專利名稱:凸輪軸及其制造方法
本發(fā)明涉及一種筒形裝配式凸輪軸用于往復(fù)式活塞機(jī)，諸如內(nèi)燃機(jī)或壓縮機(jī)，其中許多個(gè)凸輪軸元件緊固在穿過(guò)它們的一個(gè)中央筒形元件上。這些凸輪軸元件包括若干個(gè)凸輪，還可以包括若干個(gè)軸承和齒輪等。所有這些元件都是沿著軸向間隔和緊固在該中央筒形元件上。
通常凸輪軸是由鑄件或鍛件制成，一般為鋼制件，并由帶有許多個(gè)沿其軸向間隔的整體凸輪和軸承的一個(gè)實(shí)心中央元件構(gòu)成。但是，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到在制造凸輪時(shí)，把各個(gè)分離的元件組裝起來(lái)的方法是具有優(yōu)點(diǎn)的，其中把各個(gè)凸輪和軸承按照其形狀預(yù)先成形，然后按照其在軸向長(zhǎng)度上預(yù)先確定的位置安裝并緊固在一個(gè)中央筒形軸上。這樣生產(chǎn)的筒形凸輪軸，與鑄造或鍛造毛坯制成的整體凸輪軸相比所具有的優(yōu)點(diǎn)是減輕重量;有利于將潤(rùn)滑劑由軸的空腔內(nèi)供應(yīng)到各個(gè)凸輪和軸承表面上;可對(duì)凸輪、軸承和軸選用不同材料的可能性。
例如，英國(guó)專利申請(qǐng)GB-A-275842文件(Yassenoff的)教導(dǎo)過(guò)將預(yù)先制成的凸輪軸件和軸承環(huán)件焊接到中央筒形軸上的方法，且不說(shuō)中央孔，凸輪可以是實(shí)體的，也可以由拉伸管形成或者是用金屬條彎曲成所要求的凸輪輪廓形。英國(guó)專利申請(qǐng)GB-A-1115093(GKN螺紋與緊固件有限公司的)教導(dǎo)過(guò)將預(yù)先制成的凸輪軸件以機(jī)械鎖緊在中央筒形軸上的方法，該凸輪環(huán)件實(shí)際上是一種等壁厚的筒體經(jīng)拉伸成形至所要求的凸輪輪廓形，然后將該拉伸的筒形切割下一部分來(lái)即作為個(gè)別的凸輪環(huán)件。在這說(shuō)明書內(nèi)，每個(gè)凸輪環(huán)件是機(jī)械鎖緊固定在軸上按要求的軸向位置和角度方向定位，這種定位是通過(guò)一個(gè)在空心的凸輪鼻端和軸壁上的孔中嚙合的鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)的;每個(gè)凸輪環(huán)件可隨意地再進(jìn)一步通過(guò)粘結(jié)或錫焊、銅焊或焊接固定在軸上。
英國(guó)專利申請(qǐng)GB-A-1117816(GKB螺紋與緊固件有限公司的)教導(dǎo)過(guò)通過(guò)將軸進(jìn)行徑向往外變形，在凸輪和軸承元件的開孔內(nèi)抓緊嚙合的方法，來(lái)使中央帶孔的預(yù)制實(shí)體凸輪和軸承元件固定在中央筒形軸上。據(jù)教導(dǎo)，這種軸的徑向往外變形是通過(guò)一個(gè)過(guò)盈尺寸的頂桿對(duì)軸進(jìn)行拉伸，或者通過(guò)液壓或爆炸成型技術(shù)使軸膨脹來(lái)實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)凸輪或軸承的中央孔是徑向向外開槽的，這樣則形成一個(gè)有效的花鍵裝置，以便增強(qiáng)軸的徑向往外膨脹部分與凸輪和軸承之間牢固的抓緊嚙合。
