加工凸轮轴两端法兰孔的快速定位法

姚进 郑伟 陈国辉

摘要：此方法表现在将原有的百分表或角度尺手工找正，改为旋转胎具上的螺杆带动挡块完成自动角度定位。极大的提高了加工效率和产品质量，减轻了劳动强度。并在此方法的基础上又研发了265，270，240H等多种机型凸轮轴法兰孔的胎具，解决了各种机型凸轮轴大批量生产的效率问题和质量问题。

关键词： 凸轮轴 法兰孔 胎具 精磨凸轮

前言：240机车单节凸轮轴互换性好品种简单，一轴一缸的特点决定了其长度为一节两缸凸轮轴的一半，给生产管理带来方便，由于零件的高精度能够保证各轴颈的跳动公差和各缸凸轮的相位公差，无须进行长时间的人工调整，极大地方便了组装。凸轮轴的凸轮磨削时需要用法兰孔定位，所以在两端法兰孔加工时需要严格保证法兰孔与凸轮之间的角度要求。这样才能保证凸轮磨削时不发生偏移。保证凸轮圆周渗碳层的均匀。

1.最初的两种加工方法

1.1直角尺定位法

开始加工时使用凸轮轴两个轴颈放置在V型铁上，直角尺把供油凹腹处定位在垂直位置，以此来确定凸轮和法兰孔角度关

如下图 ：

加工法兰孔后磨削凸轮时发现凸轮两侧磨削不均，经过重复验证发现角度尺与凸轮定位后，压紧压板时垂直角度出现了较大的偏差，用此方法加工后磨削凸轮，会对渗碳层产生较大影响。角度偏差大对CBN砂轮冲击较大不利于凸轮磨床的精磨加工。加工质量难以保证。

1.2百分表拖直线定位法

之后又使用凸轮轴两个轴颈放置在V型铁上，用百分表把供油在水平位置找平，以此来确定凸轮和法兰孔角度关系。加工法兰孔后磨削凸轮加工取得了较好的加工效果。但是在找正水平时需要压紧，重复找正。再压紧再重复找正的多次装夹。这个过程需要30分钟，浪费大量时间满足不了凸轮轴的大批量生产。

如下图：

2.胎具自动角度定位

为提高加工效率和精度，设计了一套角度定位装置，该装置能实现在装夹时的快速角度定位，而且能够节省10几倍的连续找正时间。

胎具的技术方案是：在两个夹紧V型体中间（供油凸轮处），安装一个定位体，定位体上安装可以调距离的螺柱，又在螺柱顶端根据供油凸轮凹腹处的长短和宽度垂直安装了定位直板。凸轮轴放入V型体后，旋转定位体上的调距螺柱，使供油凸轮快速定位在与轴线平行位置，快速准确的实现凸轮的角度定位。达到了工件快速装夹夹紧，凸轮角度准确的定位目的。

如下图一，图二

图一是胎具主视图图。

图二是胎具俯视图。

图1中1.胎具体 ，2.支撑V型体，3.定位块体 ，4.连结螺栓， 6.夹紧压板 ，7.凸轮轴 。

图二中5.角度定位块，8.连结螺栓。

图一中的1号是胎具体，在胎具体上同轴线上安装两个夹紧作用的V型体（2号件），7号件凸轮轴放置在V型体上，旋转3号件上的4号件，带动图二上的5号件直线运动把凸轮轴上的其中一个凸轮实现角度定位。定位后把图一中的6号件平放在凸轮轴的轴颈上，旋转图二的8号件夹紧凸轮轴，完成凸轮轴角度定位和夹紧此过程只需要2分钟。

下图为胎具实体图片

胎具的使用极大的提高了生产效率，能够保证大批量的生产需要。经过精磨凸轮检验完全符合设计的加工精度。完全避免了磨凸轮工步时因为法兰孔角度的错误所出现的废品。

按年产200台各种机型柴油机和150台柴油机配件计算可节省工时费用为：

单根凸轮节省工时0.5小时，350台柴油机共约有4000根凸轮轴 4000*0.5（节省工时）*15（小时单价）=3万元

计算提高质量减少废品费用为：

不用胎具前加工的时候每百件产品中会出现1到2个残次品，使用胎具后优质品率100%。保证了产品质量杜绝残次品，4000根凸轮轴可最少避免40根废品。按单根凸轮轴配件价格3500元计算，年节省40*3500=14万元。两项共计节省17万元。