專利名稱：裝配式凸輪軸新型連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及凸輪軸加工方法，特別是涉及裝配式凸輪軸的加工方法。
背景技術(shù)：
凸輪軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件，傳統(tǒng)的制造方法主要是鍛造或鑄造，凸輪與軸呈一體。裝配式凸輪軸則采用空心鋼管做成的芯軸與分體制造的凸輪及軸頸裝配為一體的方法。與傳統(tǒng)的制造方法相比，裝配式凸輪軸具有重量輕，生產(chǎn)成本低，材料優(yōu)化分配，易于生產(chǎn)制造等優(yōu)點(diǎn)。
裝配式凸輪軸生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)是芯軸與凸輪及軸頸的連接。其連接方法在國(guó)外已有多種見諸報(bào)道如焊接法、燒結(jié)法、熱套法、擴(kuò)管法等。上述方法存在如下問題1焊接法易發(fā)生熱變形，產(chǎn)生裂紋，尺寸精度難以保證。
2燒結(jié)法此方法是將粉末成型的凸輪燒結(jié)的同時(shí)與芯軸擴(kuò)散結(jié)合。通常需要1000℃以上高溫，易使芯軸發(fā)生彎曲變形，另外，所用材料特性也受限制。如果尺寸過大，則使加熱爐過大化，熱效率亦不好。
3熱套法在加熱裝配時(shí)易使凸輪軟化，不能保證滑動(dòng)時(shí)的耐磨性。另外，數(shù)個(gè)凸輪工作向芯軸傳熱，過盈量發(fā)生變化，連接強(qiáng)度不能保證一定的值。
4擴(kuò)管法為承受內(nèi)壓，凸輪要做成厚壁，另外，為使擴(kuò)管易于進(jìn)行，不得不使芯軸做成薄壁狀。由于高壓作業(yè)的要求，易使裝置大型化。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種可以保證凸輪與芯軸之間牢固的連接的裝配式凸輪軸新型連接方法。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合


如下裝配式凸輪軸的連接方法是采用芯軸與分體制造的凸輪及軸頸裝配為一體，在直徑為d0的芯軸上欲裝配凸輪或軸頸的位置，依凸輪及軸頸寬度H加工成隆起的條溝狀，長(zhǎng)度為h，h等于或略大于H，將凸輪或軸頸內(nèi)孔加工成直徑D0，直徑D0略小于芯軸隆起部位的直徑d1，略大于芯軸條溝底部的直徑d2，在常溫下將凸輪或軸頸壓入芯軸中，第一個(gè)凸輪或軸頸裝配完畢后，依次在芯軸上加工第二個(gè)隆起的條溝狀，依此類推，直到最后一個(gè)裝完為止。
通過上述技術(shù)方案所采用的技術(shù)措施，本發(fā)明與其他連接方式相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明由于是在常溫下進(jìn)行連接，可避免產(chǎn)生熱變形，提高裝配精度。
2.本發(fā)明無需加熱裝置，使用低價(jià)的自動(dòng)化機(jī)械即可實(shí)施連接。
3.由于凸輪與芯軸間是彈、塑性及切削變形連接，不受溫度變化的影響，可確保連接的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。
4.此連接無切屑產(chǎn)生，且一次性裝配，可提高生產(chǎn)效率。
5.芯軸、凸輪及軸頸無特殊要求，設(shè)計(jì)自由度提高。

圖1是芯軸條溝形狀示意圖。圖2是圖一的A-A放大圖。圖3是凸輪為圓形內(nèi)孔示意圖。圖4是圖3的側(cè)視剖面圖。圖5是凸輪為多角形內(nèi)孔示意圖。圖6是圖5的側(cè)視剖面圖。圖7是凸輪與芯軸的裝配圖。圖8是芯軸為平行狀條溝狀示意圖。圖9是芯軸為垂直狀條溝示意圖。圖10是芯軸為花紋狀條溝圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體內(nèi)容和實(shí)施方式。
芯軸上加工的隆起的條溝狀為可以沿芯軸軸線方向或垂直于軸線方向或條溝為不連續(xù)點(diǎn)的花紋狀。
參閱圖3凸輪或軸徑為D0的尺寸，D0稍小于d1，略大于d2。
參閱圖5凸輪或軸頸內(nèi)孔可以加工成正多角形，弦面3尺寸為D1，D1略小于芯軸隆起部為直徑d1，余量為s，凸輪或軸頸內(nèi)孔弦面交接處4的直徑D2和d1相等或D2略大于d1。
s＝(D0-d1)/2為裝配過盈量，s值增加其連接強(qiáng)度增加。
所說的凸輪或軸頸的內(nèi)孔可以為正8、10、12或大于12邊的正多角形內(nèi)孔。
所述的芯軸可以是空心鋼管。
