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          陶瓷結合劑CBN砂輪在凸輪軸中的加工應用

          發布時間: 2020-06-29 發布者: 富耐克應用研究中心

          凸輪軸是汽車發動機的關鍵零件,加工效率和質量很大程度上影響著部件的成本和使用壽命,凸輪軸是一種非圓磨削工件,加工余量大且難磨,對磨削精度及效率要求都很高,加工難度比較大,凸輪的加工技術是行業里的關注的重點。

          傳統技術中凸輪軸中磨削中的技術難點有如下幾個方面:(1)凸輪輪廓精度低,且難以提高。(2)凸輪軸屬于細長軸類零件,剛性較差,易變形彎曲,這種工藝變化也會影響磨削表面質量。(3)凸輪表面易產生燒傷、裂紋等缺陷,很難提高生產效率。(4)凸輪軸的磨削難度較大,在磨削過程中,凸輪面受力不同,磨削振動,零件表面出現波紋,影響凸輪軸加工的整體質量。

          CBN磨料的質量將決定著凸輪軸磨削質量的好壞,凸輪軸需要高強度的磨削,CBN磨料磨削鋒利性強,熱穩定性好和耐用性好,其硬度和強度均能滿足凸輪軸的磨削強度要求。金剛石硬度最高,在加工工件表面留下痕跡,其不適應與高速鋼、凸輪軸等精密磨削加工中。

          由于陶瓷結合劑CBN磨具具有磨削效率高、形狀保持性好、耐用度高、易于修整,磨料利用率高,砂輪使用壽命長等優勢,因而成為高效,高精度磨削的首選磨具,目前用于凸輪軸加工的CBN砂輪均采用陶瓷結合劑。

          工業化國家的多數汽車制造廠均已采用CBN砂輪磨削凸輪軸,采用CBN專用數控凸輪軸磨床、高速及高性能陶瓷CBN砂輪,磨床需要穩定性好、剛性條件好,此時可以降低CBN砂輪對凸輪軸磨削的振動波紋、在全數控磨床上,波紋的長度可以控制在0.7mm以下,波紋的深度控制在0.5μm以下,陶瓷結合劑CBN砂輪的工作速度可以達到120-160m/s,砂輪修正間隔達到普通砂輪的100倍,砂輪壽命達到普通砂輪壽命的50倍以上,極大地提高了加工效率、加工精度、加工壽命,可以使綜合生產成本顯著降低。

          在CBN的磨削過程中會產生大量的磨削熱,當凸輪軸的散熱效果差時,將會出現工件過燒或變形,因此在CBN加工凸輪軸的過程中輔助增加冷卻裝置,使用冷卻液將磨削損傷降至最低,提高加工表面的質量要求。

          凸輪軸的加工應用中應用CBN磨削技術,可以通過精密的磨削加工,來滿足復雜凸輪軸的磨削要求,將磨削精度和粗糙度控制在0.05mm范圍內,凸輪軸的整體磨削水平明顯較高。

          因此在加工凸輪軸時,選擇高硬的CBN磨料解決凸輪軸難磨削的問題,極大地提高了加工效率、加工精度、加工壽命,可以使綜合生產成本顯著降低。同時選用剛性和抗振性好的磨床,有效降低磨削產生的波紋,在加工的過程中,并且輔助以冷卻液,減少凸輪軸的熱擴散造成的熱變形和損傷,實現對凸輪軸的高速、高精磨削。

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