日本專利申請(qǐng)JP-A-7644/1971文件(Nakamura等人)教導(dǎo)過(guò)把預(yù)先制成的凸輪環(huán)件緊固到中央筒形軸上是通過(guò)液壓把軸進(jìn)行徑向往外膨脹至每個(gè)凸輪環(huán)件的空腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。液壓是通過(guò)筒形軸的一端施加的(軸的另一端是封閉的)，與此同時(shí)，預(yù)先成形的凸輪環(huán)件都保持在相對(duì)于軸是預(yù)定的軸向間隔和角度方向的封閉的模具內(nèi)，該模具有凹槽相應(yīng)于并容納凸輪環(huán)件，使凸輪環(huán)件處于所要求的位置上。
日本專利申請(qǐng)JP-A-7644/1971文件中的教導(dǎo)在英國(guó)專利申請(qǐng)GB-A-1530519文件(Klockner Hamboldt Deutz AG)中也有同樣的內(nèi)容，其中中央筒形軸可以通過(guò)液壓，電液壓，又可以用機(jī)械裝置徑向往外膨脹至預(yù)先制成的基本上等壁厚的凸輪環(huán)件的空腔內(nèi)。
本發(fā)明的目的是提供一種制造裝配式凸輪軸的方法，和一種用這種方法制成的凸輪軸，其中，凸輪元件是空心凸輪環(huán)件被緊固在中央筒形軸上，與已知的凸輪環(huán)件緊固在中央筒形軸上的方式相比具有各種優(yōu)點(diǎn)。
依照本發(fā)明的第一方面，提供一種制造凸輪軸的方法，該凸輪軸具有一個(gè)中央筒形軸和若干個(gè)沿軸向間隔的凸輪環(huán)件，其特征是該凸輪環(huán)件都是起始的圓形截面的環(huán)，并環(huán)繞著筒形軸沿軸向間隔地安裝于一個(gè)成形工具內(nèi)，然后將成形工具關(guān)閉，以便使起始的圓形截面的凸輪環(huán)件壓成所要求的凸輪輪廓形，與此同時(shí)使筒形軸相對(duì)于凸輪環(huán)件變形，由此把凸輪環(huán)保持在筒形軸上，以防止產(chǎn)生相互間的軸向和角位移。
依照本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種裝配式凸輪軸，它包括若干個(gè)沿著一個(gè)中央筒形軸軸向間隔排列的凸輪環(huán)，其中每個(gè)凸輪環(huán)件保持在軸上，以防止其在相對(duì)于軸的配合位置上進(jìn)行軸向和角位移，該軸相對(duì)凸輪環(huán)件進(jìn)行變形，上述軸的相對(duì)于凸輪環(huán)件的部位的變形，是當(dāng)把凸輪環(huán)件由起始的圓形截面形并安置在未經(jīng)變形的軸合適的位置上按照凸輪軸廓形的要求進(jìn)行壓形的同時(shí)，采用機(jī)械的方法完成的。
應(yīng)當(dāng)理解到，這種裝配式凸輪軸，以及用于制造它的方法，如前面兩段中所描述的，與任何所有現(xiàn)有技術(shù)中的方法不同，其凸輪環(huán)件是由起始的圓形截面按照凸輪的輪廓形要求，圍繞中央筒形軸以預(yù)定的軸向間隔，僅僅在一個(gè)成形工具內(nèi)壓制而成，在同一壓制過(guò)程中，也完成了軸相對(duì)于凸輪環(huán)件的變形過(guò)程，由此將凸輪環(huán)件保持在軸上，以防止相互間發(fā)生軸向和角位移。據(jù)本發(fā)明而提供的獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)是1.該起始的圓形凸輪環(huán)是按照其預(yù)定的軸向尺寸由較便宜的圓截面管材上切取下來(lái)的;