圖1-4為芯軸1采用條溝形狀，凸輪或軸頸2為圓形內(nèi)孔的一種連接方式。將冷拔鋼管做為凸輪軸的芯軸1，凸輪及軸頸2可采用外周表面淬火碳鋼或粉末冶金材料。在芯軸1表面利用滾花法使軸表面產(chǎn)生擠壓塑性變形，形成隆起條溝狀。其條溝沿軸線方向長(zhǎng)度h等于或略大于凸輪及軸頸的寬度H，隆起部直徑為d1，溝部直徑為d2，凸輪及軸頸內(nèi)孔直徑為D0，D0略小于d1，其余量為s，將凸輪及軸頸在常溫下壓入芯軸，此時(shí)凸輪及軸頸2和芯軸1間發(fā)生彈、塑性或切削變形，即可實(shí)現(xiàn)連接。
圖1、2和圖5、6為芯軸1采用條溝形狀，凸輪或軸頸2為正多角形內(nèi)孔的一種連接方式。將冷拔鋼管做為凸輪軸的芯軸1，凸輪及軸頸2可采用外周表面淬火碳鋼或粉末冶金材料。在芯軸1表面利用滾花法使軸表面產(chǎn)生擠壓塑性變形，形成隆起條溝狀。其條溝沿軸線方向長(zhǎng)度h等于或略大于凸輪及軸頸H，隆起部直徑為d1，溝部直徑為d2，凸輪及軸頸內(nèi)孔加工成正多角形，凸輪或軸頸內(nèi)孔弦面用3表示，弦面AB尺寸為D1，D1略小于芯軸隆起部直徑d1，余量為s。弦面連接處用4表示，其直徑D2和d1相等或D2略大d1。將凸輪及軸頸在常溫下壓入芯軸，此時(shí)凸輪及軸頸和芯軸間發(fā)生彈、塑性或切削變形，即可實(shí)現(xiàn)連接。
上述方法中，當(dāng)芯軸比凸輪或軸頸稍硬時(shí)，裝配過程中芯軸的條溝與凸輪及軸頸內(nèi)孔壁會(huì)產(chǎn)生塑性變形，條溝鑲嵌到孔壁內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)牢固連接。當(dāng)芯軸比凸輪及軸頸內(nèi)孔壁軟時(shí)，裝配時(shí)，伴隨彈、塑性變形的同時(shí)，將產(chǎn)生內(nèi)孔對(duì)條溝的切削式變形，其連接強(qiáng)度變差。
圖8、9、10分別為芯軸1表面用滾擠法加工成的三種條溝形狀條溝平行與軸線的平行狀(參閱圖8)。條溝垂直與軸線的垂直狀(參閱圖9)。條溝為部分連續(xù)點(diǎn)狀的花紋狀(參閱圖10)。
權(quán)利要求
1.裝配式凸輪軸的連接方法是采用芯軸與分體制造的凸輪及軸頸裝配為一體，其特征在于在直徑為(d0)的芯軸上欲裝配凸輪或軸頸的位置，依凸輪及軸頸寬度(H)加工成隆起的條溝狀，長(zhǎng)度為(h)，(h)等于或略大于(H)，將凸輪或軸頸內(nèi)孔加工成直徑(D0)，直徑(D0)略小于芯軸隆起部位的直徑(d1)，略大于芯軸條溝底部的直徑(d2)，在常溫下將凸輪或軸頸壓入芯軸中，第一個(gè)凸輪或軸頸裝配完畢后，依次在心軸上加工第二個(gè)隆起的條溝狀，依此類推，直到最后一個(gè)裝完為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式凸輪軸的連接方法，其特征在于芯軸上加工的隆起的條溝狀為可以沿芯軸軸線方向或垂直于軸線方向或條溝為不連續(xù)點(diǎn)的花紋狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式凸輪軸的連接方法，其特征在于凸輪或軸頸內(nèi)孔可以加工成正多角形，弦面(3)尺寸為(D1)，(D1)略小于芯軸隆起部位直徑(d1)，余量為(s)，凸輪或軸頸內(nèi)孔弦面交接處(4)的直徑(D2)和(d1)相等或(D2)略大于(d1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的裝配式凸輪軸的連接方法，其特征在于所說的凸輪或軸頸的內(nèi)孔可以為正8、10、12或大于12邊的正多角形內(nèi)孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝配式凸輪軸的連接方法，其特征在于所述的芯軸可以是空心鋼管。
全文摘要
本發(fā)明涉及凸輪軸加工方法，特別是涉及裝配式凸輪軸的加工方法。其目的在于提供一種可以保證凸輪與芯軸之間牢固連接的裝配式凸輪軸新型連接方法。技術(shù)方案是采用芯軸與分體制造的凸輪及軸頸裝配為一體，其特征在于在直徑為(d
文檔編號(hào)B23P11/00GK1433871SQ0311105
公開日2003年8月6日 申請(qǐng)日期2003年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月22日
發(fā)明者楊慎華, 寇淑清, 張馳, 金文明, 趙勇, 谷諍巍, 鄧春萍, 王學(xué)寰, 金明華 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)