一種凸輪加工工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于凸輪加工技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種凸輪加工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),且有結(jié)構(gòu)簡單、易于設(shè)計(jì)、壽命長、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn),是工程中實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化的主要驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)構(gòu),廣泛用于船舶、汽車等的發(fā)動(dòng)機(jī),紡織、印刷機(jī)械和一些輕工機(jī)械中。凸輪輪廓決定著凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng),凸輪是凸輪機(jī)構(gòu)最重要的零部件之一。目前,對(duì)于凸輪的研究主要是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)凸輪輪廓。凸輪的加工方法決定著凸輪的性能、精度等,研究凸輪的加工方法有著舉足輕重的作用。
[0003]凸輪塑性加工方法有粉末冶金成形、精密鍛造技術(shù)、粉末燒結(jié)(鍛造)以及楔橫車L。但存在精度低、周期長以及不均勻變形等引起的一系列問題。凸輪機(jī)械加工以數(shù)控加工為主,數(shù)控加工也是目前使用最為廣泛的加工方法。數(shù)控加工周期長,金屬損耗率高,加工范圍有限。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明目的在于提供一種凸輪加工工藝,以克服現(xiàn)有凸輪加工工藝所存在的缺陷;本發(fā)明工藝相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),具有高的材料利用率和生產(chǎn)速度。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0006]—種凸輪加工工藝,包括以下步驟:
[0007](1)乳輥的乳槽設(shè)計(jì);
[0008](2)選用圓形坯料作為原始坯料;
[0009](3)將坯料置于加熱爐中加熱至初乳溫度;
[0010](4)將加熱后的坯料置于縱乳機(jī)中進(jìn)行乳制,總的乳制道次數(shù)多1 ;
[0011](5)乳制之后的坯料冷卻至常溫。
[0012]進(jìn)一步的,總的乳制道次數(shù)多2 ;乳制過程中,每道次不改變?nèi)椴坌螤?,只改變?nèi)檩佪伩p;多道次乳制至坯料填滿乳槽完成縱乳。
[0013]進(jìn)一步的,每道次較前一道次降低輥縫尺寸,最后一道次輥縫值達(dá)到最小值。
[0014]進(jìn)一步的,所述最小值為縱乳機(jī)能夠正常工作的最小輥縫值。
[0015]進(jìn)一步的,每道次乳制前均重復(fù)步驟(3)將配料加熱至初乳溫度900°C?1300°C,每道次的終乳溫度為800°C?1200°C ;步驟(3)中在初乳溫度保溫20?40min。
[0016]進(jìn)一步的,步驟(1)具體為:以凸輪輪廓熱尺寸為乳輥的乳槽尺寸;上下乳輥的乳槽分割線的選取能夠使坯料在縱乳過程中充滿乳槽。
[0017]進(jìn)一步的,步驟(1)中設(shè)計(jì)乳輥的乳槽時(shí),通過一條水平分割線將凸輪輪廓熱尺寸分割;以水平分割線向上平移0.5X后獲得的上乳輥乳槽分割線以上的凸輪輪廓熱尺寸為上乳輥乳槽尺寸;以水平分割線向下平移0.5X后獲得的下乳輥乳槽分割線以下的凸輪輪廓熱尺寸為下乳輥乳槽尺寸;其中X為縱乳機(jī)能夠正常工作的最小輥縫值。
[0018]進(jìn)一步的,以凸輪輪廓熱尺寸上間距最遠(yuǎn)的兩點(diǎn)的連線為分割線。
[0019]進(jìn)一步的,原始坯料的材質(zhì)優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)碳素鋼、低碳鋼或者軸承鋼。
[0020]進(jìn)一步的,所述原始坯料的一端設(shè)有便于乳制咬入的楔形部。
[0021]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有以下有益效果:
[0022]本發(fā)明采用單乳槽變輥縫的方法乳制凸輪,與凸輪機(jī)加工法相比,提高了材料的性能和材料的利用率;與凸輪塑性加工相比,提高了精度,縮短了周期,改善了組織不均勻性;單乳槽的設(shè)計(jì)與普通縱乳相比,簡化了設(shè)計(jì)和加工過程,降低了成本。
