排氣凸輪軸的工藝規(guī)程及工裝設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD+3D】
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機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱(chēng) 排氣凸輪軸零件名稱(chēng)排氣凸輪軸共2頁(yè)第1頁(yè)材 料 牌 號(hào)40Cr毛 坯 種 類(lèi)鍛造毛坯毛坯外形尺寸52x1191每毛坯件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)備 注 工 序 號(hào)工 名序 稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容 車(chē) 間 工 段設(shè) 備工 藝 裝 備備注1鍛壓鍛造毛坯2熱處理滲碳處理3 車(chē) 粗車(chē)外圓各軸頸處CW6163游標(biāo)卡尺0-150mm、外圓車(chē)刀、外徑千分尺0-150mm4車(chē)精車(chē)外圓1至6處的外圓32e8留磨余量,7處的外圓軸頸處32e8留磨余量CW6163游標(biāo)卡尺0-150mm、外圓車(chē)刀、外徑千分尺0-150mm5車(chē)粗車(chē)各凸輪軸頸處專(zhuān)用車(chē)床游標(biāo)卡尺0-150mm、外圓車(chē)刀、外徑千分尺0-150mm6車(chē)精車(chē)各凸輪軸頸處留磨余量專(zhuān)用車(chē)床游標(biāo)卡尺0-150mm、外圓車(chē)刀、外徑千分尺0-150mm7車(chē)車(chē)右端7處的24.2H12深30mm,攻M22x1.5-5H深26mmCW616345度彎頭車(chē)刀8車(chē)車(chē)左端的24.2H12深19.5mm,攻M22x1.5-6H深15.5,沉孔22.2H12深4mmCW616345度彎頭車(chē)刀9銑銑外花鍵28x32x4x10X6142成型銑刀10鉆鉆外圓軸頸上的七處的7-2.5沉孔3.5x90X6142鉆頭2.5、忽孔鉆頭3.5 設(shè) 計(jì)(日 期) 校 對(duì)(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì) 簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱(chēng)排氣凸輪軸零件名稱(chēng)排氣凸輪軸共2頁(yè)第2頁(yè)材 料 牌 號(hào)40Cr毛 坯 種 類(lèi)鍛造毛坯毛坯外形尺寸52x1191每毛坯件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)備 注 工 序 號(hào)工 名序 稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容 車(chē) 間 工 段設(shè) 備工 藝 裝 備備注11鉆鉆凸輪軸頸上的共12-2.5沉孔3.5x90X6142鉆頭2.5、忽孔鉆頭3.512鉆鉆軸頸七處的3.5X6142 鉆頭3.513熱處理表面淬火處理14 磨粗磨外圓共7處的32及45的兩側(cè)面M1432B外徑千分尺、磨砂輪15磨精磨外圓共7處的32及45兩側(cè)面厚度4.5mm和3.5mm到位M1432B外徑千分尺、磨砂輪16磨粗磨各凸輪軸頸處的外圓MQ8260磨砂輪17磨精磨各凸輪軸頸處的外圓厚度16mmMQ8260磨砂輪18鉗修去毛刺19拋光拋光處理拋光機(jī)20 探傷表面磁粉探傷探傷儀21 檢驗(yàn)檢驗(yàn)入庫(kù) 設(shè) 計(jì)(日 期) 校 對(duì)(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì) 簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)情況,根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料,撰寫(xiě)2000字左右的文獻(xiàn)綜述: 文 獻(xiàn) 綜 述 凸輪軸是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中重要的零件,凸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工質(zhì)量好壞,直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。近年來(lái),因環(huán)境保護(hù)的需要,正在開(kāi)發(fā)低油耗、低污染的發(fā)動(dòng)機(jī)。為了解決汽車(chē)尾氣無(wú)污染排放問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速、高輸出功率,許多發(fā)動(dòng)機(jī)采用多氣門(mén)及配氣相位、氣門(mén)升程可變的結(jié)構(gòu),這就增加了氣門(mén)彈簧的載荷。同時(shí),為了降低油耗及摩擦損耗,凸輪與搖臂間采用滾子結(jié)構(gòu),凸輪與滾子的接觸面形成高壓力區(qū),這對(duì)凸輪軸運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性、動(dòng)平衡、耐磨性能及抗扭強(qiáng)度提出了更高的要求。另外,為了達(dá)到汽車(chē)輕型化、低成本的目的,在不影響各個(gè)零件性能要求的前提下,應(yīng)該使零件盡可能簡(jiǎn)化加工、降低重量,材料使用也更趨合理。凸輪軸的構(gòu)造 凸輪軸的主體是一根與氣缸組長(zhǎng)度相同的圓柱形棒體。上面套有若干個(gè)凸輪,另一端與驅(qū)動(dòng)輪相連接。 凸輪的側(cè)面呈雞蛋形。其設(shè)計(jì)的目的在于保證氣缸充分的進(jìn)氣和排氣,盡可能在短時(shí)間內(nèi)完成氣門(mén)的開(kāi)、閉動(dòng)作。另外考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)的耐久性和運(yùn)轉(zhuǎn)的平順性,氣門(mén)也不能因開(kāi)閉動(dòng)作中的減速過(guò)程產(chǎn)生過(guò)多過(guò)大的沖擊,否則就會(huì)造成氣門(mén)的嚴(yán)重磨損、噪聲增加或者其它嚴(yán)重后果。因此,凸輪和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、扭矩輸出以及運(yùn)轉(zhuǎn)的平順性有很直接的關(guān)系。 一般來(lái)說(shuō),直列式發(fā)動(dòng)機(jī)中,一個(gè)凸輪就對(duì)應(yīng)一個(gè)氣門(mén)。V型發(fā)動(dòng)機(jī)或水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)則是每?jī)蓚€(gè)氣門(mén)共享一個(gè)凸輪。而轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)和無(wú)閥配氣發(fā)動(dòng)機(jī)由于其特殊的結(jié)構(gòu),并不需要凸輪。為了實(shí)現(xiàn)輕量化,易于加工且低成本,以及發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速、高輸出功率,發(fā)動(dòng)機(jī)部件,尤其是凸輪軸的設(shè)計(jì)必須重新考慮,要求其結(jié)構(gòu)緊湊、功能高度集中、重量輕,能承受更高的接觸壓力。在目前的凸輪軸應(yīng)用中,已經(jīng)將缸蓋潤(rùn)滑系統(tǒng)集中于中空式凸輪軸,將實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)直噴的燃油泵驅(qū)動(dòng)組件在凸輪軸上實(shí)現(xiàn),將VVT(可變正時(shí)氣門(mén))在凸輪軸尾端使用。在配氣機(jī)構(gòu)中,對(duì)凸輪軸各個(gè)部位的性能要求是不同的。對(duì)于凸輪和燃油泵驅(qū)動(dòng)輪,要求耐磨損、耐膠著、耐點(diǎn)蝕;對(duì)于軸頸要求滑動(dòng)性能好;對(duì)于軸則要求剛性、彎曲、扭轉(zhuǎn)性能好1-2。凸輪軸的國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì) 金屬、塑料復(fù)合凸輪軸已在美國(guó)應(yīng)用。將粉末金屬成型并經(jīng)磨削加工的凸輪片和中空鋼軸放入模具內(nèi),在中空軸周?chē)⑸渌芰?。凸輪片和軸之間不再有金屬直接接觸,而是由塑料固定形成一體。這種凸輪軸的成本及重量均可減少40%,可降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲,加工準(zhǔn)備時(shí)間由原來(lái)的幾小時(shí)縮短至幾分鐘。 裝配式凸輪軸目前以較快的速度發(fā)展,主要應(yīng)用于高性能發(fā)動(dòng)機(jī)上。目前,世界上許多汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)的汽車(chē)制造廠正在越來(lái)越多使用裝配式凸輪軸制造新技術(shù),但因技術(shù)掌握的程度、方法不同,使用裝配式凸輪軸的種類(lèi)也不同。日本日野自動(dòng)車(chē)工業(yè)株式會(huì)社在20世紀(jì)90年代初開(kāi)發(fā)了熱套和焊接組合的生產(chǎn)方式,凸輪采用碳鋼,用冷精鍛方法制造,軸頸采用高頻淬火鋼管制成,軸則采用冷拔碳鋼管。日本豐田汽車(chē)公司也有相似的生產(chǎn)方式。日本精工株式會(huì)社用擴(kuò)管法生產(chǎn)凸輪軸,產(chǎn)品的剛度較鑄造產(chǎn)品提高1.7倍,累計(jì)生產(chǎn)已達(dá)300萬(wàn)根。日本柱塞環(huán)株式會(huì)社從20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始生產(chǎn)燒結(jié)連接式凸輪軸,1992年開(kāi)始生產(chǎn)專(zhuān)門(mén)用于低能耗發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸,凸輪采用燒結(jié)合金,具有非常好的耐磨損及耐點(diǎn)蝕性能。目前已生產(chǎn)了750萬(wàn)根。從20世紀(jì)90年代中期該公司開(kāi)始研制刮削連接式凸輪軸。美國(guó)MTS2SA公司、TORINGTON公司、FEDERAL2MDOGUL公司、通用汽車(chē)公司、福特汽車(chē)公司都已將裝配式凸輪軸應(yīng)用于生產(chǎn)之中。德國(guó)的大眾汽車(chē)公司、奔馳汽車(chē)公司、THYSSENK2RUPP公司,英國(guó)的T&NTechnology公司、GKNBoundBrook公司也都先后開(kāi)發(fā)研制了裝配式凸輪軸的生產(chǎn)工藝及設(shè)備。目前在我國(guó)僅上海大眾汽車(chē)公司有1條生產(chǎn)裝配式凸輪軸的生產(chǎn)線(xiàn),其他企業(yè)還處于空白階段。個(gè)別單位曾經(jīng)研制了燒結(jié)連接式凸輪軸,但都沒(méi)有實(shí)用化。吉林大學(xué)對(duì)裝配式凸輪軸已經(jīng)研制開(kāi)發(fā)了多年,重點(diǎn)針對(duì)滾花連接方式進(jìn)行了研究,對(duì)連接機(jī)理進(jìn)行了探討,應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬方法對(duì)連接部位工作狀態(tài)的應(yīng)力應(yīng)變做了模擬研究,并對(duì)裝配力做了不同情況的試驗(yàn)分析。在連接試驗(yàn)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了自動(dòng)化裝配機(jī)。裝配式凸輪軸已發(fā)展二十多年,除了上述的方法外,正大力開(kāi)發(fā)應(yīng)用復(fù)合材料,例如陶瓷材料等制造凸輪軸。隨著裝配式凸輪軸生產(chǎn)技術(shù)的提高,性能更好、成本更低、技術(shù)多樣化的裝配式凸輪軸將會(huì)涌現(xiàn)出來(lái)3。 1981年7月,日本豐田汽車(chē)公司宣布,世界第1個(gè)粉末冶金技術(shù)制成粉末燒結(jié)結(jié)中空整體凸輪軸,已大量用于IS型直列式死缸發(fā)動(dòng)機(jī),粉末燒結(jié)整體中空凸輪軸是由8個(gè)凸輪片、5個(gè)軸頸、1個(gè)齒輪、2個(gè)燃料泵凸輪、1個(gè)前軸頸、1根鋼管18個(gè)零件組合燒結(jié)而成。粉末燒結(jié)整體中空凸輪軸的制造工藝是:將與燒結(jié)和模鍛的粉末凸輪片、齒輪、軸頸嵌入或壓入鋼管軸上,然后對(duì)粉末凸輪進(jìn)行正式燒結(jié)(1100e、30min,分解氨)。同時(shí)以純銅為釬料,將軸頸、齒輪釬焊在鋼管軸上。燒結(jié)時(shí),粉末合金中的Fe-P-C組分生成液相,使凸輪片生產(chǎn)收縮和擴(kuò)張粘結(jié)于鋼管軸表面。矯直,檢驗(yàn)后,經(jīng)精加工,即制成燒結(jié)中空整體凸輪軸。燒結(jié)中空整體凸輪軸與鑄鐵凸輪軸相比的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)效果:1)質(zhì)量減輕了26%。2)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)表明,燒結(jié)合金凸輪軸的磨損僅為原用冷鑄鐵的1/7。3)燒結(jié)合金凸輪軸的外形接近最終形狀,磨削加工量小,因此,凸輪軸磨床可減少20%,不需要鉆油路。4)鋼管軸內(nèi)孔可用作發(fā)動(dòng)機(jī)油的主通路。發(fā)動(dòng)機(jī)油通過(guò)凸輪內(nèi)孔,由汽缸組供給凸輪、軸頸、燃料泵凸輪及驅(qū)動(dòng)齒輪的分配器,并通過(guò)軸頸將油供給余隙調(diào)節(jié)器。