CN106736321A - 一种20Cr凸轮加工工艺 - Google Patents
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Abstract
凸轮传动是机械传动中的重要部件，特别是在一些夹具制造中，通常采用凸轮夹紧的方式来进行工件的装卸和夹紧。凸轮结构在传递过程中，一般依靠凸轮的型面来传递动力，所以在制造过程中，对凸轮型面的要求较高，不仅仅是尺寸要求，同时对表面粗糙度也有很高的要求，在现有加工中，一般采用磨削作为最后一道工序，但由于凸轮的型面特殊，特别是在磨削凸轮的升程段时，容易出现裂纹，在现有加工中，出现裂纹的几率为8%。一种20Cr凸轮加工工艺，包括以下步骤：毛坯成形；粗车；铣凸轮轮廓；渗碳；半精车；淬火；精车；粗磨凸轮；回火；精磨凸轮；钳工。
Description
技术领域
本发明涉及到机械加工技术领域，具体涉及一种20Cr凸轮加工工艺。
背景技术
凸轮传动是机械传动中的重要部件，特别是在一些夹具制造中，通常采用凸轮夹紧的方式来进行工件的装卸和夹紧。凸轮结构在传递过程中，一般依靠凸轮的型面来传递动力，所以在制造过程中，对凸轮型面的要求较高，不仅仅是尺寸要求，同时对表面粗糙度也有很高的要求，在现有加工中，一般采用磨削作为最后一道工序，但由于凸轮的型面特殊，特别是在磨削凸轮的升程段时，容易出现裂纹，在现有加工中，出现裂纹的机率为8%。
发明内容
为了解决现有凸轮加工过程中容易出现裂纹的问题，本发明提供一种20Cr钢制凸轮加工工艺。
本发明是通过如下技术方案来实现的：一种20Cr钢制凸轮加工工艺，包括以下步骤：
S1：毛坯成形，通过锻造或铸造形成具有凸轮轮廓的毛坯；
S2：粗车，在车床上粗加工凸轮的两个端面和内孔；
S3：铣凸轮轮廓，在铣床或加工中心上加工凸轮的轮廓；
S4：渗碳，对凸轮轮廓表面进行渗碳处理；
S5：半精车，在车床上半精加工凸轮的两个端面和内孔；
S6：淬火，将步骤S5处理后的凸轮进行淬火处理；
S7：精车，在车床上精加工凸轮的两个端面和内孔；
S8：粗磨凸轮，在磨床上粗磨凸轮的型面；
S9：回火，将步骤S8处理后的凸轮进行回火处理；
S10：精磨凸轮，将步骤S9处理后的凸轮进行精磨处理；
S11：钳工，将步骤S10处理后的凸轮进行去毛刺。
进一步的，所述回火处理为低温回火处理，所述回火温度为180℃～200℃，保温3小时～4小时。
进一步的，所述精磨凸轮时磨削参数为砂轮磨料为立方氮化硼，线速度60m／s～80m／s，径向进给量0．003mm／r～0．007mm／r，冷却液为Aquatex3380。
本发明产生的有益效果是：通过粗车得到凸轮的粗基准；以粗车后得到基准定位进行铣凸轮轮廓，得到凸轮的型面；将铣凸轮轮廓后得到的凸轮进行渗碳，提高凸轮表面的C含量；对渗碳后的凸轮进行半精车，去除部分表面的渗碳层，只保留凸轮型面的渗碳层；接着对凸轮进行淬火，提高渗碳层表面的硬度，同时也能保证凸轮的内孔具有较高的韧性；精车，是对淬火后的凸轮进行修正，确定精加工的基准；粗磨凸轮，对凸轮型面进行磨削加工，为了防止磨削过程中因为磨削量过大，导致凸轮型面与砂轮接触的瞬间温度过高，形成第二次淬火，产生磨削裂纹，所以在粗磨凸轮后对凸轮进行回火处理，通过回火让凸轮内部的组织更均匀，然后进行精磨凸轮型面；精磨后进行钳工去毛刺，完成整个凸轮的加工。根据上述工艺，解决了现有凸轮加工过程中容易出现裂纹的问题。
附图说明
图1为本发明一种20Cr钢制凸轮加工工艺的凸轮轴零件示意图。
图2为本发明一种20Cr钢制凸轮加工工艺流程示意图。
具体实施方式
下面将根据附图结合具体实施例详细地描述：
一种20Cr钢制凸轮加工工艺，包括以下步骤：
S1：毛坯成形，通过锻造或铸造形成具有凸轮轮廓的毛坯；
S2：粗车，在车床上粗加工凸轮的两个端面和内孔；
S3：铣凸轮轮廓，在铣床或加工中心上加工凸轮的轮廓；
S4：渗碳，对凸轮轮廓表面进行渗碳处理；
S5：半精车，在车床上半精加工凸轮的两个端面和内孔；