2.圓形凸輪環(huán)件可以安置在中央筒形軸上并容易在成形工具的凸輪成形模具內(nèi)進(jìn)行軸向定位，而當(dāng)該凸輪環(huán)件在安置在中央筒形軸上之前，如在現(xiàn)在技術(shù)中所教導(dǎo)的，就已經(jīng)按照凸輪輪廓形要求預(yù)先成形好，那樣將會(huì)對(duì)凸輪環(huán)件在緊固在軸上之前按照凸輪輪廓形在模具的空腔中的相對(duì)位置的精確定位，帶來(lái)較多的困難，無(wú)論這種緊固是通過(guò)焊接，按機(jī)械方法進(jìn)行軸的徑向往外膨脹變形，還是通過(guò)液壓方法進(jìn)行軸的變形，都是這樣。
凸輪環(huán)件的壓制和軸的變形都可以把凸輪環(huán)和軸置于環(huán)境溫度下進(jìn)行。另外，在把起始的圓形凸輪環(huán)安置環(huán)繞著軸以前可以把凸輪環(huán)加熱，然后在成形工具中進(jìn)行凸輪環(huán)件的壓制和軸的變形之前、之后或在壓制變形過(guò)程中進(jìn)行冷卻以便達(dá)到對(duì)軸的壓配合。
依照本發(fā)明的方法可以包括對(duì)軸的內(nèi)腔施加液壓力以便使筒形軸相對(duì)于凸輪環(huán)件產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)一步變形的附加步驟。這種對(duì)軸施加進(jìn)一步變形最好是在另外附加的一個(gè)具有軸向延伸的中央空腔和具有分別容納軸和各凸輪環(huán)件配合的許多個(gè)凸輪形空腔的成形工具內(nèi)進(jìn)行;該凸輪形空腔的尺寸要大于凸輪環(huán)件的外輪廓尺寸，這樣在軸的內(nèi)腔施加液壓時(shí)，凸輪環(huán)件是彈性變形，而軸是塑性變形。
本發(fā)明的方法，還方便地包括對(duì)凸輪軸進(jìn)行熱處理，以便將凸輪環(huán)件淬硬的附加步驟。
該方法還可以包括進(jìn)一步把凸輪環(huán)件緊固在筒形軸上的附加步驟，這種緊固是通過(guò)錫焊，銅焊，熱焊接(氣體，電弧，激光或電子束)，冷焊，浸焊，膠合，銷住，機(jī)械鎖緊或任何其它合適的固定方法。這種進(jìn)一步的緊固方法可以在進(jìn)行上述熱處理過(guò)程中很方便地實(shí)現(xiàn)，這些方法包括將預(yù)先放置在軸和凸輪環(huán)件之間的黃銅或焊錫片進(jìn)行熔化。
本發(fā)明的其它特征，通過(guò)以舉例的方式結(jié)合附圖進(jìn)行的如下的說(shuō)明，將會(huì)一目了然，其中圖1是顯示本發(fā)明的凸輪軸結(jié)構(gòu)的立體示意圖;
圖2是圖1所示的凸輪軸一端的立體圖，更詳細(xì)地顯示中央筒形軸相對(duì)于凸輪環(huán)件的變形情況;
圖3是顯示圖2所示的那部分凸輪軸的一個(gè)縱向截面視圖;
圖4是顯示一個(gè)圓形凸輪環(huán)件環(huán)繞在中央筒形軸上安置在成形工具中的一個(gè)凸輪成形模具的位置，是在成形工具關(guān)閉之前的一個(gè)橫向截面視圖;
圖5是與圖4相似的視圖，但顯示成形工具關(guān)閉位置，由此將起始的圓形凸輪環(huán)壓制成按凸輪輪廓形要求的形狀并完成了軸相對(duì)于凸輪環(huán)件的變形過(guò)程;
圖6是一個(gè)已經(jīng)成形的凸輪環(huán)件安裝在已經(jīng)變形的軸上(如圖5所示)的一個(gè)相似的橫向截面視圖，但它是放置在一個(gè)附加成形工具的配合模具內(nèi)以準(zhǔn)備向軸的內(nèi)腔施加液壓力;