因此,不再需要輸油管,潤(rùn)滑系統(tǒng)可大大簡(jiǎn)化。凸輪軸的機(jī)械加工量可大大減4。 日本精工株式會(huì)社采用內(nèi)高壓軸管擴(kuò)徑連接,生產(chǎn)的凸輪軸累計(jì)已達(dá)300萬(wàn)根,產(chǎn)品的剛度較鑄造凸輪軸提高1.7倍。日本豐田汽車(chē)公司也有相似的生產(chǎn)方式。上海通用汽車(chē)公司采用耐磨燒結(jié)鐵基合金材料凸輪與空心軸體通過(guò)機(jī)械擴(kuò)徑來(lái)實(shí)現(xiàn)聯(lián)接,用于轎車(chē)中空裝配式凸輪軸生產(chǎn)。德國(guó)蒂森克虜伯普里斯坦公司采用軸向滾花連接方式,以1200萬(wàn)根中空裝配式凸輪軸的年產(chǎn)量成為全球市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。在國(guó)內(nèi),吉林大學(xué)對(duì)滾花連接技術(shù)進(jìn)行了深入研究,并開(kāi)發(fā)了中空裝配式凸輪軸新型滾花連接技術(shù)與三軸CNC裝配機(jī)(專(zhuān)利技術(shù))。在汽車(chē)領(lǐng)域,中空裝配式凸輪軸新技術(shù)已在高性能的發(fā)動(dòng)機(jī)上得到應(yīng)用。美國(guó)福特汽車(chē)公司的GT)90汽油機(jī)(V型12缸)頂置式凸輪軸,通用汽車(chē)的LN2汽油機(jī)(直列4缸)頂置式凸輪軸和3100SFI汽油機(jī)(V型6缸)頂置凸輪軸,日本日野公司的J08C系列柴油機(jī)(直列4缸和6缸)頂置式凸輪軸,上海通用汽車(chē)公司的別克發(fā)動(dòng)機(jī)頂置式凸輪軸,均采用中空裝配式凸輪軸5。 國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)凸輪軸的材質(zhì)很多,有45鋼、球墨鑄鐵、合金鑄鐵。目前,常使用的鑄造方法是殼型鑄造,其中包括鐵型覆砂6-7和殼型填鐵丸兩種鑄造工藝,其他還有如消失模鑄造等。殼型鑄造是20世紀(jì)40年代由德國(guó)約翰尼斯克朗寧(Johanes2Corning)發(fā)明的,亦稱(chēng)為克朗寧法8-10,殼型鑄造生產(chǎn)的鑄件具有表面粗糙度低,尺寸精度高等優(yōu)點(diǎn),能夠滿(mǎn)足冷鐵多,形狀復(fù)雜的零件的鑄造,適用于凸輪軸、曲軸等軸類(lèi)零件的生產(chǎn),在世界上屬先進(jìn)工藝,具有很廣闊的應(yīng)用前景。 清華大學(xué)李雙壽等人研究了球鐵凸輪軸的激光表面處理11,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)該技術(shù)處理之后,球鐵凸輪軸的表層由外而內(nèi)分別是熔凝層、淬硬層和基體,并且其硬度均大于58HRC,搭接處的硬度也沒(méi)有降低。AstashkevichBM等人研究了激光表面處理在所有的鑄鐵、中碳鋼以及工具鋼中的應(yīng)用,指出材料的淬透性和硬度等都受到激光處理的一些可變參數(shù)的限制,比如能量大小、光束直徑、光束形狀、掃描速度以及聚焦條件等的限制12-13。在國(guó)外,ChernyshevAN等人14,通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)灰鑄鐵和具有球狀石墨的高強(qiáng)鑄鐵不適合于使用重熔工藝來(lái)進(jìn)行表面強(qiáng)化,其原因有3點(diǎn):1)產(chǎn)量大幅度降低;2)熔池內(nèi)的碳沒(méi)有完全分解,耐磨性降低;3)鎢電極消耗太大。他們指出用蠕墨鑄鐵來(lái)代替灰鑄鐵和具有球狀石墨的高強(qiáng)鑄鐵效果更好,還指出參數(shù)的變化會(huì)影響激冷層中片狀滲碳體的分布。2005年英國(guó)哥倫比亞大學(xué)AMitchell教授又將以前只是應(yīng)用于精煉的電渣冶煉重熔法和真空電弧重熔法成功應(yīng)用于工業(yè)純鐵生產(chǎn)的凝固控制階段15.參考文獻(xiàn):1邢銘.凸輪軸的發(fā)展趨勢(shì)J.汽車(chē)與配件,2013(15):36-37.2郝軍清.新材料新工藝在凸輪軸生產(chǎn)中的應(yīng)用J.內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力裝,2006,6.3楊慎華.裝配式凸輪軸制造技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)J.內(nèi)燃機(jī)工程,2004,25(2).4喬健.中空裝配式凸輪軸連接技術(shù)及應(yīng)用J.車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī),2007,31(1):4.5黃列群,潘東杰.鐵型覆砂鑄造及其發(fā)展J.現(xiàn)代鑄鐵,2006(3):12-18.6李曉東.數(shù)值模擬在鐵型覆砂鑄造中的應(yīng)用J.汽車(chē)工藝與工料,2002(8):69-71.7Le Serve FL.ShellMouldingMaint ains Status as Leading Precision Sandcasting TechniqueJ.Foundry Trade Journal,1981(11):707-715.8李平,蔡啟舟,魏伯康.殼型鑄造技術(shù)在高品質(zhì)凸輪軸上的應(yīng)用研究J.鑄造工程,2003(4):1-4.9李平,魏伯康,段漢橋,等.殼型鑄造技術(shù)在高品質(zhì)凸輪軸上的應(yīng)用研究J.鑄造工程,2003(4):1-4.10李雙壽,陸勁昆,邊慶月,等.球墨鑄鐵凸輪軸的激光表面熔凝處理J.金屬熱處理,2005,30(2):4-8.11 Astashkevich BM , Zinovev GS , Voronin IN . Restoring dieselengine camshafts by laser treatmentJ . Metal Scienceand Heat Treatment , 1996,38(11-12):512-514.12Senthil Selvan J , Subramanian K , Nath AK . Effect of laser surfacehar deningonEn18 (AISI5135) steelJ . Journa lofM at erials . Processing Technology , 1999,91:29-36.13劉佑平.提高內(nèi)燃機(jī)凸輪軸耐磨性的工藝方法.14Chernyshev AN , Kaplina IN , Serapin MI . Surface hardening with remelting of functional surfaces of cast iron camshafts J. MetalScience and Heat treatment,1996,38(9210):440-442.15Mitchell A. Solidification i nremeltingprocesses J. Materials Science and Engineering A,2005,413-414,10-18. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段(途徑): 排氣凸輪軸零件設(shè)計(jì)的任務(wù)是讓我們綜合運(yùn)用我們所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、數(shù)控編程、CAD技術(shù)、機(jī)械制圖、機(jī)械制造原理、機(jī)械加工、機(jī)械制造工藝等知識(shí),來(lái)完成凸輪軸零件的三維造型設(shè)計(jì)、凸輪軸零件工藝規(guī)程文件編制、相關(guān)數(shù)控程序編制和相關(guān)夾具的設(shè)計(jì)。通過(guò)這一環(huán)境的訓(xùn)練,使我不但更加深入了解畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本理論、基本知識(shí)、而且學(xué)會(huì)使用這些理論、基本知識(shí)去了解解決工程中的問(wèn)題。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的就是要對(duì)機(jī)械零件的加工設(shè)計(jì)制造過(guò)程有所了解,也是為了鞏固所學(xué)的關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)加工的理論知識(shí),培養(yǎng)分析和解決問(wèn)題的能力,提高自己的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。凸輪軸凸輪軸的零件分析 在選擇各表面、孔及槽的加工方法時(shí),要考慮加工表面的精度和表面粗糙度要求,根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求,選擇加工方法及分幾次加工;要根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型選擇設(shè)備,在大批量生產(chǎn)中可采用高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工,在小批量生產(chǎn)時(shí),采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法;而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工;要考慮被加工材料的性質(zhì),例如:淬火鋼必須采用磨削或電加工;而有色金屬由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪,一般都采用精細(xì)車(chē)削,高速精銑等;要考慮工廠或車(chē)間的實(shí)際情況,同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備,推廣新技術(shù),提高工藝水平;此外,還要考慮一些其它因素,如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求,工件形狀和重量等。凸輪軸的技術(shù)要求1) 支承軸頸的尺寸精度及各支承軸頸間的同軸度。2)止推面對(duì)于支承軸線(xiàn)的垂直度。3)凸輪軸基面的尺寸精度和相對(duì)于支承軸頸的軸線(xiàn)的同軸度。4)凸輪的位置精度。5)凸輪的形狀精度。凸輪軸的重要加工工藝1.中心孔的加工加工中心孔的刀具一般都采用標(biāo)準(zhǔn)中心鉆(特殊中心孔區(qū)別對(duì)待),工藝安排上分2次進(jìn)行:熱處理之前和熱處理之后。此道工序的關(guān)鍵是控制好60b的定位錐面的公差(?15c?20c),且需用專(zhuān)用工具(模擬后續(xù)機(jī)床的定位頂針)進(jìn)行全數(shù)檢查,以控制凸輪軸的軸向開(kāi)檔精度(要求?0.2?0.5mm),防止凸輪銑時(shí)出現(xiàn)未銑出的毛邊。2.熱處理 感應(yīng)淬火時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的工件材質(zhì)。在滿(mǎn)足硬度要求的前提下找出淬火的邊界條件,控制輸出的最大最小電壓、電流范圍,同時(shí)控制淬入液的濃度、流量和溫度,并定期對(duì)淬火液的冷卻速率進(jìn)行分析,以此作為更換淬火液的依據(jù)。3.凸輪磨削 隨著磨削余量的減少和磨削速度的提高(由傳統(tǒng)的3560m/s發(fā)展到125200m/s)使用高速磨削將是必然的趨勢(shì)。對(duì)樹(shù)脂結(jié)合劑的剛玉、碳化硅、立方氮化硼磨料的砂輪,其使用速度可達(dá)125m/s;陶瓷結(jié)合劑砂輪磨削速率可達(dá)200m/s。對(duì)于選用CBN的砂輪進(jìn)行磨削,要求注意選配合適的砂輪寬度、濃度、硬度和切削液。正確選擇切削液種類(lèi)和冷卻工藝參數(shù),對(duì)砂輪在磨削過(guò)程中的機(jī)械磨損、化學(xué)侵蝕和熱損傷的程度將產(chǎn)生非常大的影響。尤其是在凸輪軸上同時(shí)具有凹面凸輪(也被稱(chēng)作負(fù)曲率半徑(NROC)凸輪)的情況下,設(shè)備供應(yīng)商一般都建議采用雙磨頭全數(shù)控磨床。關(guān)于凸輪的磨削工藝設(shè)計(jì),一般用戶(hù)依托設(shè)備供應(yīng)商解決。供應(yīng)商根據(jù)用戶(hù)提供凸輪的0b360b的離散點(diǎn),通過(guò)選用恰當(dāng)?shù)臄?shù)控系統(tǒng),主要解決:1)將離散點(diǎn)變成連續(xù)的封閉曲線(xiàn)。2)將生成曲線(xiàn)轉(zhuǎn)為磨削曲線(xiàn)。由于凸輪磨削時(shí)磨削點(diǎn)與生成點(diǎn)不在一個(gè)點(diǎn),必須進(jìn)行數(shù)學(xué)模換,而且這種變換還與凸輪的測(cè)量方式有關(guān)。3)建立C軸調(diào)速曲線(xiàn)。在凸輪磨削中,為保證凸輪加速度恒定,必須根據(jù)C軸角度來(lái)調(diào)整C軸轉(zhuǎn)速的調(diào)速曲線(xiàn)。其中在凸輪磨削NC程序生成之前,關(guān)鍵是首先要編制凸輪生成曲線(xiàn)(通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的平滑處理,將離散點(diǎn)形成封閉曲線(xiàn))和速度曲線(xiàn)的計(jì)算程序,即將給定的凸輪生成表轉(zhuǎn)換為磨削用的磨削曲線(xiàn)(C坐標(biāo)值、x軸坐標(biāo)值)。其次,需要選擇合適的磨削參數(shù),主要有:1)工件參數(shù):凸輪位置參數(shù)、凸輪角度參數(shù)、凸輪基圓半徑參數(shù)、凸輪測(cè)量方法;2)砂輪參數(shù):砂輪直徑、砂輪寬度;3)修整砂輪參數(shù):砂輪修磨時(shí)進(jìn)給位置、速度、修磨量、修磨次數(shù)等;4)磨削參數(shù):砂輪進(jìn)給位置、速度、粗磨量、半精磨量、精磨量C軸轉(zhuǎn)速、凸輪補(bǔ)償量等,這些參數(shù)中有些是固定的,有些是根據(jù)磨削效果進(jìn)進(jìn)行調(diào)整的。