一种凸轮加工工艺制造技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种凸轮加工工艺
本专利技术属于凸轮加工
，特别是一种凸轮加工工艺。
技术介绍
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。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)以及楔横轧。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。
技术实现思路
本专利技术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；本专利技术工艺相对于现有技术，具有高的材料利用率和生产速度。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：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，总的轧制道次数≥1；(5)轧制之后的坯料冷却至常温。进一步的，总的轧制道次数≥2；轧制过程中，每道次不改变轧槽形状，只改变轧辊辊缝；多道次轧制至坯料填满轧槽完成纵轧。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。进一步的，所述最小值为纵轧机能够正常工作的最小辊缝值。进一步的，每道次轧制前均重复步骤(3)将配料加热至初轧温度900℃～1300℃，每道次的终轧温度为800℃～1200℃；步骤(3)中在初轧温度保温20～40min。进一步的，步骤(1)具体为：以凸轮轮廓热尺寸为轧辊的轧槽尺寸；上下轧辊的轧槽分割线的选取能够使坯料在纵轧过程中充满轧槽。进一步的，步骤(1)中设计轧辊的轧槽时，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后获得的上轧辊轧槽分割线以上的凸轮轮廓热尺寸为上轧辊轧槽尺寸；以水平分割线向下平移0.5X后获得的下轧辊轧槽分割线以下的凸轮轮廓热尺寸为下轧辊轧槽尺寸；其中X为纵轧机能够正常工作的最小辊缝值。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。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。进一步的，所述原始坯料的一端设有便于轧制咬入的楔形部。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术采用单轧槽变辊缝的方法轧制凸轮，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；单轧槽的设计与普通纵轧相比，简化了设计和加工过程，降低了成本。附图说明图1为实例1凸轮尺寸图；图2为实例1凸轮轧制之后红光图；图3(a)为实例1中轧件轧制之后的金相组织图，图3(b)为坯料原始金相组织图。图4为实例2凸轮轧制之后红光图。具体实施方式本专利技术一种凸轮加工工艺，采用纵轧放置轧制制备凸轮，包括以下步骤：(1)轧辊的轧槽设计：以凸轮轮廓热尺寸为轧辊的轧槽尺寸；通过一条水平分割线将凸轮轮廓热尺寸分割；上下轧辊的轧槽分割线的选取能够使坯料在纵轧过程中充满轧槽。本专利技术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后获得的上轧辊轧槽分割线以上的凸轮轮廓热尺寸为上轧辊轧槽尺寸；以水平分割线向下平移0.5X后获得的下轧辊轧槽分割线以下的凸轮轮廓热尺寸为下轧辊轧槽尺寸；其中X为纵轧机能够正常工作的最小辊缝值；本实施例中该轧机的X为5mm。(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900～1300℃，保温20～40min。(4)采用纵轧方式进行轧制，将加热后的坯料置于轧机中进行轧制，不改变轧槽形状，只改变轧辊辊缝确定不同的孔型进行不同道次轧制；直到最后一道次坯料在纵轧过程中充满轧槽。每道次轧制前均重复步骤(3)将配料加热至轧制温度900℃～1300℃，终轧温度为800℃～1200℃。(5)轧制之后的坯料冷却至常温。本专利技术中，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GCr15等轴承钢。纵轧机的机型可为二辊轧机、三辊轧机、四辊轧机等。轧制道次≥1道次，每道次轧制工序的初始轧制温度为900℃～1300℃，终轧温度为800℃～1200℃。本专利技术实施例中所用的轧机为型号Ф160Χ200的两辊轧机。本专利技术实施例中显微组织是采用OLYMPUSGX51光学显微镜进行观察。实施例1根据如图1所示的凸轮，一种凸轮加工工艺，包括以下步骤：(1)按照凸轮热尺寸的分割线设计轧辊孔型；(2)选取直径为70mm～80mm的40Cr钢圆形坯料作为原始坯料。坯料头部加工一定的楔形，便于轧件在轧制过程中的咬入。(3)将坯料放入电阻式加热炉中加热到1100℃～1200℃，保温20min～40min。(4)采用Ф160Χ200的两辊轧机对加热后的圆形坯料进行第一道次轧制，轧辊辊缝为22mm～15mm，开轧温度为1000℃～1200℃，轧机转速为30r/min；确保轧制环境与第一道次相同的情况下，只改变轧辊辊缝，进行第二道次轧制，轧辊辊缝值为10mm～5mm；第二道次轧制后坯料在纵轧过程中充满轧槽。(5)轧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。图2为实施例1中轧件轧制之后的红光图，图3(a)为实例1中轧件轧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，轧制之后轧件的组织分布更加规律，晶粒大小更加均匀。实施例2与实例1中凸轮尺寸，轧辊孔型相同的条件下，改变轧制道次次数。选取直径为80mm～85mm的40Cr钢圆形坯料，坯料头部加工一定的楔形，便于轧件在轧制过程中的咬入。将坯料放入电阻式加热炉中加热到1100℃～1200℃，保温20min～40min。采用Ф160Χ200的两辊轧机对加热后的圆形坯料进行第一道次轧制，轧辊辊缝为25mm～18mm，开轧温度为1000℃～1200℃，轧机转速为30r/min；确保轧制环境与第一道次相同的情况下，只改变轧辊辊缝，进行第二道次轧制，轧辊辊缝值为18mm～10mm；确保轧制环境与前两道次相同的情况下，只改变轧辊辊缝，进行第三道次轧制，轧辊辊缝值为10mm～5mm。轧制之后将凸轮至于空气中自然冷却。图4为实施例2中轧件轧制之后的红光图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凸轮加工工艺，其特征在于，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，总的轧制道次数≥1；(5)轧制之后的坯料冷却至常温。

【技术特征摘要】
1.一种凸轮加工工艺，其特征在于，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，总的轧制道次数≥1；(5)轧制之后的坯料冷却至常温；步骤(1)中设计轧辊的轧槽时，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后获得的上轧辊轧槽分割线以上的凸轮轮廓热尺寸为上轧辊轧槽尺寸；以水平分割线向下平移0.5X后获得的下轧辊轧槽分割线以下的凸轮轮廓热尺寸为下轧辊轧槽尺寸；其中X为纵轧机能够正常工作的最小辊缝值。2.根据权利要求1所述的一种凸轮加工工艺，其特征在于，总的轧制道次数≥2；轧制过程中，每道次不改变轧槽形状，只改变轧辊辊缝；多道次轧制至坯料填满轧槽完成纵轧。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...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞玉华，米娇娇，廖毅，张楠，岳鑫，陈士庆，史佳琪，石雅贤，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61