圖7和圖8顯示與6所示的一個(gè)已成形的凸輪環(huán)件安置在已變形的軸上位于另外附加的成形工具內(nèi)的相似的橫向截面視圖，其中的配合模腔是經(jīng)過(guò)改進(jìn)的，通過(guò)它來(lái)改進(jìn)液壓施加于軸的內(nèi)腔的效果。
首先參看圖1至圖3，圖中顯示按照本發(fā)明的方法制造出來(lái)的凸輪軸，在本舉例中包括一個(gè)中央筒形軸10，在其上安裝著八個(gè)按照凸輪的預(yù)定的輪廓形成的凸輪環(huán)件12和五個(gè)圓形外輪廓的軸承頸部14;該筒形軸是在徑向相對(duì)于凸輪環(huán)件變形的，由此凸輪環(huán)件保持在軸上以防止相互之間在軸向和角度發(fā)生位移。
將每個(gè)凸輪環(huán)件12保持在軸10上的裝置如圖4所示。在圖4中顯示出一個(gè)具有均勻的圓形截面的中央筒形軸10，它可以很方便地由低碳鋼制成，盡管它也可以由鋁合金或任何其它合適的可塑性變形的材料制成。圖中還顯示出一個(gè)圓形截面的凸輪環(huán)12而且是一個(gè)等壁厚的凸輪環(huán)，其內(nèi)徑稍大于筒形軸的外徑;凸輪環(huán)由一個(gè)具有一定長(zhǎng)度的均勻的圓形截面的管材上作為一個(gè)“切片”切下來(lái)的。用以切取凸輪環(huán)的管材的材料可以由較容易得到的高強(qiáng)度可淬硬的韌性鋼或其它適于制作凸輪的鋼材提供。
圖4中還顯示出成形工具的兩個(gè)相對(duì)著的部分16和18，在該成形工具的兩個(gè)部分內(nèi)分別含有凸輪成形模具空腔20和22;空腔20是按照凸輪輪廓形的要求的形狀，而空腔22是半圓形的。
要制造凸輪軸，需將必要數(shù)量的圓形凸輪環(huán)12和圓形軸承軸頸14安置在中央筒形軸10上，將每個(gè)凸輪環(huán)和軸承軸頸分別放置在相應(yīng)的模具內(nèi)腔22中。然后將成形工具關(guān)閉至圖5所示的位置，由此將每個(gè)起始的圓形凸輪環(huán)12壓制成由凸輪成形模胎內(nèi)腔22-22所限定的形狀形成凸輪的輪廓形。與此同時(shí)，中央筒形軸10在每個(gè)空心的凸輪環(huán)內(nèi)基本上以圖5所示的形狀進(jìn)行徑向變形，由此，使凸輪環(huán)件都保持在軸上以防止相對(duì)發(fā)生軸向和角位移。應(yīng)當(dāng)理解到，筒形軸10的每個(gè)徑向變形部分24不會(huì)變形到精確地符合圖6所示的形狀;例如，每個(gè)變形部分不完全充滿在與其凸輪環(huán)件相配合的空心內(nèi)腔內(nèi)。軸的部分26軸向地位于各相鄰的凸輪環(huán)件之間，或者在一個(gè)凸輪環(huán)件和一個(gè)軸承軸頸之間，雖然都要保持在成形工具內(nèi)的一個(gè)一般為圓形的配合空腔內(nèi)，當(dāng)成形工具關(guān)閉時(shí)阻止變形，卻可在圖3看得最清楚，筒形軸仍然可以沿著其圓周的至少一部分發(fā)生徑向向外膨脹變形，以便在凸輪環(huán)件或軸承軸頸的每個(gè)向外側(cè)上出現(xiàn)徑向往外膨脹的凸包28，以便對(duì)每個(gè)相應(yīng)的凸輪環(huán)件或軸頸提供一個(gè)附加的保持力，以防止它產(chǎn)生相對(duì)于軸的軸向移動(dòng)。
