面套若干個凸輪，用于驅(qū)動氣門的開閉。凸輪軸的一端和

35、驅(qū)動輪相連，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排氣，盡可能的在短時間內(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，相對滑動速度很高，應力 圖2-2柴油機凸輪軸示意圖</p><p>　　大，因此凸輪的設(shè)計和加工工藝與發(fā)動機的性能和平順運行有著很直接關(guān)系。</p><p>　　2.3凸輪軸的機械分析</p

36、><p>　　在應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力作用，其次受到一定的彎矩和扭矩的作用，同時又要承受周期性變化的擠壓應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力大，且摩擦會產(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、面壓應力反復作用造成塊狀剝落和麻點等。</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較好的切削加工性能。</p><p>　　(4) 凸輪軸要具有準確的尺寸，軸頸部分的材料要有中等的抗彎強度和抗扭轉(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>　　凸輪軸作為一個運動件，在惡劣的工作環(huán)境中承受著周

39、期性的沖擊載荷和嚴重的摩擦，凸輪軸上的凸輪與挺柱相接處，相對滑動速度很高，為了適應其惡劣工作條件，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，由于近年來鑄鐵強度的提高，合金鑄鐵和球墨鑄鐵也運用于凸輪軸上。碳鋼作為應用最廣泛的材料，經(jīng)過正火處理后它的硬度達到170～217HBS，以及剛度都能滿足。</p><p>　　通過對機加材

40、料的了解和分析，碳鋼相對于合金鋼價格更便宜，其對于應力集中的敏感性較低，但是可以用熱處理或者化學熱處理等方法提高其抗疲勞強度，考慮到生產(chǎn)成本，以及結(jié)合本次設(shè)計產(chǎn)品的特點，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)計是以柴油機F3000凸輪軸產(chǎn)品圖（如圖2-3）為例設(shè)計工藝，其具體技術(shù)條件如下：<

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

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

43、對稱中心線相對于鍵槽對稱中心線相對位置偏差3°±30′；</p><p>　　二三缸凸輪對稱中心線相對于鍵槽對稱中心線相對位置偏差13°±30′；</p><p>　　各缸進排氣凸輪對稱中心線相對位置偏差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，對稱度0.03mm；</p><p>　　鍵槽平面相對于前后端軸頸的基準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>　　螺紋孔面軸線相對于支撐軸頸面的基準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>　　凸輪軸小頭相對于前后支承軸頸的基準軸線的徑向圓跳動允許公差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、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光潔，不許有碰傷、凹痕、毛刺、班點、裂縫等缺陷，倒銳邊。</p><p>　　(10) 凸輪軸加工結(jié)束后，應按JB/T6729《內(nèi)燃機曲軸、凸輪軸磁粉探傷》的規(guī)定進行探傷，探傷后退磁。</p><p>　　(11) 以凸輪軸線為基準，所有凸輪基圓每10°的跳動應不大于0.008，在整個基圓上跳動應不大于0.04。&l

49、t;/p><p>　　(12) 任何相鄰升程值之差與升程表對應值之差的偏差應小于或等于0.0064，任何8個相鄰升程值之差與升程表對應值之差的偏差應小于或等于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)燃機凸輪軸技術(shù)條件》執(zhí)行。</p><p>　　2.7凸輪軸工藝設(shè)計原則</p><p>　?。?）在工藝的合理性的前提下，保證工藝具有先進性，在保證產(chǎn)品生產(chǎn)節(jié)奏的前提，運用先進技術(shù)，提升產(chǎn)品的競爭力。</p><p>　　（2）在關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備上，應優(yōu)先考慮國

51、內(nèi)外先進廠家的先進設(shè)備。</p><p>　?。?）在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應考慮將工藝的先進性和經(jīng)濟性相結(jié)合，降低生產(chǎn)成本。</p><p>　?。?）設(shè)計工藝時還應充分考慮各個加工環(huán)節(jié)的安全和操作者的方便性。</p><p>　?。?）加工方法應該與企業(yè)當前的技術(shù)工人水平和加工設(shè)備適應。</p><p>　　（6）選定的加工方法應該與工件

52、材料的加工性能相適應。</p><p>　?。?）在生產(chǎn)進度允許的情況下，盡可能考慮柔性生產(chǎn)。</p><p>　　2.8凸輪軸加工工藝特點</p><p>　　2.8.1凸輪軸容易變形</p><p>　　凸輪軸作為細長軸，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工件兩端頂針頂著中心孔，然后用雞心夾夾在小頭，當切削工

