陶瓷结合剂CBN砂轮在凸轮轴中的加工应用

发布时间: 2020-06-29 发布者: 富耐克应用研究中心

凸轮轴是汽车发动机的关键零件,加工效率和质量很大程度上影响着部件的成本和使用寿命,凸轮轴是一种非圆磨削工件,加工余量大且难磨,对磨削精度及效率要求都很高,加工难度比较大,凸轮的加工技术是行业里的关注的重点。

传统技术中凸轮轴中磨削中的技术难点有如下几个方面:(1)凸轮轮廓精度低,且难以提高。(2)凸轮轴属于细长轴类零件,刚性较差,易变形弯曲,这种工艺变化也会影响磨削表面质量。(3)凸轮表面易产生烧伤、裂纹等缺陷,很难提高生产效率。(4)凸轮轴的磨削难度较大,在磨削过程中,凸轮面受力不同,磨削振动,零件表面出现波纹,影响凸轮轴加工的整体质量。

CBN磨料的质量将决定着凸轮轴磨削质量的好坏,凸轮轴需要高强度的磨削,CBN磨料磨削锋利性强,热稳定性好和耐用性好,其硬度和强度均能满足凸轮轴的磨削强度要求。金刚石硬度最高,在加工工件表面留下痕迹,其不适应与高速钢、凸轮轴等精密磨削加工中。

由于陶瓷结合剂CBN磨具具有磨削效率高、形状保持性好、耐用度高、易于修整,磨料利用率高,砂轮使用寿命长等优势,因而成为高效,高精度磨削的首选磨具,目前用于凸轮轴加工的CBN砂轮均采用陶瓷结合剂。

工业化国家的多数汽车制造厂均已采用CBN砂轮磨削凸轮轴,采用CBN专用数控凸轮轴磨床、高速及高性能陶瓷CBN砂轮,磨床需要稳定性好、刚性条件好,此时可以降低CBN砂轮对凸轮轴磨削的振动波纹、在全数控磨床上,波纹的长度可以控制在0.7mm以下,波纹的深度控制在0.5μm以下,陶瓷结合剂CBN砂轮的工作速度可以达到120-160m/s,砂轮修正间隔达到普通砂轮的100倍,砂轮寿命达到普通砂轮寿命的50倍以上,极大地提高了加工效率、加工精度、加工寿命,可以使综合生产成本显著降低。

在CBN的磨削过程中会产生大量的磨削热,当凸轮轴的散热效果差时,将会出现工件过烧或变形,因此在CBN加工凸轮轴的过程中辅助增加冷却装置,使用冷却液将磨削损伤降至最低,提高加工表面的质量要求。

凸轮轴的加工应用中应用CBN磨削技术,可以通过精密的磨削加工,来满足复杂凸轮轴的磨削要求,将磨削精度和粗糙度控制在0.05mm范围内,凸轮轴的整体磨削水平明显较高。

因此在加工凸轮轴时,选择高硬的CBN磨料解决凸轮轴难磨削的问题,极大地提高了加工效率、加工精度、加工寿命,可以使综合生产成本显著降低。同时选用刚性和抗振性好的磨床,有效降低磨削产生的波纹,在加工的过程中,并且辅助以冷却液,减少凸轮轴的热扩散造成的热变形和损伤,实现对凸轮轴的高速、高精磨削。

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