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发动机凸轮轴孔的设计与加工工艺安排

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本文从发动机正时传动问题出发，介绍柴油机和轿车用汽油机正时传动各自在设计、结构上的特点及把握工艺要点，加工方法优劣比较，可作为发动机建生产线选择设备、刀具的参考。对目前中国轿车用动力的发展方向及趋势作了浅释。
1.现状分析
20世纪中国发动机大都为工
作机提供动力，如为船舶、重型
汽车、工程机械和谷物加工机械
等提供动力，以中低速柴油机为
主。凸轮轴孔几乎都设计在缸体
上，因为在同一个零件上便于工
艺安排，而且凸轮轴孔和曲轴孔
同在一个缸体上，距离较近，用
齿轮传动，使设计结构紧凑，加
工精度也便于控制。通过曲轴齿
轮传动椭轮齿轮再传动凸轮轴齿
2018年第8期
www.mw1950
2018年第8期
冷加工
www.mw19505
T O P I C A L R E V I E W
专题综述
精度，也大大降低了发动机整体
的噪声。进、排气凸轮轴之间采
用了有消除传动间隙作用的可调
辅助齿轮和齿轮组合传动（降低
齿轮传动的噪声）。
本文以M R479Q发动机缸
盖双凸轮轴孔加工工艺安排为
例，对加工工艺方法作探讨。
M R479Q发动机缸盖上进、排
气凸轮轴孔为分别由凸轮轴盖
与缸盖所构成的五档不连续的
孔，孔径都是φ（23＋0.023）
m m，除了它们之间的中心距
（112±0.020）m m有严格要求
外，进、排气凸轮轴孔中心轴线
也要求相互平行，平行度控制在
0.030mm范围内。
2.缸盖上进、排气凸轮轴孔
目前的两种加工方法
（1）加工中心机床加工。
①采用粗铰刀分别对进气凸轮轴
孔和排气凸轮轴孔的第1档凸轮
轴孔（作为刀具工艺导向孔）做
粗铰加工，完成后，退出工件，
粗铰刀直接返回刀库。②进入下
一工步，采用粗、精铰复合刀完
成凸轮轴孔的精铰孔工序。刀具
呈前小后大的阶梯形，包括粗铰
刀、精铰刀和导向条等（见图
1）。首先粗铰刀进入第1档粗铰
凸轮轴孔（此时不切削）实现刀
具导向，随着刀具慢速工进，粗
铰刀粗铰第2档凸轮轴孔，同时精
铰刀，精铰第1档（已粗铰）的
凸轮轴孔尺寸至φ（23＋0.023）
m m。重复以上加工直到最后一
档凸轮轴孔完成精铰加工尺寸φ
（23＋0.023）mm。粗、精铰复
合刀具退出排气凸轮轴孔，重复
以上加工过程，完成进气凸轮
轴孔的精铰加工尺寸φ（23＋
0.023）mm。
从加工过程来分析，加工
中心机床加工凸轮轴孔，是单轴
加工，刀具从第1档凸轮轴孔前
端口开始，结束在凸轮轴孔末端
出口，刀具工进全程410m m以
上，而且是以工进速度进给。刀
具退出排气凸轮轴孔，再加工进
气凸轮轴孔，加工过程也是如此
复杂，本工序节拍比较长，效率
低，限制了整条缸盖生产线生产
节拍的提高。
（2）专用组合机床加工。
我们采用4轴卧式双工位组合粗
镗、精镗机床（见图2），先缸
盖手动推入粗镗工位，工件定位
并抬起，双轴粗镗杆快进定位，
镗刀在凸轮轴孔前端5mm处停下
（见图3）。缸盖落下，定位，
夹紧（见图4）。双轴粗镗杆慢
速工进，工进距离为35m m，完
成后，缸盖抬起，双轴粗镗杆在
主轴定位器的作用下实现刀具方
向定位，镗杆停止旋转，并快速
退出缸盖的导向套。缸盖由夹具
自动输送装置自动输送下一个精
镗工位，双轴精镗杆刀具快进，
定位，镗刀在凸轮轴孔前端5mm
处，停下。缸盖落下，定位，夹
紧。双轴精镗杆慢速工进，工进
距离也是35m m，完成后，双轴
单顶置凸轮轴精镗杆在主轴定位器的作用下，
刀具方向定位，镗杆停止旋转，
缸盖抬起，并快速退出缸盖的导
向套。完成双凸轮轴孔的精镗加
工。完工后，缸盖转入生产线下
一工序。
3.专用组合机床和加工中心
机床加工凸轮轴孔的特点比较
（1）专用组合机床加工，
多轴（4轴），双轴粗镗杆和双轴
精镗杆，同时实现双轴粗镗进、
排气凸轮轴孔，同时也完成进、
排气凸轮轴孔的精镗加工，开始
先粗镗进、排气凸轮轴孔。完成
后，夹具自动将工件转入精镗工
位，完成精镗凸轮轴孔的加工。
加工中心机床加工，单轴，
第1工步，先粗铰排气凸轮轴工艺
导向孔，再粗铰进气凸轮轴工艺
导向孔，完成后，返回机床刀具
库。第2工步，换刀，粗、精镗
镗铰复合刀，先粗、精铰排气凸
图　1
图　3
图　2
图　4

本文发布于:2024-09-21 11:12:24，感谢您对本站的认可！

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标签：加工   凸轮轴   刀具   镗杆
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