在理解凸輪磨削工藝設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ),熟練運(yùn)用磨削NC程序,對(duì)于解決加工中出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題和砂輪的國(guó)產(chǎn)化方面將十分有益。整體式凸輪軸工藝流程 毛坯毛坯檢查銑斷面,鉆中心孔,車(chē)軸頸粗磨軸頸鉆油孔道,擴(kuò)鉸球座孔,擴(kuò)螺紋底孔,攻絲,倒角,鉆軸頸油孔粗磨凸輪清洗凸輪表面淬火校直精磨油頸精磨凸輪磁粉探傷精車(chē)止推面磷化拋光油頸止推面清洗檢測(cè)軸頸和跳動(dòng)壓裝鋼球及定位銷(xiāo)。夾具的設(shè)計(jì)1. 穩(wěn)定保證工件的加工技術(shù)要求。夾具設(shè)計(jì)首先應(yīng)保證工件的位置要求,其次要保證工件的尺寸要求精度、粗糙度及其他技術(shù)指標(biāo)的要求。2. 提高機(jī)械加工的生產(chǎn)率,降低工件的成本。轉(zhuǎn)用夾具設(shè)計(jì)時(shí),既要提高勞動(dòng)的生產(chǎn)率,又要降低成本。夾具的復(fù)雜程度和工件的經(jīng)濟(jì)效益,必須與生產(chǎn)規(guī)模相適宜,才能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此,應(yīng)根據(jù)工件的生產(chǎn)批量的大小,選擇夾具的結(jié)構(gòu),防止的盲目的采用高效率陷阱的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)裝置,造成夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜而加大制造成本。同時(shí),竟可能采用標(biāo)準(zhǔn)零部件,已經(jīng)第夾具的制造成本。3. 專(zhuān)用夾具應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)公益性,以便兩件的制造和夾具的裝配。4. 操作安全,方便。工作進(jìn)度計(jì)劃:2 月 29日3月21日 查閱相關(guān)資料、撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。3 月22 日 5月3日 把自己所查閱的資料進(jìn)一步進(jìn)行整理分析,學(xué)習(xí)需要掌握 的軟硬件知識(shí)。 5 月4 日 5 月24日 完成本課題的主要設(shè)計(jì),繪制圖紙。5 月25 日 6月2 日 翻譯外文資料,撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。6 月3 日 6 月5日 遞交畢業(yè)設(shè)計(jì),準(zhǔn)備答辯。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告指導(dǎo)教師意見(jiàn):光宇吉同學(xué)本次所做設(shè)計(jì)的題目是“排氣凸輪軸的工藝規(guī)程及工裝設(shè)計(jì)”,該同學(xué)在查閱了相關(guān)的和畢業(yè)設(shè)計(jì)工作有關(guān)的資料、書(shū)籍后,撰寫(xiě)完成了開(kāi)題報(bào)告。開(kāi)題報(bào)告語(yǔ)言通順,格式規(guī)范。“文獻(xiàn)綜述”部分對(duì)研究此課題的意義,國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了較為詳細(xì)的敘述,并對(duì)相關(guān)技術(shù)和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了查新,有一定的深度。“本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段(途徑)”部分中,提出問(wèn)題明確,方法基本可行,應(yīng)盡快理清思路,找準(zhǔn)研究手段和途徑,圓滿(mǎn)完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)工作 2016年3月21日所在系審查意見(jiàn): 同意開(kāi)題 系主任: 2016年 3月 22日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)1畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的任務(wù)和要求:本課題要完成的任務(wù)本課題要求對(duì)零件進(jìn)行深入的分析與研究,熟悉零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),應(yīng)用AutoCAD軟件繪制零件圖,對(duì)零件進(jìn)行加工工藝分析,確定合理的加工方法和加工工藝,制定零件加工工藝規(guī)程,并設(shè)計(jì)非通用工序的工裝,實(shí)現(xiàn)兩道工序?qū)S脢A具的設(shè)計(jì)。解決在設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的具體問(wèn)題。本課題的要求對(duì)本課題進(jìn)行深入的分析與研究,熟悉所用軟件的的工作原理與工作過(guò)程。熟練掌握所使用設(shè)計(jì)方法的一般步驟,在此基礎(chǔ)上對(duì)工藝知識(shí)和工裝設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)行深入的探討,設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足課題要求工藝規(guī)程和工裝。2畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的具體工作內(nèi)容(包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等):1)排氣凸輪軸的原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作過(guò)程;2)根據(jù)給定的零件,完成零件的工藝分析;3)做出所給零件的三維視圖,利用軟件具有的功能將三維圖紙轉(zhuǎn)換成二維的圖紙,且要求尺寸標(biāo)注、視圖符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4)完成工藝規(guī)程及工裝設(shè)計(jì),并撰寫(xiě)出詳細(xì)的工藝說(shuō)明報(bào)告。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)3對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題成果的要求包括畢業(yè)設(shè)計(jì)、圖紙、實(shí)物樣品等:1)開(kāi)題報(bào)告一份;2)標(biāo)準(zhǔn)圖紙幅面不少于A0兩張(至少有一張裝配圖);3)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份,光盤(pán)一張;4)外文翻譯資料一篇。