上面所述的機(jī)械壓制過(guò)程可以在凸輪軸的所有元件都處于室溫下進(jìn)行，即這種凸輪軸的制造是通過(guò)冷壓過(guò)程完成的。另外，每個(gè)起始的圓形凸輪環(huán)和軸承軸頸都可以把它們?cè)诎仓迷谥醒胪残屋S上之前，進(jìn)行加熱，然后在經(jīng)過(guò)機(jī)械壓制過(guò)程中，或在此之前、之后進(jìn)行冷卻以得到凸輪環(huán)件和軸承軸頸相對(duì)于軸處于壓配合。在這樣的布局中，應(yīng)當(dāng)可以理解，在室溫下，起始的圓形凸輪環(huán)和軸承軸頸的內(nèi)徑要稍小于中央筒形軸的外徑尺寸。
本發(fā)明還提供了增強(qiáng)凸輪環(huán)件和軸承軸頸保持力的附加方法，以防止它們相對(duì)于軸發(fā)生軸向和角位移。例如，雖然圖中并未顯示出來(lái)，凸輪環(huán)件和軸承軸頸可以通過(guò)錫焊，銅焊，熱焊(如氣體，電弧，激光或電子束)，冷焊，浸焊，膠合，銷住，機(jī)械鎖緊或通過(guò)其它合適的緊固方法進(jìn)一步緊固。
另外，凸輪環(huán)件的保持力，可以通過(guò)應(yīng)用液壓施加于置于另外附加的成形工具中的中央筒形軸的內(nèi)腔予以增強(qiáng)。參看圖6，圖中顯示出另外的附加的成形工具的兩個(gè)相對(duì)著的部分30和32已經(jīng)關(guān)閉，該成形工具具有分別容納各個(gè)已經(jīng)壓制的凸輪環(huán)輪廓形的各自的模具空腔，但其內(nèi)腔尺寸要稍大于凸輪環(huán)的外廓尺寸。如圖6中所示，在模具兩部分30和32關(guān)閉以后并鎖在一起時(shí)，將液壓力施加于中央筒形軸的內(nèi)腔，由此則通過(guò)液壓的作用使該軸沿徑向向外膨脹。在這種徑向向外膨脹的過(guò)程中，筒形軸10發(fā)生了塑性變形，而凸輪環(huán)件12卻發(fā)生彈性變形，這是由于模具空腔34-36的內(nèi)腔尺寸超過(guò)凸輪環(huán)件的外廓尺寸，通過(guò)此，使凸輪環(huán)件產(chǎn)生有限的徑向向外彈性變形。當(dāng)內(nèi)液壓由軸內(nèi)腔釋放以后，則發(fā)生彈性變形的凸輪環(huán)件將會(huì)對(duì)經(jīng)塑性變形的中央筒形軸產(chǎn)生一個(gè)收縮。
應(yīng)當(dāng)可以理解，在這種另外附加的成形工具中的凸輪環(huán)件模具空腔的大小必須不能太大，否則會(huì)在中央筒形軸徑向往外膨脹的過(guò)程中，使凸輪環(huán)件12的膨脹超過(guò)其彈性極限;相反地模具空腔也必須不能太小，否則凸輪環(huán)件將達(dá)不到所要求的彈性變形程度。
凸輪環(huán)件12相對(duì)于軸10的緊固力假如將另外附加的成形工具的每個(gè)模具空腔34-36按照?qǐng)D7或圖8進(jìn)行改進(jìn)，則可得到進(jìn)一步增強(qiáng)，其中在圖7中在上，下模具兩部分30和32內(nèi)的沿整個(gè)凸輪環(huán)件的寬度上，在直徑的相對(duì)面的兩側(cè)都設(shè)置有墊片38，而在圖8中，這種墊片是橫過(guò)模具兩部分的分界面。當(dāng)液壓施加于中央筒形軸10的內(nèi)腔時(shí)，同時(shí)當(dāng)凸輪軸放置在圖7或圖8中所示的成形工具中時(shí)，模具的起始關(guān)閉沿著所有凸輪環(huán)件12的整個(gè)寬度上進(jìn)行壓縮，導(dǎo)致凸輪環(huán)件伸長(zhǎng)，緊跟著就是軸10的內(nèi)腔施加液壓力，則該軸變形至已變形的伸長(zhǎng)的凸輪型面內(nèi)。