一种凸轮加工工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于凸轮加工技术领域，特别是一种凸轮加工工艺。
【背景技术】
[0002]凸轮机构可以实现各种复杂的运动，且有结构简单、易于设计、寿命长、运行稳定等特点，是工程中实现机械化和自动化的主要驱动和控制机构，广泛用于船舶、汽车等的发动机，纺织、印刷机械和一些轻工机械中。凸轮轮廓决定着凸轮机构的运动，凸轮是凸轮机构最重要的零部件之一。目前，对于凸轮的研究主要是计算机辅助设计凸轮轮廓。凸轮的加工方法决定着凸轮的性能、精度等，研究凸轮的加工方法有着举足轻重的作用。
[0003]凸轮塑性加工方法有粉末冶金成形、精密锻造技术、粉末烧结(锻造)以及楔横车L。但存在精度低、周期长以及不均匀变形等引起的一系列问题。凸轮机械加工以数控加工为主，数控加工也是目前使用最为广泛的加工方法。数控加工周期长，金属损耗率高，加工范围有限。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种凸轮加工工艺，以克服现有凸轮加工工艺所存在的缺陷；本发明工艺相对于现有技术，具有高的材料利用率和生产速度。
[0005]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0006]—种凸轮加工工艺，包括以下步骤:
[0007](1)乳辊的乳槽设计；
[0008](2)选用圆形坯料作为原始坯料；
[0009](3)将坯料置于加热炉中加热至初乳温度；
[0010](4)将加热后的坯料置于纵乳机中进行乳制，总的乳制道次数多1 ；
[0011](5)乳制之后的坯料冷却至常温。
[0012]进一步的，总的乳制道次数多2 ;乳制过程中，每道次不改变乳槽形状，只改变乳辊辊缝；多道次乳制至坯料填满乳槽完成纵乳。
[0013]进一步的，每道次较前一道次降低辊缝尺寸，最后一道次辊缝值达到最小值。
[0014]进一步的，所述最小值为纵乳机能够正常工作的最小辊缝值。
[0015]进一步的，每道次乳制前均重复步骤(3)将配料加热至初乳温度900°C?1300°C，每道次的终乳温度为800°C?1200°C ;步骤(3)中在初乳温度保温20?40min。
[0016]进一步的，步骤(1)具体为:以凸轮轮廓热尺寸为乳辊的乳槽尺寸；上下乳辊的乳槽分割线的选取能够使坯料在纵乳过程中充满乳槽。
[0017]进一步的，步骤(1)中设计乳辊的乳槽时，通过一条水平分割线将凸轮轮廓热尺寸分割；以水平分割线向上平移0.5X后获得的上乳辊乳槽分割线以上的凸轮轮廓热尺寸为上乳辊乳槽尺寸；以水平分割线向下平移0.5X后获得的下乳辊乳槽分割线以下的凸轮轮廓热尺寸为下乳辊乳槽尺寸；其中X为纵乳机能够正常工作的最小辊缝值。
[0018]进一步的，以凸轮轮廓热尺寸上间距最远的两点的连线为分割线。
[0019]进一步的，原始坯料的材质优质结构碳素钢、低碳钢或者轴承钢。
[0020]进一步的，所述原始坯料的一端设有便于乳制咬入的楔形部。
[0021]相对于现有技术，本发明具有以下有益效果:
[0022]本发明采用单乳槽变辊缝的方法乳制凸轮，与凸轮机加工法相比，提高了材料的性能和材料的利用率；与凸轮塑性加工相比，提高了精度，缩短了周期，改善了组织不均匀性；单乳槽的设计与普通纵乳相比，简化了设计和加工过程，降低了成本。
【附图说明】
[0023]图1为实例1凸轮尺寸图；