S6：淬火，将步骤S5处理后的凸轮进行淬火处理；
S7：精车，在车床上精加工凸轮的两个端面和内孔；
S8：粗磨凸轮，在磨床上粗磨凸轮的型面；
S9：回火，将步骤S8处理后的凸轮进行回火处理；
S10：精磨凸轮，将步骤S9处理后的凸轮进行精磨处理；
S11：钳工，将步骤S10处理后的凸轮进行去毛刺。
本发明在实际运用中，凸轮的材料为20Cr，凸轮基圆半径为R50mm，凸轮偏距为23mm，顶圆半径为R68mm，中心孔直径φ38mm。通过粗车得到凸轮的粗基准；在本实施例中，采用普通的车床（C6130）进行加工，以粗车后以凸轮的两个端面和中心孔为基准定位进行铣凸轮轮廓，在本实施例中，采用车铣加工中心进行铣削，得到凸轮的型面；将铣削后的凸轮轮廓后得到的凸轮进行渗碳，提高凸轮表面的C含量，在本实施例中，渗碳厚度0.5mm；对渗碳后的凸轮进行半精车，去除部分表面的渗碳层，只保留凸轮型面的渗碳层；半精车后接着对凸轮进行淬火，提高渗碳层表面的硬度，同时也能保证凸轮的内孔具有较高的韧性；在淬火过后进行精车，是对淬火后的凸轮进行修正，确定精加工的基准，同样精车凸轮端面和内孔到图纸尺寸；粗磨凸轮，对凸轮型面进行磨削加工，为了防止磨削过程中因为磨削量过大，导致凸轮型面与砂轮接触的瞬间温度过高，形成第二次淬火，产生磨削裂纹，所以在粗磨凸轮后对凸轮进行回火处理，通过回火让凸轮内部的组织更均匀，然后进行精磨凸轮型面；精磨后进行钳工去毛刺，完成整个凸轮的加工。根据上述工艺进行加工凸轮轴近360根，发生裂纹的不超过5根，出现裂纹的机率为1.38%，同时产生裂纹均在长度8mm、深度2mm以内。解决了现有凸轮加工过程中容易出现裂纹的问题，有效地保证了产品质量和产品合格率。
进一步的，为了保证回火后凸轮内部的应力均匀，所述回火处理为低温回火处理，所述回火温度为180℃～200℃，保温3小时～4小时，在本实施例中，回火温度为190℃，保温时间3.5小时，回火后检测凸轮型面的组织为回火细针马氏体+残留奥氏体+粒状和少量小条块状碳化物，具有较好的塑性和韧性。
进一步的，为了减少磨削产生的应力，所述精磨凸轮时磨削参数为砂轮磨料为立方氮化硼，线速度60m／s～80m／s，径向进给量0．003mm／r～0．007mm／r，冷却液为Aquatex3380，在本实施例中，砂轮的线速度70m／s，径向进给量0．005mm／r。
应理解实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作任何各种改动和修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限制。
Claims (3)
1.一种20Cr凸轮加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：毛坯成形，通过锻造或铸造形成具有凸轮轮廓的毛坯；
S2：粗车，在车床上粗加工凸轮的两个端面和内孔；
S3：铣凸轮轮廓，在铣床或加工中心上加工凸轮的轮廓；
S4：渗碳，对凸轮轮廓表面进行渗碳处理；
S5：半精车，在车床上半精加工凸轮的两个端面和内孔；
S6：淬火，将步骤S5处理后的凸轮进行淬火处理；
S7：精车，在车床上精加工凸轮的两个端面和内孔；
S8：粗磨凸轮，在磨床上粗磨凸轮的型面；
S9：回火，将步骤S8处理后的凸轮进行回火处理；
S10：精磨凸轮，将步骤S9处理后的凸轮进行精磨处理；
S11：钳工，将步骤S10处理后的凸轮进行去毛刺。
2.根据权利要求1所述的一种20Cr凸轮加工工艺，其特征在于：所述回火处理为低温回火处理，所述回火温度为180℃～200℃，保温3小时～4小时。
3.根据权利要求1所述的一种20Cr凸轮加工工艺，其特征在于：所述精磨凸轮时磨削参数为砂轮磨料为立方氮化硼，线速度60m／s～80m／s，径向进给量0．003mm／r～0．007mm／r，冷却液为Aquatex3380。
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