發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)件——凸輪軸因其結(jié)構(gòu)特殊性及高精度的要求抒痒，加工設(shè)備具有多樣化、精度高、高效及高柔性的特點(diǎn)排卷。本文通過(guò)實(shí)例，介紹了凸輪軸加工設(shè)備的選型方法勉溉。

凸輪軸屬于剛性較差的軸類零件径肖，要實(shí)現(xiàn)在較高生產(chǎn)率條件下達(dá)到較滿意的尺寸精度、幾何精度以及粗糙度等肯锻，加工設(shè)備的選型需要特別關(guān)注伍愕。按工藝流程和加工難易程度，凸輪軸的主要加工設(shè)備包括中心孔加工設(shè)備户犯、軸頸粗/精加工設(shè)備及凸輪加工設(shè)備蓉庆。

隨著裝備制造業(yè)的發(fā)展，滿足相同加工要求的有多種類型設(shè)備供企業(yè)選擇糜透，故企業(yè)要了解設(shè)備選型的三點(diǎn)基本原則：適用性撤宽、先進(jìn)性及經(jīng)濟(jì)性臭杰。

本文將以凸輪軸機(jī)工設(shè)備選型做一些探討。

中心孔加工設(shè)備

中心孔作為軸類零件的工藝基準(zhǔn)谚中，用于裝夾定位渴杆、檢驗(yàn)和裝配的整個(gè)工藝過(guò)程中，生產(chǎn)線的第一道工序基本上多為加工中心孔宪塔。

凸輪軸中心孔因不涉及質(zhì)量中心或幾何中心的選擇磁奖，中心孔的加工較為簡(jiǎn)單，保證軸的兩端所鉆出的中心孔具有正確位置蝌麸、在鉆中心孔前增加銑兩端面即可点寥，故現(xiàn)在大部分生產(chǎn)線第一工序?yàn)殂姸嗣婧图庸ぶ行目住?/p>

中心孔加工設(shè)備可選用端面銑打?qū)C(jī)或臥式加工中心（專機(jī)），如江蘇新瑞長(zhǎng)城（原江蘇多棱）端面銑專機(jī)来吩、沈陽(yáng)機(jī)床廠的臥式加工中心敢辩，以及德國(guó)HELLER、伯林格及LARU等的加工專機(jī)弟疆，這些設(shè)備在奇瑞公司均有應(yīng)用戚长。

加工專機(jī)的設(shè)備布局，多主軸多工位怠苔，高速轉(zhuǎn)臺(tái)同廉；加工專機(jī)主軸，高速主軸可根據(jù)產(chǎn)量/產(chǎn)品特點(diǎn)义黑，布置2～3個(gè)主軸防蚓，裝載銑刀/鉆頭等多類型刀具，可加工凸輪軸的軸向/徑向所有加工內(nèi)容慷递。

選用哪種類型的中心孔加工設(shè)備取決于生產(chǎn)線的精度儒剧、效率要求以及生產(chǎn)線的定位。其中：端面銑專機(jī)適用于簡(jiǎn)單的加工內(nèi)容和工藝路線要求祸芙，具有投資成本較低停唐、設(shè)備易維護(hù)的特點(diǎn)；臥式加工中心適用于加工內(nèi)容盡量集中的要求钱锉，具有較好的柔性时憾，設(shè)備通用性強(qiáng)的特點(diǎn)；加工專機(jī)適用于加工內(nèi)容高度集中化的要求诊捆，具有高效率鸽拱、高精度和全自動(dòng)化的特點(diǎn)。

軸頸粗/精加工設(shè)備

1. 軸頸粗加工設(shè)備

軸頸粗加工的設(shè)備種類較多纸措，包括普通臥/立式數(shù)控車床谓苟、內(nèi)/外圓銑床和以磨代車的粗磨磨床。

數(shù)控車床應(yīng)用的歷史最早线定，范圍最廣娜谊。選擇臥式車床還是立式車床，根據(jù)設(shè)備選用基本原則考慮如下：（1）適用性 臥式數(shù)控車床可用于各種軸類零件的軸頸粗加工斤讥，適用于發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)廠的大批量生產(chǎn)要求纱皆，目前臥式車床已向高復(fù)合式車削中心方向發(fā)展；立式數(shù)控車床主要用于加工直徑大芭商、長(zhǎng)度短的大型派草、重型工件和不易在臥式車床上裝夾的工件，因太重的工件在臥車不易裝夾铛楣，且由于本身自重近迁，對(duì)加工精度有影響，采用立車可以解決此問(wèn)題簸州。立式車床廣泛適用于重型機(jī)械制造廠的小批量生產(chǎn)鉴竭。

（2）先進(jìn)性 臥式車床技術(shù)成熟，工藝應(yīng)用最廣岸浑，隨著先進(jìn)伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用搏存，臥式車床不斷優(yōu)化主傳動(dòng)及進(jìn)給系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)刀盤伺服控制和快速移動(dòng)慷郎，同時(shí)有著與加工精度相匹配的監(jiān)控裝置啡产。