4畢業(yè)設(shè)計(jì)課題工作進(jìn)度計(jì)劃:起 迄 日 期工 作 內(nèi) 容2 月 29日3月21日3 月22 日 5月3日5 月4 日 5 月24日5 月25 日 6月2 日6 月3 日 6 月5日查閱相關(guān)資料、撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。 把自己所查閱的資料進(jìn)一步進(jìn)行整理分析,學(xué)習(xí)需要掌握的軟硬件知識(shí)。 完成本課題的主要設(shè)計(jì),繪制圖紙。 翻譯外文資料,撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。 遞交畢業(yè)設(shè)計(jì),準(zhǔn)備答辯。學(xué)生所在系審查意見(jiàn): 系主任: 2016年 2月 29日Automotive engine camshaftBrief introductionThe camshaft is a part of the piston engine. Its role is to control the opening and closingoperation of the valve. Although the camshaft rotational speed in a four-stroke engine is a half ofthe crankshaft (the same as the camshaft rotational speed in a two-stroke engine with thecrankshaft), but usually it is still very high speed, but also need to withstand the large torque, sothe design right demanding camshaft in terms of strength and support material is generally aspecial cast iron, occasionally using forgings. Valve motion law related to engine power andoperation characteristics, the design in the design process of the engine camshaft occupies a veryimportant position.StructureThe main body of the camshaft is the same as the one with the cylinder length of thecylindrical rod. The above sets have several cam for driving the valve. One end of the camshaftcamshaft bearing support and the other end is connected to the drive wheels.Cam side was egg-shaped. The design aims to ensure the the cylinder sufficient air intake andexhaust, specifically, within the shortest possible time to complete the valve opening and closingmovements. In addition, taking into account the durability of the engine and the smoothness ofoperation, the valve can not be generated due to the deceleration process of opening and closingmovements too much too large the impact of serious wear and tear of the valve, otherwise it willcause an increase in noise or other serious consequences. Therefore, the cam and the power of theengine torque output as well as the operation of the ride there is a direct relationship.Generally inline engine, a cam corresponding to a valve V-type engine or horizontal opposedtype engine, every two valves share a cam. The rotary engine the valveless with gas enginebecause of its special structure, does not need to camPositionIn the long period of time, the bottom-mounted camshaft in an internal combustion engine ismost common. Typically such engines, the valve is located in the top of the engine camshaftmachine, i.e., so-called the OHV (Over Head Valve, OHV) engines. Usually camshaft located onthe side of the crankcase, through the gas distribution agencies (such as tappet, push rod, rocker,etc.) valve control. Bottom-mounted camshaft general also called side-mounted camshaft. Fardistance valve, and each cylinder is usually only two valves in such an engine camshaft, so thespeed is usually slower, ride comfort is poor, the output power is also relatively low. However, theengine output torque and low-speed performance of this structure is relatively good, relativelysimple structure and easy maintenance.Now most of the production cars engine is equipped with overhead camshaft. The overheadcamshafts structure closer to the camshaft valve, to reduce the kinetic energy of the waste causedby the bottom-mounted camshaft due to the larger distance between the camshaft and the valveshuttle. Overhead camshaft of the engine valve opening and closing action is relatively rapid, andhence higher speed, and the smooth running is also better. The engine of the the overheadcamshafts structure appeared earlier the SOHC (Single Over Head Cam, overhead single camshaft)engine. This engine is only installed at the top of a camshaft, and therefore generally only two tothree valves of each cylinder (the intake air a to two exhaust), the high-speed performance hasbeen limited. Technology updates DOHC (Double Over Head Cam, double overhead camshaft)engine, this engine with a two camshafts per cylinder can be installed four to five valves (intaketwo to three, Pai gas two), high-speed performance significantly improved, but at the same timethe low-speed performance will be affected to some degree, the structure will be complicated anddifficult to repair.ClassificationAccording to the the camshaft number of how many, can be divided into single overheadcamshaft (SOHC) and double overhead camshaft (DOHC), two kinds. The single overheadcamshaft camshaft is only one camshaft, double overhead camshaft is two, this is toostraightforward explanation.The single overhead camshaft with a camshaft in the cylinder head, direct drive into theexhaust valve, it has a simple structure, suitable for high-speed engine. Generally used in the pastside camshaft, the camshaft in the cylinder side, is driven directly by a timing gear. The valvelifter to the rotation of the camshaft is converted into reciprocating motion of the valve must beused to transfer power. Thus, more parts of the reciprocating motion, the inertial mass, is notconducive to high-speed movement of the engine. Moreover, the slender tappet has a certaindegree of flexibility, prone to vibration, accelerated component wear, even the valve control islost.DOHC cylinder head equipped with two camshafts, one is used to drive the intake valve, theother for driving the exhaust valve. Double overhead camshaft camshaft and valve spring designless demanding, especially for the hemispherical combustion chamber of the valve V-shapedconfiguration, but also facilitate and used in conjunction with four-valve gas distribution agencies.FaultCamshaft common faults including abnormal wear and tear, abnormal wear of the symptomsoften first appear before the occurrence of abnormal sound as well as fracture, abnormal soundand fracture.(1) Camshaft almost at the end of the engine lubrication system, lubrication situation is notoptimistic. If the oil pump is too long and so insufficient oil pressure or the lubricants Roadblockage caused by lubricating oil can not reach the camshaft bearing cap fastening boltstightening torque caused by excessive oil can not enter the the camshaft gap will causing abnormalwear of the camshaft.(2) the abnormal wear of the camshaft causes the gap increases between the camshaft bearing,the camshaft movement occurs when the axial displacement, resulting in abnormal noise.Abnormal wear will lead to increased gap between the drive cam with hydraulic tappets, camcombined with hydraulic tappets will collide, resulting in abnormal noise.