凸輪軸花鍵銑床夾具的優(yōu)化改進(jìn)
2019-11-5 來源：BPW（梅州）車軸有限公司 作者：廖子潤(rùn)
摘要：凸輪軸是鼓式車軸制動(dòng)系統(tǒng)中傳遞制動(dòng)力的主要部件之一，凸輪軸的長(zhǎng)短直接影響車軸的長(zhǎng)度選型，也影響車軸的安裝。介紹凸輪軸花鍵的現(xiàn)有加工方法，并對(duì)其進(jìn)行分析，根據(jù)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中遇到的問題對(duì)凸輪軸花鍵進(jìn)行改造及評(píng)價(jià)，旨在讓讀者了解凸輪軸花鍵的重要性。
關(guān)鍵詞：凸輪軸；花鍵；銑床；夾具；改進(jìn)
BPW（梅州）車軸有限公司（以下稱為該司）是一家專注于半掛車車軸生產(chǎn)的企業(yè)，產(chǎn)品涵括各種規(guī)格的鼓式車軸、盤式車軸等。其中，鼓式車軸是該司的核心產(chǎn)品，也是中國(guó)半掛車市場(chǎng)需求最多的一款產(chǎn)品。由于車軸產(chǎn)品需要，該司自行生產(chǎn)花鍵式的制動(dòng)凸輪軸。受該司現(xiàn)有的凸輪軸花鍵銑床導(dǎo)軌的限制，無法加工長(zhǎng)度在 600mm 以外的凸輪軸產(chǎn)品。如重新采購新設(shè)備，則投資成本較大。通過對(duì)花鍵銑床夾具的優(yōu)化改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)款凸輪軸產(chǎn)品的兼容加工，大大豐富了該司的產(chǎn)品系列，可更好地滿足市場(chǎng)需求。汽車制動(dòng)器的重要部件是制動(dòng)凸輪，制動(dòng)凸輪的對(duì)稱度、尺寸精度和表面粗糙度對(duì)于使用功能至關(guān)重要。傳統(tǒng)方法加工制動(dòng)凸輪主要在模銑床上進(jìn)行，其精度低，加工慢，而且需要長(zhǎng)時(shí)間的準(zhǔn)備工作。隨著社會(huì)需求的增加，各企業(yè)所生產(chǎn)的工藝品種也大大增加，尤其是大工業(yè)時(shí)代背景下對(duì)于大型儀器設(shè)備的需求日益增多。因此，研究生產(chǎn)大型儀器設(shè)備的機(jī)器是時(shí)代發(fā)展的必然。
1、凸輪軸花鍵的主要加工方法
目前，凸輪軸花鍵的主要加工方法有：一是采用滾切、銑削和磨削等切削加工的方法；二是采用冷打、冷軋等塑性變形的加工方法。與切削加工相比，塑性變形的加工方法效率高，但加工設(shè)備的采購成本極高。經(jīng)該司綜合評(píng)估，加工凸輪軸的花鍵主要采用滾切的方法，即用花鍵滾刀在花鍵軸銑床或滾齒機(jī)上按展成法加工。此種加工方法的工件裝夾簡(jiǎn)單、設(shè)備價(jià)格便宜、精度穩(wěn)定，是一種經(jīng)濟(jì)性好、適宜批量生產(chǎn)的加工方法。
2、凸輪軸花鍵銑床夾具的優(yōu)化改進(jìn)
該司在花鍵加工過程中，一直以來采用的是雙頂尖的形式對(duì)工件進(jìn)行固定（如圖 1 所示），由于受到銑床設(shè)備的導(dǎo)軌限制，只能加工長(zhǎng)度在 600mm 以內(nèi)的凸輪軸產(chǎn)品。
隨著國(guó)內(nèi)運(yùn)輸市場(chǎng)的快速發(fā)展，半掛車的車型設(shè)計(jì)變得多樣化，而且對(duì)鼓式車軸的長(zhǎng)度、安裝位置需求也不一致，這就導(dǎo)致對(duì)于凸輪軸的長(zhǎng)度需求不一。根據(jù)該司統(tǒng)計(jì)，對(duì)于鼓式車軸長(zhǎng)度大于 600mm 的凸輪軸需求量約占市場(chǎng)銷量的 20%。
圖1 工件固定圖
為了滿足這些產(chǎn)品的需求，就需要具備可以生產(chǎn)鼓式車軸長(zhǎng)度大于 600mm 的凸輪軸的機(jī)器，如果更換現(xiàn)有的設(shè)備及加工工藝，則生產(chǎn)成本過高，現(xiàn)實(shí)可行性低。于是我們選擇在現(xiàn)有的設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。
本人及團(tuán)隊(duì)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行長(zhǎng)期研究探討，提出了對(duì)原有的凸輪軸頭部夾具進(jìn)行優(yōu)化改造的設(shè)計(jì)方案，具體方案如下：在原有的設(shè)備基礎(chǔ)上增加軸套、三爪卡盤，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)款凸輪軸的花鍵加工。
圖2 花鍵加工圖
3、對(duì)凸輪軸花鍵銑床夾具優(yōu)化改造的評(píng)價(jià)
通過對(duì)花鍵銑床夾具的優(yōu)化改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)款凸輪軸產(chǎn)品的兼容加工，不僅大大豐富了該司的產(chǎn)品系列，還節(jié)約了購買新機(jī)器的成本，可以更好地滿足市場(chǎng)需求。
4、結(jié)語
經(jīng)優(yōu)化改造后的花鍵銑床夾具可以加工長(zhǎng)款凸輪軸產(chǎn)品，不僅擴(kuò)大了該司的設(shè)備使用范圍，為該司解決了設(shè)備不足問題，還因成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便等提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，為產(chǎn)品的快速升級(jí)及更新?lián)Q代奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
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