（3）經(jīng)濟(jì)性 國(guó)產(chǎn)臥式數(shù)控車床的制造技術(shù)已相當(dāng)成熟，寧夏小巨人促驶、長(zhǎng)城車床肢有、濟(jì)南機(jī)床廠和沈陽(yáng)機(jī)床廠的數(shù)控車床在各軸類加工廠廣泛應(yīng)用，較低投資即可滿足高效物遗、高精度的加工要求涣恤。德國(guó)進(jìn)口車床以設(shè)備穩(wěn)定，加工效率高等特點(diǎn)硼货，也具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)诉德。立式數(shù)控車床因適用于加工較重型工件，對(duì)工作臺(tái)面钢怪、定位精度均有著較高要求柱洽，實(shí)現(xiàn)相對(duì)較快的效率以及高精度的要求下，設(shè)備制造難度較大鲁修，故立車的制造商較少本谜，選擇空間較小，設(shè)備價(jià)格也較高（進(jìn)口立車費(fèi)用約為國(guó)產(chǎn)車床的15～17倍）偎窘。選擇數(shù)控車床時(shí)乌助，需結(jié)合前后序加工精度和基準(zhǔn)的選擇，來(lái)確定卡盤陌知、頂尖孔的形式和中心架的選用（立式車床可不必配備中心架）他托。

2.軸頸精加工設(shè)備

凸輪軸的軸頸精加工是在軸頸已完成粗加工的基礎(chǔ)上掖肋，對(duì)軸頸再進(jìn)行小余量的加工，以達(dá)到較高的表面粗糙度赏参、尺寸精度及圓柱度等要求志笼。這一工序業(yè)界多選用普通外圓磨床，以中心孔定位夾緊把篓，以一個(gè)或多個(gè)中心架作為輔助支承纫溃。磨削要保證效率和質(zhì)量，就要正確選取砂輪的類型韧掩，CBN砂輪以其高效（磨削速率可達(dá)200m/s）的特點(diǎn)在近代被廣泛地應(yīng)用于數(shù)控磨床上紊浩。雖然CBN砂輪價(jià)格較普通剛玉砂輪高出數(shù)倍，但耐用度高柒汉，比一般砂輪磨削相比绒催，效率提升了六七倍，同時(shí)加工工件的質(zhì)量也有顯著提升否抛。

20世紀(jì)70年代以來(lái)拦腌，由歐洲廠商研發(fā)出來(lái)的無(wú)心磨削技術(shù)，以其高精度言酪、高尺寸和幾何精度的特點(diǎn)岭限，進(jìn)入了發(fā)動(dòng)機(jī)制造領(lǐng)域。奇瑞公司也在2004年購(gòu)入了一臺(tái)由德國(guó)勇克公司（JUNKER）生產(chǎn)的無(wú)心磨床败饵，并使用至今酣器，單根凸輪軸加工節(jié)拍達(dá)36s。

無(wú)心磨床在加工精度熊过、加工節(jié)拍上均優(yōu)于普通外圓磨床吝重，但不適于多品種零件的加工，因柔性相對(duì)較差胖真，故設(shè)備選擇時(shí)要根據(jù)工件精度沦匿、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、產(chǎn)量的大小和柔性的要求進(jìn)行選擇振峻。

凸輪加工設(shè)備

國(guó)內(nèi)外各發(fā)動(dòng)機(jī)工廠均已使用CNC隨動(dòng)磨床來(lái)完成凸輪的加工臼疫，隨動(dòng)磨床已經(jīng)徹底取代了過(guò)去的偏心夾具方式磨削。隨動(dòng)磨床不僅可以實(shí)現(xiàn)粗扣孟、精磨所需的不同轉(zhuǎn)速烫堤，也可以在凸輪/曲軸擺動(dòng)不同曲線段進(jìn)行自動(dòng)變速，從而保證型面上每一個(gè)磨削點(diǎn)的磨削力凤价、磨削量一致鸽斟。大大增加了磨床的柔性、效率和精度，例如凸輪型面的誤差由原0.015mm（雙靠模）提高到了0.007mm富蓄。

CNC隨動(dòng)磨床應(yīng)用已十分廣泛剩燥，關(guān)于凸輪的磨削工藝設(shè)計(jì)，可依托設(shè)備供應(yīng)商解決立倍。磨床先進(jìn)的設(shè)備制造商眾多躏吊，如德國(guó)勇克公司、肖特帐萎、LANDIS公司、日本豐田工機(jī)公司（JTEKT）和日本NTC公司等臊癞。隨動(dòng)磨床的選擇辐逝，需與設(shè)備供應(yīng)商重點(diǎn)確認(rèn)，如何根據(jù)提供凸輪的0～360°離散點(diǎn)绣嫉，運(yùn)用三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和測(cè)量監(jiān)控系統(tǒng)黄惭，將離散點(diǎn)變成連續(xù)的封閉曲線，并將生成曲線轉(zhuǎn)為磨削曲線普计。圖5為磨床的輪廓測(cè)量/糾正系統(tǒng)祟俯。

凸輪軸上如具有凹面凸輪(也被稱作“負(fù)曲率半徑(NROC)凸輪”)的情況下，可選擇雙磨頭凸輪磨床（即帶B軸磨床）或兩臺(tái)裝載不同尺寸砂輪的單磨頭凸輪磨床迂唤。雙磨頭磨床可一次裝夾五妹，加工完成凸輪形面，精度和效率均較高革惊，且只增加一個(gè)磨頭的硬件和軟件控制的費(fèi)用（歐洲磨床的單個(gè)磨頭費(fèi)用約25～30萬(wàn)歐元）辞皇，經(jīng)濟(jì)性較好。

結(jié)語(yǔ)

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)日新月異的發(fā)展及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇骏卿，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品不僅要提高性能和質(zhì)量符焊，同時(shí)要在利潤(rùn)和成本上尋求最大化，只有這樣才能在當(dāng)今的市場(chǎng)上占據(jù)一席之地姻僧。這就對(duì)加工設(shè)備有了更高的要求：既要實(shí)現(xiàn)高精度规丽、高柔性和高效率，還要具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性撇贺，所以赌莺，設(shè)備合理選型對(duì)一個(gè)項(xiàng)目是否成功至關(guān)重要。

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