凸轮轴加工毛刺仿真与试验

      机械切削加工产生的毛刺,直接影响被加工工件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度,造成工件装配困难,甚至造成产品质量事故。此外,零件上毛刺硬化和脱落常常导致微观裂纹,从而降低产品使用寿命,甚至会引起其功能突发失效,危及设备和人员安全。凸轮轴是内燃机的关键部件之一,其切削毛刺问题一直是困扰其切削加工工艺的难题,因此研究其加工毛刺形成是十分必要的。

      本文应用常规车削和铣削毛刺形成机理来研究凸轮轴加工毛刺形成机理。以凸轮型面为研究对象,建立相应的有限元模型。基于Defrom-3D软件,结合切削线速度、切削深度和进给量三个因素对毛刺的影响,进行切削加工过程切削仿真及工艺试验和参数优化。研究表明:

(1)毛刺厚度、高度和最大切削力随切削线速度的增大而减小;

(2)毛刺厚度和最大切削力随切深的增大而增大;

(3)毛刺厚度、高度和最大切削力随单齿进给量的增大而增大。因此,可以通过增大切削线速度、减小切深及每齿进给量来抑制毛刺的生成。这些研究结论对实际凸轮轴切削加工中的毛刺生成问题,具有重要的工艺指导价值。