?凸輪軸是發(fā)動機配氣系統(tǒng)的核心部件，其輪廓精度（凸輪型線）和表面質(zhì)量直接影響發(fā)動機的配氣相位、動力性能及壽命。凸輪軸加工需兼顧 “高精度型面成型” 和 “高強度表面性能”，工藝流程需根據(jù)材質(zhì)（鑄鐵、鍛鋼、合金）和精度要求設(shè)計。以下詳細介紹一下：
1. 毛坯制備：保證材質(zhì)均勻性
鍛造 / 鑄造：
鍛鋼凸輪軸：采用模鍛（熱鍛）制成毛坯，確保金屬纖維連續(xù)（提高強度），毛坯余量控制在 3-5mm（減少后續(xù)加工量）；
鑄鐵凸輪軸：采用砂型鑄造或金屬型鑄造，需避免氣孔、縮松（影響加工后強度）。
毛坯預(yù)處理：
退火 / 正火：消除鍛造 / 鑄造應(yīng)力（鍛鋼件正火細化晶粒，鑄鐵件退火消除白口組織）；
噴丸清理：去除表面氧化皮和毛刺，檢查毛坯缺陷（如裂紋、縮孔）。
2. 粗加工：去除大部分余量，初步成型
核心目標：快速去除毛坯余量，為半精加工提供基準。
定基準：車削兩端中心孔（作為后續(xù)加工的定位基準，需保證同軸度）；
粗車各軸頸：用車床或數(shù)控車床粗車主軸頸、正時齒輪軸頸等，留 1-2mm 半精加工余量；
粗銑凸輪型面：用專用凸輪銑床（靠模銑或數(shù)控銑）加工凸輪，留 0.5-1mm 精加工余量（避免直接精銑導(dǎo)致刀具磨損過快）。
關(guān)鍵設(shè)備：數(shù)控車床（保證軸頸同軸度）、凸輪專用銑床（初步保證凸輪型線）。
3. 半精加工：提高精度，為最終成型做準備
重點優(yōu)化幾何精度，減少精加余量，降低精銑難度。
半精車軸頸：用數(shù)控車床精車各軸頸，留 0.1-0.3mm 磨削余量（保證軸頸尺寸精度至 IT8 級）；
半精銑凸輪：用數(shù)控凸輪銑床（基于 CAD 模型的插補加工）修正凸輪型線，留 0.2-0.3mm 磨削余量（型線誤差控制在 0.05mm 以內(nèi)）；
鉆攻輔助孔：加工潤滑油孔、定位銷孔等（需保證孔位與軸頸的垂直度）。
關(guān)鍵技術(shù)：數(shù)控插補加工（替代傳統(tǒng)靠模，提高型線一致性）。
4. 熱處理：強化表面性能（核心工藝）
凸輪軸需 “表面硬、心部韌”，需通過熱處理實現(xiàn)：
表面淬火（主流工藝）：
感應(yīng)淬火：對凸輪工作表面和軸頸進行局部感應(yīng)加熱（850-900℃），噴水冷卻，使表面形成馬氏體組織（硬度 50-55HRC），心部保持珠光體（韌性好）；
控制要點：淬火層深度 1.5-3mm（過深易脆裂，過淺不耐磨），避免淬火變形（需用專用定位工裝）。
替代工藝（特殊材質(zhì)）：
滲碳淬火（鍛鋼件）：整體滲碳后淬火，表面硬度 58-62HRC（適合高負荷發(fā)動機）；
氮化處理（合金鑄鐵）：表面形成氮化層（硬度≥65HRC），變形小但成本高（用于高精度場景）。
5. 精加工：保證最終精度和表面質(zhì)量
通過磨削去除熱處理變形，達到設(shè)計精度。
磨軸頸：用多砂輪外圓磨床（一次裝夾磨削所有軸頸），保證軸頸圓度≤0.003mm，表面粗糙度 Ra≤0.8μm；
磨凸輪型面（最關(guān)鍵工序）：
用數(shù)控凸輪磨床（基于閉環(huán)反饋的伺服系統(tǒng)），通過金剛砂輪磨削（砂輪粒度 80-120 目）；
控制要點：型線誤差≤0.02mm，表面粗糙度 Ra≤0.4μm（降低運轉(zhuǎn)噪音和磨損）；
檢測：用三坐標測量儀在線檢測凸輪輪廓，實時修正磨削參數(shù)。
精磨端面：保證端面與軸心線垂直度≤0.01mm（避免裝配時軸向竄動）。
6. 表面處理與最終檢驗
表面清理：去除磨削毛刺（用砂輪或?qū)Ｓ萌ッ虣C），清洗表面油污（超聲波清洗）；
最終檢驗：
尺寸精度：軸頸直徑、凸輪升程（用千分表或激光測徑儀）；
型面精度：凸輪輪廓（三坐標測量）、相位角（專用相位儀）；
表面質(zhì)量：硬度（洛氏硬度計）、粗糙度（粗糙度儀）、有無裂紋（磁粉探傷）。