【附圖說明】
[0023]圖1為實(shí)例1凸輪尺寸圖;
[0024]圖2為實(shí)例1凸輪乳制之后紅光圖;
[0025]圖3(a)為實(shí)例1中乳件乳制之后的金相組織圖,圖3 (b)為坯料原始金相組織圖。
[0026]圖4為實(shí)例2凸輪乳制之后紅光圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明一種凸輪加工工藝,采用縱乳放置乳制制備凸輪,包括以下步驟:
[0028](1)乳輥的乳槽設(shè)計(jì):以凸輪輪廓熱尺寸為乳輥的乳槽尺寸;通過一條水平分割線將凸輪輪廓熱尺寸分割;上下乳輥的乳槽分割線的選取能夠使坯料在縱乳過程中充滿乳槽。本發(fā)明實(shí)施例中以凸輪輪廓熱尺寸上間距最遠(yuǎn)的兩點(diǎn)的連線為分割線,以水平分割線向上平移0.5X后獲得的上乳輥乳槽分割線以上的凸輪輪廓熱尺寸為上乳輥乳槽尺寸;以水平分割線向下平移0.5X后獲得的下乳輥乳槽分割線以下的凸輪輪廓熱尺寸為下乳輥乳槽尺寸;其中X為縱乳機(jī)能夠正常工作的最小輥縫值;本實(shí)施例中該乳機(jī)的X為5mm。
[0029](2)選用圓形坯料作為原始坯料;
[0030](3)將坯料置于加熱爐中加熱至900?1300°C,保溫20?40min。
[0031](4)采用縱乳方式進(jìn)行乳制,將加熱后的坯料置于乳機(jī)中進(jìn)行乳制,不改變?nèi)椴坌螤?,只改變?nèi)檩佪伩p確定不同的孔型進(jìn)行不同道次乳制;直到最后一道次坯料在縱乳過程中充滿乳槽。每道次乳制前均重復(fù)步驟(3)將配料加熱至乳制溫度900°C?1300°C,終乳溫度為800 °C?1200°C。
[0032](5)乳制之后的坯料冷卻至常溫。
[0033]本發(fā)明中,凸輪的材料為45、40Cr等牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)碳素鋼;或者15、20、20Cr等低碳鋼;或者GCrl5等軸承鋼。
[0034]縱乳機(jī)的機(jī)型可為二輥乳機(jī)、三輥乳機(jī)、四輥乳機(jī)等。乳制道次多1道次,每道次乳制工序的初始乳制溫度為900°C?1300°C,終乳溫度為800°C?1200°C。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例中所用的乳機(jī)為型號(hào)Φ160Χ200的兩輥乳機(jī)。
[0036]本發(fā)明實(shí)施例中顯微組織是采用OLYMPUS GX51光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察。
[0037]實(shí)施例1
[0038]根據(jù)如圖1所示的凸輪,一種凸輪加工工藝,包括以下步驟:
[0039](1)按照凸輪熱尺寸的分割線設(shè)計(jì)乳輥孔型;
[0040](2)選取直徑為70mm?80mm的40Cr鋼圓形還料作為原始還料。還料頭部加工一定的楔形,便于乳件在乳制過程中的咬入。
[0041](3)將坯料放入電阻式加熱爐中加熱到1100°C?1200°C,保溫20min?40min。
[0042](4)采用Φ 160X200的兩輥乳機(jī)對(duì)加熱后的圓形坯料進(jìn)行第一道次乳制,乳輥輥縫為22mm?15mm,開乳溫度為1000°C?1200°C,乳機(jī)轉(zhuǎn)速為30r/min ;確保乳制環(huán)境與第一道次相同的情況下,只改變?nèi)檩佪伩p,進(jìn)行第二道次乳制,乳輥輥縫值為10mm?5mm ;第二道次乳制后坯料在縱乳過程中充滿乳槽。
[0043](5)乳制之后將凸輪至于空氣中自然冷卻;將坯料輥縫處所形成的毛邊機(jī)加工去除,形成最終的凸輪。
[0044]圖2為實(shí)施例1中乳件乳制之后的紅光圖,圖3 (a)為實(shí)例1中乳件乳制之后的金相組織圖,圖3(b)為坯料原始金相組織圖。由圖可知,乳制之后乳件的組織分布更加規(guī)律,晶粒大小更加均勻。
[0045]實(shí)施例2
[0046]與實(shí)例1中凸輪尺寸,乳輥孔型相同的條件下,改變?nèi)橹频来未螖?shù)。
[0047]選取直徑為80mm?85mm的40Cr鋼圓形還料,還料頭部加工一定的楔形,便于乳件在乳制過程中的咬入。
[0048]將坯料放入電阻式加熱爐中加熱到1100°C?1200°C,保溫20min?40min。