53、件中間部分時容易出現(xiàn)較大的受力變形，還有表面的殘余應力會引起變形，尤其在加工凸輪時，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，如果變形過大會直接造成后續(xù)加工工序無法進行，甚至會使零件直接中途報廢。因此，凸輪軸的加工變形會直接影響凸輪軸的使用性能以及柴油機發(fā)動機的性能。在設(shè)計凸輪軸工藝時，應針對其易變性特性采取相應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剛度，減少工件的變形和振動[]。</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)加工對前面工序產(chǎn)生的變形進行修正，工件在粗加工產(chǎn)生的變形在半精加工時修正。</p><p>　　2.8.2加工難度大</p><p>　　(1) 由于凸輪軸的形狀復雜，凸輪軸的凸輪、小頭、止推面等都是不容易加工的，對于這些復雜面，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，第三進氣相位角為13°。但凸輪的輪廓曲線上的各點相對其回轉(zhuǎn)中心的半徑是一直變化的。如果選用一般的機床加工，由于加工半徑的隨時改變必定 會引起機床的切削力和切削速度的變化，這勢必會使凸輪輪廓曲線

57、出現(xiàn)誤差，從而導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砂輪的應用的提高，凸輪磨削的幾何尺寸的控制比較準確，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，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，當砂輪直徑大時，

59、不容易產(chǎn)生磨削裂紋。砂輪直徑的大小影響到磨削時對工件的擠壓力，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</b></p><p>　　凸輪軸的定位基準應與設(shè)計基準和工序基準相統(tǒng)一重合，基準的選擇是工藝設(shè)計過程中的重要工作

60、之一，正確與合理的基準，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，不但使實際生產(chǎn)過程中的錯漏百出，嚴重時還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。因此，工件在加工過程中的測量、定位等問題必須要重點考慮。</p><p>　　(1) 粗基準的選擇</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計柴油機F3000凸輪軸的粗基準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側(cè)面作為粗定位基準，這保證了后續(xù)加工余量的均勻性，同時也后續(xù)精加工的質(zhì)量。</p><p>　　圖3-1 銑端面打中心孔</p><p>　　(2) 精基準的選擇</p><p>　　根據(jù)精基準的選擇原則，以及結(jié)合凸輪軸具體結(jié)構(gòu)，的基準選擇如下：</p><p>　　① 凸輪軸軸向定位基準，目前最常用的是兩個

62、中心孔，因為凸輪軸作為軸類零件，各個支承軸頸的加工，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，而且這些表面的設(shè)計基準一般上都是軸的中心線，選擇兩中心孔定位也能符合基準重合原則。由于多數(shù)工序都是采用中心孔作為定位基準，這樣能盡可能多地加工端面和外圓，符合基準統(tǒng)一原則。如圖3-2所示為精車止推面工序，其徑向圓跳動的基準為兩個中心孔，徑向圓跳動0.03mm。</p><p>　　圖3-2

63、 精車止推面</p><p>　?、?凸輪軸的配氣相位對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。本次畢業(yè)設(shè)計的凸輪加工的角向定位基準選擇的是鍵槽，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為兩個中心孔，角向定位基準為鍵槽。第一進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>　　① 凸輪軸兩個端面和鍵槽作為一個平面，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>　?、?中心孔作為一個內(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)動機配氣機構(gòu)中重要零件，其加工精度要求很高，因此其加工需分四個階段才能達到要求：</p><p>　　(1) 粗加工：銑端面、加工定位基準（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，對于各支承軸頸、凸輪主要是按粗車→粗磨→精磨的順序進行加工，即先粗后精加工。還需遵循先基準后其他，對于凸輪軸的加工需先加工基準，即中心孔，后加工其他面。其他各個面按主要和次要面的加工工序相互交叉進行，在整體上應遵循“先粗后精”的原則進行加工[3]。</p><p>　　3.4擬定機械加工工藝流程</p><p>　　表3-2 柴油機F3000凸輪軸加工工藝過程<

69、;/p><p>　　3.5柴油機凸輪軸重點加工工藝說明</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凸輪軸加工工藝的第一個重點工序，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，因此銑端面打中心孔這道工序在整個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，棒材進過銑削后長度為489.3±0.1，棒材圓柱面對兩中心孔的基準軸線的圓跳動公差為0.3mm,對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，走刀量為機床設(shè)定，冷卻液采用乳化液。在加工完畢比后要對軸總長、圓跳動、孔深、中心孔直徑、中心孔角度、粗糙度等進行檢驗。</p><p>

72、;<b>　　3.5.2正火</b></p><p>　　柴油機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，保溫一段時間，然后進行空冷。由于冷卻速度稍快，組織中的珠光體量相對較多，且片層較細密，故性能有所改善，細化了晶粒，改善了組織，消除了殘余應力[]。正火后提高硬度可改善切削加工性，提高零件表面光潔度，同時為下一步淬火作好組織準備。其工序如圖3-5所示。其正火溫度、正火

