凸輪軸花鍵銑床夾具的優化改進
2019-11-5 來源：BPW（梅州）車軸有限公司 作者：廖子潤
摘要：凸輪軸是鼓式車軸制動系統中傳遞制動力的主要部件之一，凸輪軸的長短直接影響車軸的長度選型，也影響車軸的安裝。介紹凸輪軸花鍵的現有加工方法，并對其進行分析，根據現實應用中遇到的問題對凸輪軸花鍵進行改造及評價，旨在讓讀者了解凸輪軸花鍵的重要性。
關鍵詞：凸輪軸；花鍵；銑床；夾具；改進
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的企業，產品涵括各種規格的鼓式車軸、盤式車軸等。其中，鼓式車軸是該司的核心產品，也是中國半掛車市場需求最多的一款產品。由于車軸產品需要，該司自行生產花鍵式的制動凸輪軸。受該司現有的凸輪軸花鍵銑床導軌的限制，無法加工長度在 600mm 以外的凸輪軸產品。如重新采購新設備，則投資成本較大。通過對花鍵銑床夾具的優化改進，可實現長款凸輪軸產品的兼容加工，大大豐富了該司的產品系列，可更好地滿足市場需求。汽車制動器的重要部件是制動凸輪，制動凸輪的對稱度、尺寸精度和表面粗糙度對于使用功能至關重要。傳統方法加工制動凸輪主要在模銑床上進行，其精度低，加工慢，而且需要長時間的準備工作。隨著社會需求的增加，各企業所生產的工藝品種也大大增加，尤其是大工業時代背景下對于大型儀器設備的需求日益增多。因此，研究生產大型儀器設備的機器是時代發展的必然。
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，但加工設備的采購成本極高。經該司綜合評估，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上按展成法加工。此種加工方法的工件裝夾簡單、設備價格便宜、精度穩定，是一種經濟性好、適宜批量生產的加工方法。
2、凸輪軸花鍵銑床夾具的優化改進
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工件進行固定（如圖 1 所示），由于受到銑床設備的導軌限制，只能加工長度在 600mm 以內的凸輪軸產品。
隨著國內運輸市場的快速發展，半掛車的車型設計變得多樣化，而且對鼓式車軸的長度、安裝位置需求也不一致，這就導致對于凸輪軸的長度需求不一。根據該司統計，對于鼓式車軸長度大于 600mm 的凸輪軸需求量約占市場銷量的 20%。
圖1 工件固定圖
為了滿足這些產品的需求，就需要具備可以生產鼓式車軸長度大于 600mm 的凸輪軸的機器，如果更換現有的設備及加工工藝，則生產成本過高，現實可行性低。于是我們選擇在現有的設備基礎上進行優化改進。
本人及團隊對現有設備進行長期研究探討，提出了對原有的凸輪軸頭部夾具進行優化改造的設計方案，具體方案如下：在原有的設備基礎上增加軸套、三爪卡盤，這樣就可以實現對長款凸輪軸的花鍵加工。
圖2 花鍵加工圖
3、對凸輪軸花鍵銑床夾具優化改造的評價
通過對花鍵銑床夾具的優化改進，實現了長款凸輪軸產品的兼容加工，不僅大大豐富了該司的產品系列，還節約了購買新機器的成本，可以更好地滿足市場需求。
4、結語
經優化改造后的花鍵銑床夾具可以加工長款凸輪軸產品，不僅擴大了該司的設備使用范圍，為該司解決了設備不足問題，還因成本低、結構簡單、制造方便等提高了產品的質量，為產品的快速升級及更新換代奠定了技術基礎。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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