[0049]采用Φ 160X200的兩輥乳機(jī)對(duì)加熱后的圓形坯料進(jìn)行第一道次乳制,乳輥輥縫為25mm?18mm,開乳溫度為1000°C?1200°C,乳機(jī)轉(zhuǎn)速為30r/min ;確保乳制環(huán)境與第一道次相同的情況下,只改變?nèi)檩佪伩p,進(jìn)行第二道次乳制,乳輥輥縫值為18mm?10mm ;確保乳制環(huán)境與前兩道次相同的情況下,只改變?nèi)檩佪伩p,進(jìn)行第三道次乳制,乳輥輥縫值為10mm?5mm。乳制之后將凸輪至于空氣中自然冷卻。
[0050]圖4為實(shí)施例2中乳件乳制之后的紅光圖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種凸輪加工工藝,其特征在于,包括以下步驟: (1)乳輥的乳槽設(shè)計(jì); (2)選用圓形坯料作為原始坯料; (3)將坯料置于加熱爐中加熱至初乳溫度; (4)將加熱后的坯料置于縱乳機(jī)中進(jìn)行乳制,總的乳制道次數(shù)多I; (5)乳制之后的坯料冷卻至常溫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凸輪加工工藝,其特征在于,總的乳制道次數(shù)多2;乳制過程中,每道次不改變?nèi)椴坌螤睿桓淖內(nèi)檩佪伩p;多道次乳制至坯料填滿乳槽完成縱乳。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種凸輪加工工藝,其特征在于,每道次較前一道次降低輥縫尺寸,最后一道次輥縫值達(dá)到最小值。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種凸輪加工工藝,其特征在于,所述最小值為縱乳機(jī)能夠正常工作的最小輥縫值。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凸輪加工工藝,其特征在于,每道次乳制前均重復(fù)步驟(3)將配料加熱至初乳溫度900°C?1300°C,每道次的終乳溫度為800°C?1200°C;步驟(3)中在初乳溫度保溫20?40min。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凸輪加工工藝,其特征在于,步驟(I)具體為:以凸輪輪廓熱尺寸為乳輥的乳槽尺寸;上下乳輥的乳槽分割線的選取能夠使坯料在縱乳過程中充滿乳槽。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凸輪加工工藝,其特征在于,步驟(I)中設(shè)計(jì)乳輥的乳槽時(shí),通過一條水平分割線將凸輪輪廓熱尺寸分割;以水平分割線向上平移0.5X后獲得的上乳輥乳槽分割線以上的凸輪輪廓熱尺寸為上乳輥乳槽尺寸;以水平分割線向下平移0.5X后獲得的下乳輥乳槽分割線以下的凸輪輪廓熱尺寸為下乳輥乳槽尺寸;其中X為縱乳機(jī)能夠正常工作的最小輥縫值。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種凸輪加工工藝,其特征在于,以凸輪輪廓熱尺寸上間距最遠(yuǎn)的兩點(diǎn)的連線為分割線。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凸輪加工工藝,其特征在于,原始坯料的材質(zhì)優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)碳素鋼、低碳鋼或者軸承鋼。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凸輪加工工藝,其特征在于,所述原始坯料的一端設(shè)有便于乳制咬入的楔形部。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種凸輪加工工藝,包括以下步驟:(1)軋輥的軋槽設(shè)計(jì);(2)選用圓形坯料作為原始坯料;(3)將坯料置于加熱爐中加熱至初軋溫度;(4)將加熱后的坯料置于縱軋機(jī)中進(jìn)行軋制,不改變軋槽形狀,只改變軋輥輥縫進(jìn)行多道次軋制至配料填滿軋槽完成縱軋;總的軋制道次數(shù)≥1;(5)軋制之后的坯料冷卻至常溫。本發(fā)明提高了材料的性能和材料的利用率;提高了精度,縮短了周期,改善了組織不均勻性;簡化了設(shè)計(jì)和加工過程,降低了成本。
【IPC分類】B21H1/00
【公開號(hào)】CN105328085
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510808473
【發(fā)明人】龐玉華, 米嬌嬌, 廖毅, 張楠, 岳鑫, 陳士慶, 史佳琪, 石雅賢
【申請(qǐng)人】西安建筑科技大學(xué)
【公開日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年11月19日