一种球墨铸铁凸轮轴加工工艺的制作方法

本发明涉及凸轮轴加工，尤其是涉及一种球墨铸铁凸轮轴加工工艺。

背景技术：

1、凸轮轴是发动机配气机构的一部分，专门负责驱动气门按时开启和关闭，作用是保证发动机在工作中定时为汽缸吸入新鲜的可燃混合气，并及时将燃烧后的废气排出汽缸。凸轮轴的主体是一根与气缸组长度近似相同的圆柱形棒体，上面套有若干个凸轮，用于驱动气门。球墨铸铁具有高强度和刚度的特点，能够承受较高的压力和抵抗外部负荷，并且具有优良的耐腐蚀性能，不易生锈和腐蚀，因此凸轮轴常采用球墨铸铁进行制造。

2、球墨铸铁凸轮轴一般是采用铸造的方式进行生产，铸造的凸轮轴坯件的尺寸不均匀，并且表面容易存在缺陷，并且表面比较粗糙，因此需要对铸造的凸轮轴坯件进行机加工，以获得质量好、尺寸精度高、表面光滑的凸轮轴。但是现有的球墨铸铁凸轮轴的机加工，在对凸轮轴两端孔和槽进行加工时，需要在多台机器上进行，增加了凸轮轴的加工工序；不仅因凸轮轴的周转造成加工周期延长，降低了加工效率；而且不同设备上装卡的精度不同，凸轮轴多次装卡会增大装卡的误差，增大凸轮轴上孔、槽位置度和角度加工误差，影响凸轮轴的加工精度、同轴度。另外，在凸轮轴的精加工过程中，凸轮轴的轴颈外圆和其他外圆也分别在不同的设备上进行，不仅降低了生产效率，而且影响凸轮轴的同轴度，降低了凸轮轴的合格率。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种球墨铸铁凸轮轴加工工艺，简化球墨铸铁凸轮轴的加工工序，提高凸轮轴的生产效率和加工精度，提高产品合格率。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种球墨铸铁凸轮轴加工工艺，包括以下步骤：

3、s1、将定位工装安装在加工中心的四轴翻转盘上，将凸轮轴铸坯安装在定位工装上，铣端面、铣定位槽、并对凸轮轴钻中心孔、钻扩孔、攻丝、钻vvt孔；凸轮轴的一端加工完成后，旋转定位工装，对凸轮轴的另一端进行铣端面、钻中心孔、铣定位槽、钻扩孔、攻丝；

4、s2、采用数控车床粗车凸轮轴外圆和长度；

5、s3、采用磨床对凸轮轴上的凸轮进行粗磨；

6、s4、对凸轮轴进行感应淬火和回火；

7、s5、采用数控车床精车凸轮轴的外圆和长度；

8、s6、采用加工中心在凸轮轴上钻油孔，并在凸轮轴上铣出平面；

9、s7、采用无心磨床对凸轮轴的轴颈及外圆进行精磨；

10、s8、在凸轮磨床上对凸轮轴的凸轮进行精磨；

11、s9、通过去毛刺装置去除凸轮上的毛刺，对凸轮外圆进行抛光；

12、s10、在凸轮轴上装配定位销和信号轮；

13、s11、对凸轮轴进行探伤检测；

14、s12、对凸轮轴进行清洗，包装。

15、优选的，所述s1中，定位工装包括底板，底板设置在四轴翻转盘上，底板上平行的设置有若干个定位凸轮轴的定位机构；定位机构包括支撑座和轴向定位结构，支撑座和轴向定位结构均设置在底板上，支撑座和轴向定位结构分别位于凸轮轴的两端，支撑座上设置有支撑凸轮轴的v型槽，底板的中部设置有安装板，安装板上设置有轴向顶紧结构和防错块，防错块顶端设置有防错槽，防错槽与凸轮轴上的凸轮相适配，防错块与轴向定位结构之间设置有角向定位结构；定位机构之间设置有压紧凸轮轴的压紧结构，压紧结构位于支撑座和轴向定位结构的上方；压紧结构包括转角油缸，转角油缸的活塞杆上设置有压板。

16、优选的，所述轴向定位结构包括定位座，定位座设置在底板上，定位座的顶端设置有放置凸轮轴的定位槽，定位座的一侧设置有卡设凸轮轴上定位板的定位片，定位片上设置有使凸轮轴穿过的开槽。