當(dāng)液壓力松馳，而且模具打開以后，每個(gè)凸輪環(huán)件12就有效地緊固在軸上的與其相配合的變形部分24的三個(gè)部位上，其二是凸輪鼻端部位的兩側(cè)，另一是在底部。這種改進(jìn)的制造方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它不完全依靠施加于軸內(nèi)腔的液壓力產(chǎn)生凸輪環(huán)件相對(duì)于軸的固緊力，而是通過(guò)當(dāng)模具關(guān)閉時(shí)沿整個(gè)凸輪的寬度的凸輪擠壓作用造成其內(nèi)型面充滿。
在以上所述任何一種方法中，每個(gè)凸輪環(huán)件12都是由其起始的圓截面形在機(jī)械成形工具中，如圖4所示，基本上制成最終要求的凸輪型面。之后不再需要對(duì)凸輪環(huán)件進(jìn)行大量的機(jī)械加工，盡管有時(shí)可以少量的拋光加工。
一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)行某種形式的熱處理是比較理想的，既可以是局部的也可以是整體的，或者依照每個(gè)凸輪環(huán)件上選擇的部位，或者是整個(gè)凸輪軸的批量熱處理。這種批量的熱處理能夠把凸輪環(huán)件淬硬而不把中央筒形軸淬硬，這是因?yàn)槠浠瘜W(xué)成份不同所致，這樣它們的反應(yīng)是淬火和回火，應(yīng)當(dāng)理解到這種批量熱處理必須在軸的徑向往外膨脹(如參看圖6至圖8所示)之前進(jìn)行，否則這種熱處理就會(huì)松馳已組裝好的另件以至達(dá)到將凸輪環(huán)件12從中央筒形軸10上松脫下來(lái)的程度。
在批量熱處理過(guò)程中，凸輪環(huán)件和中央筒形軸有可能加熱至850℃至900℃之間，在這種溫度下把另件進(jìn)行上面所述可任選的銅焊和錫焊步驟以完成進(jìn)一步緊固過(guò)程是很方便的。例如，一個(gè)銅焊過(guò)程可以在開始進(jìn)行機(jī)械壓制之前，把一層銅焊金屬薄片預(yù)先放置在凸輪環(huán)件與中央筒形軸之間來(lái)實(shí)現(xiàn);在批量熱處理中銅焊金屬就被熔化，這樣就將凸輪環(huán)件(和要求的軸承軸頸)銅焊在中央筒形軸上。
如上所述，起始的機(jī)械壓制過(guò)程，使中央筒形軸變形的那些部分變形至如圖5所顯示的完全充滿的位置，并非是必不可少的。同樣地，隨后的液壓膨脹過(guò)程，如參看圖6至圖8所示的情況，不需要再把中央筒形軸的這些部分變形至完全進(jìn)入每個(gè)凸輪環(huán)件的空心內(nèi)腔中。如果需要，可以把一塊填充材料(圖中未顯示)如一塊鋼條放置在每個(gè)凸輪環(huán)件的凸輪鼻端部位的下面，以便當(dāng)凸輪形成后則可進(jìn)一步提高凸輪鼻端部位的剛性。
應(yīng)當(dāng)可以理解，在依照本發(fā)明的上述各種實(shí)施方案制造凸輪軸的過(guò)程中，若干個(gè)具有起始的圓截面形的凸輪環(huán)沿軸向間隔排列，安置在成形工具內(nèi)的一個(gè)中央筒形軸上，在成形工具內(nèi)的每個(gè)上述凸輪環(huán)處設(shè)置有與其相對(duì)應(yīng)的若干個(gè)凸輪成形模具空腔。起始的圓形截面凸輪環(huán)(和圓形軸承軸頸)在成形工具內(nèi)的中央筒形軸上的安裝就是會(huì)提供很大程度地方便，其中僅僅是需要把凸輪環(huán)和軸承軸頸設(shè)置在各自的模胎空腔中;不需要在成形工具關(guān)閉之前，把各個(gè)另件相對(duì)于中央筒形軸的角度位置進(jìn)行精確的定位。這樣本發(fā)明的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是即凸輪環(huán)本身是具有低的制造成本的，其中它只是簡(jiǎn)單地從較便宜的圓截面管材上按軸向預(yù)定的尺寸切取下一段或“一片”就可以了。
