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[摘 要]公司生产的铸造机体16缸、8缸V8型、6缸、4缸等柴油机，都采用了互换性较好的单节凸轮轴。单节凸轮轴两端法兰盘定位孔的位置度要求较高，车间以前负责加工的加工中心，使用年限较长精度下降已满足不了其加工精度。近年来我们公司对加工设备进行换代时，引进了奥地利WFL公司的M40型车铣中心。作为车铣中心的编程员和操作者，我利用车铣中心加工精度高，测量头测量精度高等特点改进了加工工艺及定位夹紧方式，改进后加工的单节凸轮轴都能达到设计要求。
[关键词]单节凸轮轴 法兰孔 车铣中心 测头 中心架
中图分类号：TE541 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）21-0053-01
一、单节凸轮轴的优点及加工难度
凸轮轴是柴油机的关键件，其质量好坏直接影响柴油机燃油系统的供油性能及配气机构的配气正时，即在规定的时刻内完成进气、压缩、燃烧膨胀、排气四个冲程，以保证工作循环的不断进行。单节凸轮轴是国内外机车用，船用，军用等中速柴油机凸轮轴的发展方向其优点表现为：
1.实现互换性
单节凸轮轴拚弃了以往以固定缸固定凸轮轴的设计方法，将凸轮轴设计成统一形式，实现完全互换。
2.组装方便
单节凸轮轴因其互换性好，品种简单，一轴一缸的特点长度为400mm，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。
3.维修方便
单节凸轮轴互换通用，除整组拆装外，也可以单节拆装。单节拆装时由于尺寸短小，只需将机体侧盖打开就可以进行拆装，极大地方便了机务段的维修与更换。由于要完全实现互换性，单节凸轮轴俩端法兰盘定位孔的精度要求很高：两端法兰各孔相对中心轴线的位置度要求小于Ф0.03mm，两端法兰相对应孔位置度要求小于Ф0.04mm。我利用车铣中心的卡盘（C1），中心架（Z2），尾座（Z4），侧头（PROBE）等精度高的特点，经过深入工艺调研和反复的试验，并编写出成熟的加工程序很好的加工了两端法兰孔，完全能够保证加工质量，并利用车铣中心较高的加工效率完成了大批量单节凸轮轴的生产任务，取得了良好的经济效益。
二、凸轮端的法兰孔的加工方法
车铣中心相当于一台数控车床和一台加工中心的组合，具有以下等优点：
1.缩短产品制造工艺链，提高生产效率。
2.减少装夹次数，提高加工精度。
3.减少占地面积，降低生产成本。
WFL M40型车铣中心当使用 MCTURNS1加工指令时机床主轴为旋转轴（S1），可完成数控车床的一切加工，使用MCMILLS加工指令时机床主轴为切削轴（C1），可完成360度内任意角度的分度和进给加工，再配合刀具轴（S3）和角度轴（B1）能够完成加工中心的所有加工。并能完成五轴聯动的复杂加工。
主轴卡盘将单节凸轮轴轴径端法兰夹紧，凸轮端法兰用尾座顶紧。（1）调用侧头（PROBE）测量工件的Z1轴坐标原点，并调用测凸轮循环（PRSEARCH）测量排气凸轮的中心位置，测量后将测量值写入工件坐标系C1轴处，确定法兰孔于凸轮之间的位置关系。（2）调用球头车刀，车两处自由公差Φ88的轴径车削到87.8尺寸。运动中心架，夹持排气凸轮端的87.8的轴径，中心架夹紧后尾座退回到正方向最大位置处。（3）调用Φ12.7合金钻头，钻8个Φ13法兰孔的底孔，（4）调用Φ12.9的镗刀半精镗法兰孔，半精镗后。（5）调用测头（PROBE）测量法兰轴径跳动值，测量法兰孔，测量后进行自动计算，算出法兰孔于轴径中心的偏差后自动进行补偿。（6）调用倒角刀倒各法兰孔角。（7）调用Φ13.03精镗刀精镗法兰孔。（8）调用内孔车刀刀，车削凸轮轴加工端孔的60度圆锥处。用这七个工部完成凸轮端的法兰孔的加工。大批量生产时用此种加工方法全部将凸轮端的法兰孔加工结束，结束后调头加工轴径端的法兰孔。
三、轴径端法兰孔的加工
卡盘夹紧凸轮端法兰，尾座顶紧轴径端法兰。（1）启动加工程序后，尾座退回Z轴最大方向，运动中心架夹紧在上个加工工位车好的轴径上。（2）调用测头（PROBR），测量Z1工件坐标原点，Z1原点测量结束后B1转45度使测头成45度角度，测量加工好的法兰孔，设定C1轴加工原点，使两端法兰位置同轴。（3）调用Φ12.7合金钻头，钻8个Φ13法兰孔的底孔，（4）调用Φ12.9的镗刀半精镗法兰孔，半精镗后。（5）调用测头（PROBE）测量法兰轴径跳动值，测量法兰孔，测量后进行自动计算，算出法兰孔于轴径中心的偏差后自动进行补偿。（6）调用倒角刀倒各法兰孔角。（7）调用Φ13.03精镗刀精镗法兰孔。（8）调用内孔刀车削凸轮轴加工端孔圆锥处。用此工艺，充分利用了WFL M40型车铣中心加工精度高，测头测量功能精度较高，很好的保证了单节凸轮轴调个加工时两端孔位置精度，保质保量的完成单节凸轮轴两端法兰孔的加工任务。
