一種內(nèi)燃機(jī)凸輪軸的凸輪表面帶反向脈沖的電化學(xué)復(fù)合油石超精研磨光整加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃機(jī)凸輪軸的凸輪表面帶反向脈沖的電化學(xué)復(fù)合油石超精研磨光整加工方法。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）可直接將凸輪表面粗磨后表面一步光整加工至Ra0.10μm以下，實(shí)現(xiàn)鏡面加工；2）與加工達(dá)到同一粗糙度等級(jí)的磨削加工相比，生產(chǎn)率可提高3-5倍以上，光整加工效率很高；3）在光整加工過程中，不產(chǎn)生磨削力和磨削熱，因此表面層無金相組織變化，無加工硬化，不改變表面層應(yīng)力情況，光整加工后的表面層質(zhì)量好；4）由于油石主要去除金屬表面的鈍化膜，因此油石損耗較超精加工小得多；5）反向脈沖對(duì)電極表面的沉積物和微觀尖峰進(jìn)行溶解，對(duì)電極具有修整作用，以保持電極的形狀；6）工藝裝備簡(jiǎn)單，操作、維修方便。
【專利說明】一種內(nèi)燃機(jī)凸輪軸的凸輪表面帶反向脈沖的電化學(xué)復(fù)合油石超精研磨光整加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)凸輪表面的光整加工技術(shù)，具體說是由電化學(xué)作用與油石的超精研磨加工復(fù)合在一起，對(duì)內(nèi)燃機(jī)凸輪表面進(jìn)行光整加工，同時(shí)反向脈沖對(duì)電極具有修整作用，主要用于內(nèi)燃機(jī)凸輪表面的最后一道精加工工序。

【背景技術(shù)】
[0002]凸輪軸是柴油機(jī)的關(guān)鍵零部件之一，它控制著柴油機(jī)的進(jìn)氣、供油和排氣過程，凸輪軸的工作可靠性直接關(guān)系到柴油機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和機(jī)車的安全運(yùn)行。國(guó)內(nèi)的凸輪生產(chǎn)絕大多數(shù)都采用“銑外型一粗磨一熱處理一精磨”的工藝進(jìn)行凸輪加工。由于凸輪曲線是由幾種簡(jiǎn)單或復(fù)雜的曲線連接構(gòu)成，凸輪輪廓線并不規(guī)則，從而導(dǎo)致速度、加速度“突跳”劇烈，并且被磨削點(diǎn)的瞬時(shí)速度，砂輪與工件的接觸弧長(zhǎng)以及磨削點(diǎn)相對(duì)于凸輪中心的極坐標(biāo)位置均隨凸輪曲線的形狀變化，使得磨削力、砂輪和工件系統(tǒng)的彈性變形、磨削熱量等也不斷發(fā)生變化，這樣很容易造成凸輪磨削的缺陷一磨削裂紋和燒傷。使用帶靠模的凸輪磨床進(jìn)行精磨容易產(chǎn)生磨削缺陷，使用進(jìn)口數(shù)控凸輪磨床則不易產(chǎn)生磨削缺陷，但是進(jìn)口數(shù)控凸輪磨床價(jià)格昂貴，接近人民幣上千萬。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的旨在提供一種內(nèi)燃機(jī)凸輪表面的光整加工技術(shù)，從而可以使凸輪表面粗磨后經(jīng)過本技術(shù)的光整加工，可以使凸輪表面粗糙度一步降低至Ra0.1Oym以下，并且能夠保持凸輪的精度。
[0004]本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)凸輪軸的凸輪表面帶反向脈沖的電化學(xué)復(fù)合油石超精研磨光整加工方法，利用加工裝置進(jìn)行，所述的加工裝置由凸輪軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、電極運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和油石運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組成；凸輪軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由伺服電機(jī)帶動(dòng)，使凸輪軸能夠勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使凸輪軸上的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)；電極運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由伺服電機(jī)帶動(dòng)，使電極隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而前后運(yùn)動(dòng)，并與凸輪保持恒定間隙；油石運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由伺服電機(jī)帶動(dòng)，使油石隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而前后運(yùn)動(dòng)，并以恒定壓力對(duì)凸輪表面進(jìn)行研磨，所述的加工方法包括以下步驟:將凸輪接電源一極，電極接電源另一極，凸輪和電極之間通以中性電解液，并在凸輪和電極之間施加帶有反向脈沖的電流，施電后在凸輪表面生成一層阻礙凸輪表面金屬被電流溶解的鈍化膜，凸輪表面微觀高點(diǎn)的鈍化膜隨即被油石超精研磨去除，露出微觀高點(diǎn)的金屬，從而被電流溶解并繼續(xù)生成鈍化膜；凸輪表面上微觀低點(diǎn)的鈍化膜由于不能被油石研去，繼續(xù)存在于微觀低點(diǎn)，并保護(hù)著微觀低點(diǎn)不被電流溶解；如此反復(fù)的鈍化一活化過程，就使得凸輪表面被光整加工至鏡面；同時(shí)反向脈沖對(duì)電極表面的沉積物和微觀尖峰進(jìn)行溶解，對(duì)電極具有修整作用，以保持電極的形狀。
[0005]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
I)可直接將凸輪表面粗磨后表面一步光整加工至Ra0.10 μ m以下，實(shí)現(xiàn)鏡面加工； 2)與加工達(dá)到同一粗糙度等級(jí)的磨削加工相比，生產(chǎn)率可提高3-5倍以上，光整加工效率很高；