17、优选的，所述轴向顶紧结构包括第一安装座，第一安装座设置在安装板上，第一安装座的顶部设置有使凸轮轴穿过的避让槽，第一安装座顶部一侧设置有顶紧板，顶紧板上设置有使凸轮轴穿过的槽，顶紧板上设置有导柱，第一安装座上设置有使导柱穿过的导孔，导柱与导孔滑动连接，第一安装座与顶紧板之间设置有第一弹簧，顶紧板在第一弹簧作用下顶紧在凸轮端面上。

18、优选的，所述角向定位结构包括第二安装座，第二安装座设置在底板上，第二安装座的一侧对称的设置有两个夹板，夹板夹持在凸轮轴的六角块上，夹板的下方设置有滑板，第二安装座的一侧设置有滑槽，滑板位于滑槽内并与滑槽滑动连接；第二安装座的上部设置有贯穿第二安装座的滑孔，滑板上设置的滑杆位于滑孔内并与滑孔滑动连接，第二安装座上设置有与滑孔连通的安装槽，安装槽内设置有第二弹簧，第二弹簧的一端与滑杆连接；第二安装座上设置有带动夹板移动的移动结构。

19、优选的，所述移动结构包括带动两个夹板相互靠近或远离的旋转块，旋转块位于两个夹板之间，旋转块设置在转轴的一端，滑孔的中部设置有使转轴穿过的轴孔，转轴与轴孔转动连接，滑杆位于转轴的两侧，转轴的另一端设置有带动转轴转动的摇把。

20、优选的，所述轴向顶紧结构包括顶紧座，顶紧座设置在安装板上，顶紧座的一侧设置有第一夹板，第一夹板的中部与顶紧座转动连接，顶紧座的下部设置有顶紧油缸，顶紧油缸的活塞杆与第一夹板的底端铰接，顶紧座的顶部设置有第二夹板，第一夹板、第二夹板夹持在凸轮上；轴向顶紧结构与支撑座之间设置有支撑凸轮轴的支撑块。

21、优选的，所述s7中，无心磨床包括机座，机座的顶部一端设置有滑动架，机座上设置有带动滑动架在机座上滑动的动力元件，活动架上转动设置有砂轮，活动架上设置有带动砂轮转动的第一电机，机座的顶部另一端设置有固定架，固定架上转动设置有导轮，固定架上设置有带动导轮转动的第二电机，固定架与滑动架之间设置有支撑凸轮轴的托板，托板设置在机座上，托板的顶端为从滑动架向固定架方向逐渐向下倾斜的斜面；导轮及砂轮上均设置有避让凸轮的避让环。

22、优选的，所述s9中，去毛刺装置包括底座，底座上设置有活动座和固定座，活动座及固定座上均设置有顶紧凸轮轴的顶尖，底座上设置有带动活动座在底座上滑动的滑动元件，活动座上设置有带动顶尖转动的转动电机；底座的一侧沿着底座的长度方向设置有第一导轨，第一导轨上滑动设置有第一滑座和第二滑座，第一滑座上滑动设置有第一滑架，第一滑架的滑动方向与凸轮轴轴向垂直，第一滑架上转动设置有钢丝刷；第二滑座上滑动设置有第二滑架，第二滑架的滑动方向与凸轮轴轴向垂直，第二滑架上设置有抛光结构。

23、优选的，所述抛光结构包括抛光块，抛光块呈v型的设置在安装轴的上下两侧，安装轴固定设置在第二滑架上，抛光块与安装轴之间通过销轴铰接，安装轴上设置有使抛光块与凸轮轴表面接触的扭簧或液压缸。

24、本发明所述的一种球墨铸铁凸轮轴加工工艺的优点和积极效果是：

25、1、本发明对凸轮轴两端的孔、槽进行同时加工，有效的保证了凸轮轴两端孔、槽的位置度和角度。

26、2、采用定位工装对凸轮轴进行定位，提高了凸轮轴定位的稳定性，有利于提高凸轮轴两端孔、槽的加工精度。

27、3、在无心磨床上精磨凸轮轴的轴颈和外圆，一次装夹就可以完成凸轮轴的精磨，提高了精磨的效率，保证了各外圆的同轴度，提高了凸轮轴加工的合格率。并且，无心磨床以凸轮轴的外圆为基准进行精磨，加工精度更高。

28、4、在对凸轮轴进行去毛刺处理时进行抛光处理，减少了凸轮轴的加工工序，有利于提高凸轮轴的加工效率。

29、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。