[发明专利]一种低耗材发动机凸轮轴的生产方法

说明书

(一)技术领域：本发明涉及机械加工工艺方法，尤其是一种低耗材发动机凸轮轴的生产方法。

(二)背景技术：发动机凸轮轴是由多个轴颈和凸轮组成的结构复杂的细长轴类零件，对强度和刚度有较高的要求，现有的凸轮轴加工方法通常是：下料后加热锻造成型凸轮轴毛坯，再经两次仿形粗车(一次大切削量粗车，一次小切削量粗车)、精车、高频表面淬火、精磨、成品。由于凸轮轴上的轴颈和凸轮的径向尺寸与凸轮轴基准轴径尺寸差异十分悬殊，且轴颈和凸轮在凸轮轴上的分布较为密集，模锻成型毛坯加工十分困难；因此较先进的方案是采用契横轧滚锻工艺制造凸轮毛坯，即将金属棒料加热后利用契横轧的方式将凸轮部分和轴径部分均滚锻成与基准轴径同轴的圆柱形。但常规契横轧滚锻凸轮轴毛坯制造工艺的缺点是：只能将加热的圆棒料滚轧成如图1所示的与轴颈及凸轮数量相同的同轴圆柱，无法滚轧出凸轮的形状。凸轮型线是利用后续的金属切削加工方法将一个个的圆柱体切削成凸轮，这样不仅浪费了大量的优质钢材，还会增加凸轮加工过程的能量消耗，且生产效率低。

(三)发明内容：本发明的目的就是要解决现有凸轮轴加工方法存在金属切削加工量大，优质钢材的损耗量大，生产效率低的问题，提供一种低耗材发动机凸轮轴的生产方法。

本发明的具体方案是：包括以下工艺流程：下料→棒料加热→常规契横轧滚锻→仿形粗车→仿形精车→高频表面淬火→精磨→成品，其特征是：在常规契横轧滚锻之后，增加一道仿形契横轧滚锻工序，再进行后续加工。

本发明首次提出了将仿形契横轧滚锻技术应用到发动机凸轮轴这一耗材量大的工件加工中，同时省掉了原工艺中大切削量粗车工序，相对现有加工方法可降低优质钢材损耗量80％以上，且提高了生产效率，大大降低了凸轮轴的制造成本，具有显著的经济效益和社会效益。(以湖北威风汽车零部件公司为例，该公司年生产发动机凸轮轴100万只，每只可节约优质钢材约0.8Kg，年节约优质钢材约800t，按每吨5500元计算，每年可节约材料费440万元；每只凸轮可节约金属切削加工费约0.6元，年节约加工费约60万元。此工艺的改进，每年可节约材料与加工费共约500万元。)

(四)附图说明：

图1是采用常规契横轧滚锻成型的凸轮轴毛坯立体图；

图2是采用仿形契横轧滚锻成型后的凸轮轴毛坯立体图。

(五)具体实施方式：

加工发动机凸轮轴包括以下工艺步骤：

1.下料，选择合适的圆钢截取所需的长度；

2.加热，将棒料加热到1150℃；

3.采用常规契横轧滚锻工艺方法将棒料滚锻成如图1所示的凸轮轴毛坯形状；其中凸轮轴部份为与基准轴径同轴的圆柱体；

4.采用仿形契横轧滚锻工艺方法将毛坯滚锻成如图2所示的凸轮轴毛坯形状，其中凸轮部份已基本成型；

5.仿形粗车；

6.仿形精车；

7.高频表面淬火；

8.精磨；

9.成品包装。