参考文献
1.《金属机械加工工艺人员手册》增订组.上海科学技术出版社
2.《机械设计手册》（上册）.化学工业出版社
3.《东风4D型内燃机车》（1）.大连机车车辆厂
4.《凸轮与凸轮机构》 北京国防工业出版社
[关键词]单节凸轮轴 法兰孔 车铣中心 测头 中心架
中图分类号：TE541 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）21-0053-01
一、单节凸轮轴的优点及加工难度
凸轮轴是柴油机的关键件，其质量好坏直接影响柴油机燃油系统的供油性能及配气机构的配气正时，即在规定的时刻内完成进气、压缩、燃烧膨胀、排气四个冲程，以保证工作循环的不断进行。单节凸轮轴是国内外机车用，船用，军用等中速柴油机凸轮轴的发展方向其优点表现为：
1.实现互换性
单节凸轮轴拚弃了以往以固定缸固定凸轮轴的设计方法，将凸轮轴设计成统一形式，实现完全互换。
2.组装方便
单节凸轮轴因其互换性好，品种简单，一轴一缸的特点长度为400mm，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。
3.维修方便
单节凸轮轴互换通用，除整组拆装外，也可以单节拆装。单节拆装时由于尺寸短小，只需将机体侧盖打开就可以进行拆装，极大地方便了机务段的维修与更换。由于要完全实现互换性，单节凸轮轴俩端法兰盘定位孔的精度要求很高：两端法兰各孔相对中心轴线的位置度要求小于Ф0.03mm，两端法兰相对应孔位置度要求小于Ф0.04mm。我利用车铣中心的卡盘（C1），中心架（Z2），尾座（Z4），侧头（PROBE）等精度高的特点，经过深入工艺调研和反复的试验，并编写出成熟的加工程序很好的加工了两端法兰孔，完全能够保证加工质量，并利用车铣中心较高的加工效率完成了大批量单节凸轮轴的生产任务，取得了良好的经济效益。
二、凸轮端的法兰孔的加工方法
车铣中心相当于一台数控车床和一台加工中心的组合，具有以下等优点：
1.缩短产品制造工艺链，提高生产效率。
2.减少装夹次数，提高加工精度。
3.减少占地面积，降低生产成本。
WFL M40型车铣中心当使用 MCTURNS1加工指令时机床主轴为旋转轴（S1），可完成数控车床的一切加工，使用MCMILLS加工指令时机床主轴为切削轴（C1），可完成360度内任意角度的分度和进给加工，再配合刀具轴（S3）和角度轴（B1）能够完成加工中心的所有加工。并能完成五轴聯动的复杂加工。
主轴卡盘将单节凸轮轴轴径端法兰夹紧，凸轮端法兰用尾座顶紧。（1）调用侧头（PROBE）测量工件的Z1轴坐标原点，并调用测凸轮循环（PRSEARCH）测量排气凸轮的中心位置，测量后将测量值写入工件坐标系C1轴处，确定法兰孔于凸轮之间的位置关系。（2）调用球头车刀，车两处自由公差Φ88的轴径车削到87.8尺寸。运动中心架，夹持排气凸轮端的87.8的轴径，中心架夹紧后尾座退回到正方向最大位置处。（3）调用Φ12.7合金钻头，钻8个Φ13法兰孔的底孔，（4）调用Φ12.9的镗刀半精镗法兰孔，半精镗后。（5）调用测头（PROBE）测量法兰轴径跳动值，测量法兰孔，测量后进行自动计算，算出法兰孔于轴径中心的偏差后自动进行补偿。（6）调用倒角刀倒各法兰孔角。（7）调用Φ13.03精镗刀精镗法兰孔。（8）调用内孔车刀刀，车削凸轮轴加工端孔的60度圆锥处。用这七个工部完成凸轮端的法兰孔的加工。大批量生产时用此种加工方法全部将凸轮端的法兰孔加工结束，结束后调头加工轴径端的法兰孔。
三、轴径端法兰孔的加工
卡盘夹紧凸轮端法兰，尾座顶紧轴径端法兰。（1）启动加工程序后，尾座退回Z轴最大方向，运动中心架夹紧在上个加工工位车好的轴径上。（2）调用测头（PROBR），测量Z1工件坐标原点，Z1原点测量结束后B1转45度使测头成45度角度，测量加工好的法兰孔，设定C1轴加工原点，使两端法兰位置同轴。（3）调用Φ12.7合金钻头，钻8个Φ13法兰孔的底孔，（4）调用Φ12.9的镗刀半精镗法兰孔，半精镗后。（5）调用测头（PROBE）测量法兰轴径跳动值，测量法兰孔，测量后进行自动计算，算出法兰孔于轴径中心的偏差后自动进行补偿。（6）调用倒角刀倒各法兰孔角。（7）调用Φ13.03精镗刀精镗法兰孔。（8）调用内孔刀车削凸轮轴加工端孔圆锥处。用此工艺，充分利用了WFL M40型车铣中心加工精度高，测头测量功能精度较高，很好的保证了单节凸轮轴调个加工时两端孔位置精度，保质保量的完成单节凸轮轴两端法兰孔的加工任务。
参考文献
1.《金属机械加工工艺人员手册》增订组.上海科学技术出版社
2.《机械设计手册》（上册）.化学工业出版社
3.《东风4D型内燃机车》（1）.大连机车车辆厂
4.《凸轮与凸轮机构》 北京国防工业出版社