[0024]图2为实例1凸轮乳制之后红光图；
[0025]图3(a)为实例1中乳件乳制之后的金相组织图，图3 (b)为坯料原始金相组织图。
[0026]图4为实例2凸轮乳制之后红光图。
【具体实施方式】
[0027]本发明一种凸轮加工工艺，采用纵乳放置乳制制备凸轮，包括以下步骤:
[0028](1)乳辊的乳槽设计:以凸轮轮廓热尺寸为乳辊的乳槽尺寸；通过一条水平分割线将凸轮轮廓热尺寸分割；上下乳辊的乳槽分割线的选取能够使坯料在纵乳过程中充满乳槽。本发明实施例中以凸轮轮廓热尺寸上间距最远的两点的连线为分割线，以水平分割线向上平移0.5X后获得的上乳辊乳槽分割线以上的凸轮轮廓热尺寸为上乳辊乳槽尺寸；以水平分割线向下平移0.5X后获得的下乳辊乳槽分割线以下的凸轮轮廓热尺寸为下乳辊乳槽尺寸；其中X为纵乳机能够正常工作的最小辊缝值；本实施例中该乳机的X为5mm。
[0029](2)选用圆形坯料作为原始坯料；
[0030](3)将坯料置于加热炉中加热至900?1300°C，保温20?40min。
[0031](4)采用纵乳方式进行乳制，将加热后的坯料置于乳机中进行乳制，不改变乳槽形状，只改变乳辊辊缝确定不同的孔型进行不同道次乳制；直到最后一道次坯料在纵乳过程中充满乳槽。每道次乳制前均重复步骤(3)将配料加热至乳制温度900°C?1300°C，终乳温度为800 °C?1200°C。
[0032](5)乳制之后的坯料冷却至常温。
[0033]本发明中，凸轮的材料为45、40Cr等牌号的优质结构碳素钢；或者15、20、20Cr等低碳钢；或者GCrl5等轴承钢。
[0034]纵乳机的机型可为二辊乳机、三辊乳机、四辊乳机等。乳制道次多1道次，每道次乳制工序的初始乳制温度为900°C?1300°C，终乳温度为800°C?1200°C。
[0035]本发明实施例中所用的乳机为型号Φ160Χ200的两辊乳机。
[0036]本发明实施例中显微组织是采用OLYMPUS GX51光学显微镜进行观察。
[0037]实施例1
[0038]根据如图1所示的凸轮，一种凸轮加工工艺，包括以下步骤:
[0039](1)按照凸轮热尺寸的分割线设计乳辊孔型；
[0040](2)选取直径为70mm?80mm的40Cr钢圆形还料作为原始还料。还料头部加工一定的楔形，便于乳件在乳制过程中的咬入。
[0041](3)将坯料放入电阻式加热炉中加热到1100°C?1200°C，保温20min?40min。
[0042](4)采用Φ 160X200的两辊乳机对加热后的圆形坯料进行第一道次乳制，乳辊辊缝为22mm?15mm，开乳温度为1000°C?1200°C，乳机转速为30r/min ;确保乳制环境与第一道次相同的情况下，只改变乳辊辊缝，进行第二道次乳制，乳辊辊缝值为10mm?5mm ;第二道次乳制后坯料在纵乳过程中充满乳槽。
[0043](5)乳制之后将凸轮至于空气中自然冷却；将坯料辊缝处所形成的毛边机加工去除，形成最终的凸轮。
[0044]图2为实施例1中乳件乳制之后的红光图，图3 (a)为实例1中乳件乳制之后的金相组织图，图3(b)为坯料原始金相组织图。由图可知，乳制之后乳件的组织分布更加规律，晶粒大小更加均匀。
[0045]实施例2
[0046]与实例1中凸轮尺寸，乳辊孔型相同的条件下，改变乳制道次次数。
[0047]选取直径为80mm?85mm的40Cr钢圆形还料，还料头部加工一定的楔形，便于乳件在乳制过程中的咬入。