73、時間如圖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，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。在熱處理完后需對凸輪軸的硬度、晶粒度進行檢驗，校直彎曲度，使彎曲度<0.4mm，進行拋丸處理，除去表面氧化皮，最后檢驗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)應力，使凸

76、輪軸的強度、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、排氣凸輪表面進行中頻淬火，</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、適當降低)。</p><p>　　(4) 零件應保護好鍵槽后拋丸、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，要對表面硬度、淬火深度以及金相組織進行檢驗。</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裝配過程中限制凸輪軸軸向竄動的一個軸向定位，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，止推面長度為4+0.15 +0.09mm，表面粗糙度為Ra3.2，其相對于兩中心孔基準軸線的徑向圓跳動為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，頂住兩頂尖進行加工，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，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，凸輪基圓軸線相對于兩中心孔基準軸線的徑向圓跳動為0.04mm。以第三對凸輪為例，進氣凸輪對稱中心線相對鍵槽對稱中心線的夾角為13°±30′，兩凸輪對稱中心線夾角為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)動機接觸，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，雞心夾夾住工件小頭，頭架轉(zhuǎn)動撥動雞心夾帶動工件轉(zhuǎn)動進行加工。加工之后的五個外圓直徑為φ48-0.050 -0.075，圓柱

85、度為0.007，外圓軸線相對于兩中心孔基準軸線的徑向圓跳動為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)動輪相連接的地方，其質(zhì)量的好壞直接影響著其傳動效率，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，雞心夾夾住工件小頭，頭架轉(zhuǎn)動撥動雞心夾帶動工件轉(zhuǎn)動進行加工。其技術(shù)要求為：小外圓直徑φ35+0.044 +0.028，小外圓面相對于兩中心孔基準軸線的徑向圓跳動為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工藝，是最后的把關(guān)階段，其原理是

89、：處于強磁場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，因為它們是非鐵磁性的，磁力線通過此區(qū)域的阻力很大，磁力線在這些缺陷會產(chǎn)生漏磁現(xiàn)象（如圖3-13）。當導磁性良好的磁粉施加在凸輪軸上時，缺陷四周的漏磁場就會吸住磁粉，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CJW-2000B，磁粉粒度為0.002～0.01mm，磁懸液更換周期為3個月/次，周向電流為0.85～0.90KA，縱向電流為1.40～1.45KA，充磁時間>2s(兩次)，退磁時間3～5s。</p><p><b>　　其技術(shù)要求：

91、 </b></p><p>　　(1) 按Q/YC420-2003內(nèi)燃機曲軸、凸輪軸磁粉探傷標準執(zhí)行。</p><p>　　(2) Ⅰ區(qū)--在凸輪頂點兩邊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的單個缺陷磁痕。B2--大于2mm、小于或等于5mm的單個缺陷磁痕.B3--大余5mm 、小于或等于10mm的單個缺陷磁痕。</p><p>　　(4) Ⅰ區(qū)內(nèi)凸輪頂點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) 剩余磁場強度不大余2X10\S\H0.5x;-4^;T。用“殘磁檢測儀檢測。<

94、;/p><p>　　4 重點工序的夾具、刀具、檢具的設(shè)計及設(shè)備的選擇</p><p>　　本次柴油機凸輪軸工藝設(shè)計的重點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。重點工序之多，因此，每個工序的刀具、檢具、夾具的設(shè)計以及設(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)計選取了銑鍵槽這道工序的刀具、夾具、檢具的

95、設(shè)計及設(shè)備選擇進行簡單介紹。</p><p>　　凸輪軸鍵槽作為后續(xù)凸輪加工的角向定位基準，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，其形狀是長軸，鍵槽深度4mm，鍵槽長度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)對稱度0.03。</p><p>　　圖4-1 凸輪軸銑鍵槽工藝</p

96、><p>　　4.1重點工序夾具的設(shè)計</p><p>　　4.1.1夾具設(shè)計概述</p><p><b>　　設(shè)計要求：</b></p><p>　　(1) 夾具設(shè)計應滿足凸輪軸加工工序的精度要求；</p><p>　　(2) 應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) 夾具元件應滿足通用化、標準化、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、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)計也是非常重要的，與生產(chǎn)息息相關(guān)，現(xiàn)在重點選擇銑鍵槽工序夾具設(shè)計進行簡單介紹。</p><p>　　4.1.2凸輪軸銑鍵槽夾具設(shè)計</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重點工序刀具的設(shè)計</p><p>　

100、　4.2.1刀具設(shè)計概述</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計的工序有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，還有的是機床上自帶的刀具，因此刀具的選擇和設(shè)計對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，關(guān)系到整個生產(chǎn)的成本和生產(chǎn)效率。下面我就對重點工序銑鍵槽用到的鍵槽銑刀進行簡單介紹。</p>&