3)在光整加工過程中，不產(chǎn)生磨削力和磨削熱，因此表面層無金相組織變化，無加工硬化，不改變表面層應(yīng)力情況，光整加工后的表面層質(zhì)量好；
4)由于油石主要去除金屬表面的鈍化膜，因此油石損耗較超精加工小得多；
5)反向脈沖對(duì)電極表面的沉積物和微觀尖峰進(jìn)行溶解，對(duì)電極具有修整作用，以保持電極的形狀；
6)工藝裝備簡(jiǎn)單，操作、維修方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明裝置的側(cè)視圖。
[0007]圖2為帶有反向脈沖的電流施電方式。

【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0009]如圖1所示，整個(gè)內(nèi)燃機(jī)凸輪表面帶反向脈沖的電化學(xué)復(fù)合油石超精研磨光整加工裝置由凸輪軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、電極運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和油石運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組成。
[0010]凸輪軸I由伺服電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行勻速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為120r/min，并且凸輪軸接電源的一極;
電極2放在數(shù)控工作臺(tái)3上，由伺服電機(jī)帶動(dòng)數(shù)控工作臺(tái)3前后移動(dòng)，從而帶動(dòng)電極2前后移動(dòng)，并與凸輪保持恒定間隙，該間隙值為5_，電極接電源的另一極；
在凸輪I和電極2之間通以中性電解液4，并在凸輪I和電極2之間施加電壓，其中正向脈沖以凸輪為正極，電壓為16V,反向脈沖以電極為正極，電壓為5V,正反向脈寬比為20:1 ;
油石5放在數(shù)控工作臺(tái)6上，隨數(shù)控工作臺(tái)的前后運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，并保持以恒定壓力對(duì)凸輪I表面進(jìn)行研磨，該壓力值為30N ；
本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)凸輪軸的凸輪表面帶反向脈沖的電化學(xué)復(fù)合油石超精研磨光整加工利用上述加工裝置進(jìn)行，將凸輪接電源一極，電極接電源另一極，凸輪和電極之間通以中性電解液，并在凸輪和電極之間施加帶有反向脈沖的電流。當(dāng)電源通電時(shí)，會(huì)在凸輪表面生成一層鈍化膜，這層鈍化膜有阻礙凸輪表面金屬被電流進(jìn)一步溶解的作用；當(dāng)凸輪表面上微觀高點(diǎn)的鈍化膜被油石超精研去的時(shí)候，就會(huì)露出新鮮的金屬表面，從而被電流溶解，并繼續(xù)生成鈍化膜；凸輪表面上微觀低點(diǎn)的鈍化膜由于不能被油石超精研去，繼續(xù)存在于微觀低點(diǎn)，并保護(hù)著微觀低點(diǎn)不被電流溶解；如此反復(fù)的鈍化一活化過程，就使得凸輪表面被光整加工；同時(shí)反向脈沖對(duì)電極表面的沉積物和微觀尖峰具有溶解作用，以保持電極的形狀。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)凸輪軸的凸輪表面帶反向脈沖的電化學(xué)復(fù)合油石超精研磨光整加工方法，利用加工裝置進(jìn)行，所述的加工裝置由凸輪軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、電極運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和油石運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組成；凸輪軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由伺服電機(jī)帶動(dòng)，使凸輪軸能夠勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使凸輪軸上的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)；電極運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由伺服電機(jī)帶動(dòng)，使電極隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而前后運(yùn)動(dòng)，并與凸輪保持恒定間隙；油石運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由伺服電機(jī)帶動(dòng)，使油石隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而前后運(yùn)動(dòng)，并以恒定壓力對(duì)凸輪表面進(jìn)行研磨，其特征在于，所述的加工方法包括以下步驟:將凸輪接電源一極，電極接電源另一極，凸輪和電極之間通以中性電解液，并在凸輪和電極之間施加帶有反向脈沖的電流，施電后在凸輪表面生成一層阻礙凸輪表面金屬被電流溶解的鈍化膜，凸輪表面微觀高點(diǎn)的鈍化膜隨即被油石超精研磨去除，露出微觀高點(diǎn)的金屬，從而被電流溶解并繼續(xù)生成鈍化膜；凸輪表面上微觀低點(diǎn)的鈍化膜由于不能被油石研去，繼續(xù)存在于微觀低點(diǎn)，并保護(hù)著微觀低點(diǎn)不被電流溶解；如此反復(fù)的鈍化一活化過程，就使得凸輪表面被光整加工至鏡面；同時(shí)反向脈沖對(duì)電極表面的沉積物和微觀尖峰進(jìn)行溶解，對(duì)電極具有修整作用，以保持電極的形狀。
【文檔編號(hào)】B23H5/08GK104128684SQ201410345272
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】王輝, 左健民, 趙斌, 顧小玲, 陳雪琴 申請(qǐng)人:江蘇海迅實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司