權(quán)利要求
1.一種凸輪軸的制造方法，該凸輪軸具有一個(gè)中央筒形軸和若干個(gè)凸輪環(huán)沿其軸向間隔排列，其特征在于凸輪環(huán)是以起始的圓形載面形狀沿軸向間隔開，并環(huán)繞在一個(gè)成形工具內(nèi)的中央筒形軸上進(jìn)行組裝，當(dāng)成形工具關(guān)閉時(shí)將每個(gè)起始圓形截面的凸輪環(huán)壓制成所要求的凸輪輪廓形，與此同時(shí)筒形軸相對(duì)于凸輪環(huán)發(fā)生變形，由此將凸輪環(huán)保持在軸上以防止相互間發(fā)生軸向和角位移。
2.如權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于凸輪環(huán)的壓制和軸的變形過(guò)程都是將凸輪環(huán)和軸置于室溫條件下。
3.如權(quán)利要求
1的方法，其特征在于將起始的圓形截面的凸輪環(huán)在環(huán)繞著軸進(jìn)行安置之前要進(jìn)行加熱，而在成形工具中進(jìn)行凸輪環(huán)的壓制和軸的變形之前、之后或在進(jìn)行過(guò)程中進(jìn)行冷卻，以便達(dá)到凸輪環(huán)相對(duì)軸之間的壓配合。
4.如權(quán)利要求
1的方法，其特征在于其筒形軸相對(duì)于凸輪環(huán)的進(jìn)一步的變形的附加步驟是通過(guò)將軸的內(nèi)腔施加以液壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
5.如權(quán)利要求
4的方法，其特征在于所述軸的進(jìn)一步變形是在一個(gè)具有一個(gè)軸向伸長(zhǎng)的中央腔和若干個(gè)凸輪環(huán)空腔(在其中分別進(jìn)行軸和凸輪環(huán)的配合)的另外的附加成形工具中實(shí)現(xiàn)的;該凸輪環(huán)內(nèi)腔的內(nèi)部輪廓尺寸要大于凸輪環(huán)的外廓尺寸，由此，當(dāng)液壓力施加于軸的內(nèi)腔時(shí)，則凸輪環(huán)發(fā)生彈性變形而軸發(fā)生塑性變形。
6.如權(quán)利要求
2至5任何一項(xiàng)的方法，其特征在于施加凸輪上一個(gè)附加步驟是增加一個(gè)熱處理工序以將凸輪環(huán)淬硬。
7.如權(quán)利要求
1至6任何一項(xiàng)的方法，其特征在于將凸輪環(huán)進(jìn)一步緊固在筒形軸上的附加步驟是通過(guò)銅焊，熱焊(氣體，電弧，激光或電子束)，冷焊，浸焊，膠合，銷住，機(jī)械鎖緊或任何其它合適的緊固方法。
8.如權(quán)利要求
7的方法(當(dāng)權(quán)利要求
7從屬權(quán)利要求
6時(shí))，其特征在于所述進(jìn)一步緊固的方法是在上述熱處理過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的，該方法是將銅焊料或錫焊料金屬預(yù)先置于軸和凸輪環(huán)之間，而在熱處理過(guò)程進(jìn)行熔化實(shí)現(xiàn)的。
