车铣技术凸轮轴加工工艺分析

聂洪轩

摘 要：相比于传统的零件加工工艺，车铣技术凸轮轴加工工艺具有明显的应用优势，非常受到机械加工企业的青睐。文章就此展开了讨论，先是分析了车铣技术凸轮轴加工工艺的定义、特点、优势，然后详细阐述了车铣技术凸轮轴加工工艺的设计。

关键词：车铣技术;凸轮轴;加工工艺;分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.022

凸轮轴是发动机的重要组成零件，对发动机的进排气性能影响比较大。若要提高发动机的使用性能，延长发动机的使命寿命，就要提高凸轮轴的使用性能。但凸轮轴结构复杂，如要提高其使用性能就应保证选择合适的加工工艺，提升凸轮轴的加工精度。车铣技术就是一种高效的加工容易，不仅能缩短加工时间，而且还能提高加工效率，保证凸轮轴的加工质量。所以，应加大车铣技术凸轮轴加工工艺的分析。

1 车铣技术凸轮轴加工工艺

车铣技术是车削加工、铣削加工的复合。但并不是两种工艺的相加，而是两者融合之后产生的一种新型切削技术。因为它去除了车刀、车架，增加了车削主轴。也就是将车削主轴与铣刀主轴结合在一起。其技术特点包括：第一，进行一次装卡工件，就可完成多道加工工序。这样能减少工件定位误差，进一步提高加工进度。第二，不再需要频繁添加原料、装夹，能有效提高加工效率。第三，可高速切削。第四，铣刀刀刃较多，可延长铣刀的使用寿命，减少刀具磨损，并保证切削效率。第五，可进行复杂工件的加工。

凸轮轴是一种细长型的零件，轮廓型面复杂，且刚性差。若加工不当，很有可能造成凸轮轴的烧伤、弯曲、变形等。这就给凸轮轴加工工艺提出了更高的要求。尤其是在汽车行业快速发展的背景下，凸轮轴的加工工艺要求越来越高。如今，有些厂家对凸轮轴的轮廓精度要求已经达到了±0.02毫米。而应用车铣技术正能满足一凸轮轴的加工需求，且具有明显的应用优势。第一，若采用CNC车铣复合加工技术，可一次装夹，完全加工，从而有效提高加工效率。第二，无需凸轮轴高速旋转也可加工。而凸轮轴的低速运转能消除因工件偏心而产生的振动。第三，可有效减少切削热，保证凸轮轴加工质量。总之，车铣技术凸轮轴加工工艺是一种非常有效的加工工艺，能有效保证凸轮轴的加工质量，从而达到凸轮轴的设计标准。

2 车铣技术凸轮轴加工工艺设计

结合实际生产，设计车铣技术凸轮轴加工工艺不仅可以充分发挥出车铣技术凸轮轴加工工艺的优势，而且还能进一步优化加工流程，提供加工效率，保证加工质量。对此，可从以下几个方面入手：

2.1 选择车铣加工定位基准

对于轴类零件来说，其设计基准就是轴线。在车铣技术凸轮轴加工工艺中，也应重视基准的定位，合理选择轴线。与传统凸轮轴加工工艺不同的是车铣技术凸轮轴加工工艺是一次装夹，完全加工，只需进行一次基准定位即可。

就车铣加工凸轮轴来说，其中心车床中除了X、Y、Z轴，还有B轴、C轴。其中B轴可控制Z-X轴，C轴是铣削轴。所以，在车铣加工车床中，应一次完成B轴的桩卡定位。这样就能进行后续的加工。而且车铣机床不存在较大的定位误差，相对来说，其加工进度也比较高。若是在车铣加工中心进行工件切削，就可以灵活控制车削、铣削加工的几何误差。

2.2 车铣技术凸轮轴加工工序

凸轮轴的加工精度要求比较高。传统加工工艺是无法通过一道工序完成加工的。但是应用车铣技术可以车代磨，一次装夹就能完成铣削、车削、钻孔、扩孔等工序的加工。同时，再结合参数、程序调整就能完成凸轮轴加工。

但从理论上，而将车铣技术凸轮轴加工分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段。粗加工的内容是进行车轴端面、主轴颈、凸轮等的粗加工。此时，机床应具有良好的刚性、振动性。在实际加工中，还可调整才切削参数、灵活选择刀具，进而提高加工效率、减少刀具磨损，最终保证凸轮轴的加工质量。半精加工的内容是凸轮表面、车主轴颈、支撑轴颈的半精加工。其中最关键的是支撑轴径的半精加工。在这一环节需要注意可尽量减少工序的加工余量，并提高单层切削厚度的质量。精加工的主要内容是铣削凸轮。为了提高铣削凸轮的精度，需科学调整加工参数。总之，不同加工阶段的加工内容不同，采取的加工方法也有所不同。

2.3 车铣技术凸轮轴加工工序安排

合理安排加工工序，不仅能提高加工效率，而且还能提高加工质量。但施工工序的安排需结合凸轮轴加工实际。

对此，可按照以下顺序安排加工工序。第一，进行锻坯。也就是对没有深加工过的毛坯产品进行锻造。第二，调质热处理，主要就是通过淬火、高温回火，进行工件处理，从而提升工件的机械性能。第三，粗加工，主要包括端面的车铣加工、中心孔钻取、车主轴颈粗加工、车槽粗加工。第四，再次进行中频淬火。也就是将工件放置在感應线圈内，并通电使感应线圈产生磁场，进而使工件产生感应电流。这时工件表面的温度就会明显升高，再在线圈下部喷水，就可改变工件的表明性质。第五，半精加工。主要就是进行凸轮粗铣、油孔钻削等。第六，中频淬火机床。主要就是进行机床的中频淬火。第七，精加工。主要包括加工机床的车铣、凸轮的精铣。第八，清洗。就是对凸轮轴零件进行清洗。第九，检测。对凸轮轴的结构、性能进行检测，确认其是否满足设计要求。

2.4 车铣技术凸轮轴加工工艺参数选择

首先，需选择合适的刀具。可依据凸轮轴的实际加工要求，选择刀具，以避免刀具与工件碰撞、刀具折断等问题的出现。结合凸轮轴加工工艺来看，其工艺重点包括凸轮轴主轴颈、凸轮。其中凸轮轴主轴颈的加工刀具可选择外圆车刀。而凸轮的加工刀具选择还需结合凸轮轮廓特点。其次，应合理选择导入切入点。尽量保证选择的切入点不会造成刀具损坏、扎刀等问题的发生。比如对于圆柱形毛坯的加工，可选择其升程最大点为切入点。另外，需要注意的是选择的切入点、切除点还应在某个阶段存在重合部分。最后，还应合理选择切削用量。即选择切削速度、进给量、切削深度等。具体可结合加工实际情况。

综上所述，在应用车铣技术凸轮轴加工工时，应先设计其加工工序，并合理安排其加工顺序，最后再结合实际合理选择工艺参数。只有这样提高工艺的应用效率，保证加工精度。

参考文献：

[1]胡传松.基于车铣技术凸轮轴加工工艺的研究[J].内燃机与配件，2018（14）：99-100.

[2]谷丰.基于车铣技术凸轮轴加工工艺的研究[D].东北大学，2011.