(3) camshaft sometimes fracture and other serious fault, common causes of hydraulic tappetcracked or severely worn, serious poor lubrication the camshaft poor quality and camshaft timinggear rupture.(4) In some cases, the failure of the camshaft is man-made causes, in particular themaintenance of the engine camshaft not correct disassembly. Such as demolition of the camshaftbearing caps with a hammer strength knocking or prying with a screwdriver, or install the bearingcap installed the wrong position does not match the result in the bearing cap and bearing, orbearing cover the fastening bolt tightening torque is too large. Install bearing cap should payattention to the direction of the arrow and the position number marked on the surface of thebearing cap, and in strict accordance with the provisions of torque using the torque wrench tightenthe bearing cap fastening bolts.RefitIn order to enhance the power of the engine, some converted stores a modified camshaftengine face lift high angle camshaft (Hi-camshaft CAM) is a common form of modified method.This modification operation is not complicated, but because of the lack of understanding of somemodification cam on the camshaft angle and works so that the modified effect is not obvious evenlead to the deterioration of the performance of the engine.High angle camshaft relative to ordinary camshaft cam angle of about 240, high anglecamshaft cam angle can often reach over 280. The large angle of the camshaft can extend thevalve open time, increase the valve lift, the intake valve and the exhaust valve open as early andlate off, so that more air into the cylinder, in order to improve the engine, the power of the highspeed output. Should choose for civilian vehicles, modified cam camshaft angle 278, will be asignificant increase in working an angle greater than 278camshaft valve overlap angle, so thatthe power of the engine high speed improve a lot, but engine cylinder seal is not good at low speedand cause the idling serious jitter or even turn off, so that the vehicle can not adapt to everyday use,and can only be used for competition purposes.Production technologyThe camshaft is one of the key parts of the engine, the hardness of the camshaft peach apicaland white layer depth is to determine the key technical indicators camshaft life and engineefficiency. , Should be considered to ensure that the cam has a sufficiently high hardness and afairly deep white layer premise journal does not appear high carbide, so that it has a better cuttingperformance.Currently, the main method of domestic and foreign production camshaft: steel forging blankby cutting the cam peach tip martensitic layer formed some of the high-frequency quenchingprocess. The end of the 1970s, Germany and France have developed a new camshaft argon arcremelting process; hardened cast iron camshaft otherwise dominated by the United States; chilledcast iron camshaft mainly to Japan and France; well cam parts of the Cr-Mn-Mo alloy coatingscasting surface alloying production.
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