101、lt;p>　　4.2.2鍵槽銑刀設(shè)計</p><p><b>　　(1)鍵槽銑刀概述</b></p><p>　　鍵槽銑刀是一種銑削刀具，有兩個刃瓣，可以軸向進給向工件轉(zhuǎn)孔，然后沿鍵槽方向銑出鍵槽全長?？梢约庸て芥I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：</b></p><p><b>　?、?只有兩個刀齒；</b></p><p>　?、?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>　　③ 端面刃為主刀刃，圓周刃為副刀刃，能軸向進給；</p><p>　?、?刀具重

103、磨時只磨端面刃（直徑不變）。</p><p>　　(2) 鍵槽銑刀的設(shè)計</p><p>　　根據(jù)本工藝過程的特點和凸輪軸技術(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：</b></p><p&g

104、t;　　材料為：硬質(zhì)合金鋼 </p><p>　　直徑：8mm；總長：50mm；刃長：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</b></p>

105、<p>　　換刀頻次：80～100件/次</p><p><b>　　(3) 使用說明</b></p><p>　　① 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>　　② 被加工工件表面應平直，不得有砂眼或硬質(zhì)點，以免刀具受損傷。</p><p>　?、?銑削前的鍵槽

106、銑刀應達到所需的位置精度。</p><p>　?、?切削液：根據(jù)加工對象選擇不同的切削液，冷卻應充分。</p><p>　　注意事項：在加工時出現(xiàn)有異常情況應立即停止，查清原因后方可加工。</p><p>　　4.3重點工序檢具的設(shè)計</p><p>　　4.3.1檢具設(shè)計概述</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)測量工具。本次柴油機凸輪軸的工藝過程中，幾乎每一道工藝都運用了檢具、量具進行檢驗工件，如游標卡尺、深度尺、偏擺儀、百分表等。本次畢業(yè)設(shè)計選取了銑鍵槽工藝的檢具鍵槽塞規(guī)進行簡單說明。</p><p>　　4.3.2鍵槽塞規(guī)設(shè)計</p><p>　　鍵槽是凸

108、輪加工的角向定位基準，在裝配過程中，也是凸輪軸與發(fā)動機的裝配基準，因此其質(zhì)量的好壞影響很大，不僅加工過程要求高，檢驗過程也是很重要的，所以好的檢具對于加工一個高質(zhì)量的零件變得十分重要。凸輪軸鍵槽主要與鍵進行過盈配合連接柴油機，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)主要用來檢驗鍵槽寬度的一個簡捷工具，結(jié)構(gòu)簡單，通常是具有準確尺寸和形

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，總長為80mm，止端長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，測量面經(jīng)過熱處理硬度為55～60HRC，測量面不應有銹跡、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)的尺寸應小于設(shè)計的最小極限尺寸7.964mm，其平行度也應比鍵槽低。其公差帶圖和設(shè)計圖如下圖所示。</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)計圖</p><p>　　4.4重點工序設(shè)備的選擇</p&

111、gt;<p>　　4.4.1重點設(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)，其正確選擇對于工件的加工很重要。本次設(shè)計工藝的設(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用刀的設(shè)備選擇進行介紹。</p><p>　　4.4.2重點工序設(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)計主要介紹了柴油機凸輪軸的加工工藝過程，以柴油機F3000凸輪軸為例進行了詳細的工藝設(shè)計，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)要求對柴油機凸輪軸的毛坯設(shè)計、熱處理工藝、機械加工工藝及重點工序的夾具、檢具、刀具進行了設(shè)計，最后對重點工序的設(shè)備進行了選擇。通過這次工藝設(shè)計，讓我對機加工藝方面的知識有了更加深刻的理解。</p><p>　　凸輪軸作為配氣機構(gòu)的關(guān)鍵部件，其外

114、形復雜，技術(shù)要求很高，因此在加工過程中合理的選材、合理的定位基準的選擇、合理的熱處理工藝、專用夾具檢具刀具的設(shè)計以及設(shè)備的選擇變得非常重要，在本次設(shè)計過程中，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際加工選取的粗基準為凸輪軸支承軸頸的毛坯外柱圓面及其一個側(cè)面，然后后面的加工精基準的選擇是中心孔。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排氣凸輪表面進行中頻淬火，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行詳細介紹，刀具設(shè)計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)計上主要介紹了鍵槽塞規(guī)以及它的公差帶的計算；夾具設(shè)計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)計以柴油機F3000凸輪軸加工工藝為例，制定了相應工藝，繪制了工藝圖，可直接指導生產(chǎn)過程加工，根據(jù)工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品加工質(zhì)量達到產(chǎn)品圖紙要求、加