[0048]将坯料放入电阻式加热炉中加热到1100°C?1200°C，保温20min?40min。
[0049]采用Φ 160X200的两辊乳机对加热后的圆形坯料进行第一道次乳制，乳辊辊缝为25mm?18mm，开乳温度为1000°C?1200°C，乳机转速为30r/min ;确保乳制环境与第一道次相同的情况下，只改变乳辊辊缝，进行第二道次乳制，乳辊辊缝值为18mm?10mm ;确保乳制环境与前两道次相同的情况下，只改变乳辊辊缝，进行第三道次乳制，乳辊辊缝值为10mm?5mm。乳制之后将凸轮至于空气中自然冷却。
[0050]图4为实施例2中乳件乳制之后的红光图。
【主权项】
1.一种凸轮加工工艺，其特征在于，包括以下步骤: (1)乳辊的乳槽设计； (2)选用圆形坯料作为原始坯料； (3)将坯料置于加热炉中加热至初乳温度； (4)将加热后的坯料置于纵乳机中进行乳制，总的乳制道次数多I; (5)乳制之后的坯料冷却至常温。2.根据权利要求1所述的一种凸轮加工工艺，其特征在于，总的乳制道次数多2;乳制过程中，每道次不改变乳槽形状，只改变乳辊辊缝；多道次乳制至坯料填满乳槽完成纵乳。3.根据权利要求2所述的一种凸轮加工工艺，其特征在于，每道次较前一道次降低辊缝尺寸，最后一道次辊缝值达到最小值。4.根据权利要求3所述的一种凸轮加工工艺，其特征在于，所述最小值为纵乳机能够正常工作的最小辊缝值。5.根据权利要求1所述的一种凸轮加工工艺，其特征在于，每道次乳制前均重复步骤(3)将配料加热至初乳温度900°C?1300°C，每道次的终乳温度为800°C?1200°C;步骤(3)中在初乳温度保温20?40min。6.根据权利要求1所述的一种凸轮加工工艺，其特征在于，步骤(I)具体为:以凸轮轮廓热尺寸为乳辊的乳槽尺寸；上下乳辊的乳槽分割线的选取能够使坯料在纵乳过程中充满乳槽。7.根据权利要求1所述的一种凸轮加工工艺，其特征在于，步骤(I)中设计乳辊的乳槽时，通过一条水平分割线将凸轮轮廓热尺寸分割；以水平分割线向上平移0.5X后获得的上乳辊乳槽分割线以上的凸轮轮廓热尺寸为上乳辊乳槽尺寸；以水平分割线向下平移0.5X后获得的下乳辊乳槽分割线以下的凸轮轮廓热尺寸为下乳辊乳槽尺寸；其中X为纵乳机能够正常工作的最小辊缝值。8.根据权利要求6或7所述的一种凸轮加工工艺，其特征在于，以凸轮轮廓热尺寸上间距最远的两点的连线为分割线。9.根据权利要求1所述的一种凸轮加工工艺，其特征在于，原始坯料的材质优质结构碳素钢、低碳钢或者轴承钢。10.根据权利要求1所述的一种凸轮加工工艺，其特征在于，所述原始坯料的一端设有便于乳制咬入的楔形部。
【专利摘要】本发明公开一种凸轮加工工艺，包括以下步骤：(1)轧辊的轧槽设计；(2)选用圆形坯料作为原始坯料；(3)将坯料置于加热炉中加热至初轧温度；(4)将加热后的坯料置于纵轧机中进行轧制，不改变轧槽形状，只改变轧辊辊缝进行多道次轧制至配料填满轧槽完成纵轧；总的轧制道次数≥1；(5)轧制之后的坯料冷却至常温。本发明提高了材料的性能和材料的利用率；提高了精度，缩短了周期，改善了组织不均匀性；简化了设计和加工过程，降低了成本。
【IPC分类】B21H1/00
【公开号】CN105328085
【申请号】CN201510808473
【发明人】庞玉华, 米娇娇, 廖毅, 张楠, 岳鑫, 陈士庆, 史佳琪, 石雅贤
【申请人】西安建筑科技大学
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月19日