9.一種制造凸輪軸的方法，其特征是它基本上是按照上面所述并參照附圖中的任何一個(gè)附圖進(jìn)行制造。
10.一種裝配式凸輪軸，包括了若干個(gè)沿中央筒形軸軸向間隔的凸輪環(huán)件，其特征是其中每個(gè)凸輪環(huán)件保持在軸上的配合部位，該軸的上述部位是經(jīng)過(guò)相對(duì)于凸輪環(huán)件產(chǎn)生變形的，以防止凸輪環(huán)在軸的配合部位發(fā)生軸向和角位移，該軸的上述配合部位相對(duì)于凸輪環(huán)所進(jìn)行的機(jī)械變形是當(dāng)由起始的圓形截面凸輪環(huán)圍繞著未經(jīng)變形的軸進(jìn)行壓制以達(dá)到所要求的凸輪輪廓形的過(guò)程中完成的。
11.如權(quán)利要求
10的一種凸輪軸，其特征是其中凸輪環(huán)和軸在室溫下，進(jìn)行凸輪環(huán)的壓制和軸的變形的。
12.如權(quán)利要求
10的一種凸輪環(huán)，其特征是其中起始的圓截面形凸輪環(huán)在環(huán)繞著軸安置之前進(jìn)行加熱，然后在凸輪環(huán)的壓制和軸的變形之前、之后或者在壓制變形過(guò)程中進(jìn)行冷卻，以達(dá)到凸輪環(huán)相對(duì)于軸的壓配合。
13.如權(quán)利要求
10的一種凸輪軸，其特征是其中所述每個(gè)經(jīng)過(guò)機(jī)械變形的軸的有關(guān)部位，都要通過(guò)對(duì)軸的內(nèi)腔施加液壓以使其相對(duì)與之相配合的凸輪環(huán)進(jìn)行附加的變形。
14.如權(quán)利要求
10至13任何一項(xiàng)的一種凸輪軸，其特征是其中每個(gè)凸輪環(huán)通過(guò)銅焊，熱焊(氣體，電弧，激光或電了束)，冷焊，浸焊，膠合，銷住，機(jī)械鎖緊或任何其它合適的緊固方法再進(jìn)行附加的緊固至已經(jīng)變形的軸的部位。
15.一種裝配式凸輪軸，其特征是它基本上是按照上面所述并參照任何一個(gè)附圖制作和安置的。
16.一種裝配式的凸輪軸，其特征是它是按照權(quán)利要求
1至9中任何一項(xiàng)要求所述的方法制造的。
專利摘要
一種用于內(nèi)燃機(jī)的凸輪軸是做成筒形制作物，通過(guò)把若干個(gè)起始的圓形凸輪環(huán)安置在一個(gè)中央筒形元件上，又把放置在成型工具的模具內(nèi)腔的凸輪環(huán)壓制變形以達(dá)到所要求的凸輪輪廓形，然后通過(guò)對(duì)筒形元件的內(nèi)腔施加液壓力使筒形元件徑向往外膨脹進(jìn)入已成型的凸輪環(huán)型面中。由此將已成型的凸輪環(huán)緊固在筒形元件上以防止相互間發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向位移。加外，在將凸輪環(huán)在制成所要求的凸輪輪廓形時(shí)，還有可能把筒形元件相對(duì)于凸輪環(huán)變形達(dá)到把它們緊固在一起的程度，以至不需要依靠再向筒形元件的內(nèi)腔施加液壓力。
文檔編號(hào)F01L1/04GK87104854SQ87104854
公開日1988年1月27日 申請(qǐng)日期1987年7月11日
發(fā)明者杰弗里·邁克爾·蘇特, 羅納德·約翰·道森 申請(qǐng)人:Gkn科技有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan