CN101307701B - 装配式凸轮轴及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式凸轮轴，包括轴(2)、至少一个凸轮片(1)，所述的每个凸轮片(1)的内孔上有至少一个凹槽(3)，所述的轴(2)上有被挤压成与凸轮片(1)内孔上的凹槽(3)的形状相配的环形凸起(4)。本装配式凸轮轴是通过下面的方法来实现的：①将每个凸轮片(1)内孔沿轴线方向加工出凹槽(3)；②在直径为D1的轴(2)欲装配凸轮片(1)的位置上，按每个凸轮片(1)的厚度，加工出环形凸起(4)；③在常温下，将每个凸轮片(1)通过外力压入到轴(2)上的环形凸起(4)位置。采用以上的结构后，装配方便，能承受较大扭矩。

Description

装配式凸轮轴及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种凸轮轴，具体讲是一种用于往复式活塞机，比如内燃机中的装配式凸轮轴及其制造方法。

背景技术

传统的凸轮轴的制造方法主要是整体锻造或铸造，凸轮或其它功能件(比如法兰、轴套)与轴是一个整体，因此这种凸轮轴存在下面的缺点：由于凸轮轴后面的机加工的工序繁多，加工余量就大，这样会导致整个凸轮轴重量重，材料浪费多，不便于制造。

现在比较常用的有装配式凸轮轴，而其关键技术是凸轮片或其它功能件(比如法兰、轴套)与轴的连接方法。现在已有的制造方法有钢管内胀法、内部液压法、热套法、粉末冶金法及滚花连接法等。这些制造方法都有其缺点：

①钢管内胀法：为使扩管便于进行，钢管壁厚不能太厚，为了使钢管内径扩展后，钢管强度仍然很高，钢管需要做成较厚的壁厚。且由于高压作业，出于安全方面的考虑，装置所占地的面积要大。

②内部液压法：在凸轮片或其他功能件(比如法兰、轴套)位置，从钢管内部向外施加一定的压力，使凸轮片或其他功能件(比如法兰、轴套)固定在钢管上。但是实施该方法的结构太复杂。

③热套法：在常温下，凸轮片或其他功能件的孔和内部钢管的外径之间有过盈，装配之前先对凸轮片或其他功能件进行加热，对内部钢管进行冷却，借以消除过盈。但是这种方法要在短暂时间内完成连接过程，在轴向尺寸和角度位置方面都要求有很高的精度。这无疑提高了加工成本。另外凸轮片或其他功能件在回热后，会降低表面硬度，不利于凸轮片或其他功能件的耐久性能。

④粉末冶金法：将粉末成型的凸轮片或其他功能件装入轴上指定位置后，进行高温烧结，使凸轮片或其他功能件与轴固定在一起。但是在烧结高温下，轴很容易弯曲变形。另外对所用的材料也有特殊限制。

⑤滚花连接法：将轴表面装凸轮片的部分沿轴线方向滚挤凸起，凸轮片或其他功能件的内孔上开有凹槽，凸起要与凹槽相配。但是这种方法要求凸轮片或其他功能件内孔凹槽与钢管轴上的凸起方向一致，这个步骤实现起来很困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种装配方便、能承受较大扭矩的装配式凸轮轴的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种装配式凸轮轴的制造方法，它包括以下几个步骤：

①将每个凸轮片内孔沿轴线方向加工出凹槽，凹槽的顶圆直径为D3，底圆直径为D4，所述的凸轮片内孔的边缘处加工有倒角；

②在直径为D1的轴欲装配凸轮片的位置上，按每个凸轮片的厚度，加工出环形凸起，所述的环形凸起的横截面为三角形，环形凸起的顶圆直径为D2，所述的环形凸起是通过滚轮滚挤成型的；

③在常温下，将每个凸轮片通过外力压入到轴上的环形凸起位置。

所述的凸起的顶圆直径D2大于凹槽的底圆直径D4，所述的凹槽的顶圆直径D3大于轴的直径D1。

采用以上的方法后，凸轮片能更方便、快捷、安全地组装在轴上。并且由于利用材料的可塑性，使轴上的环形凸起和凸轮片内孔上的凹槽通过挤压形成配合，这样装配方便。且环形凸起充分滚挤到凹槽内，使它们紧密配合，这样可以减少甚至消除热胀冷缩的影响，能承受较大扭矩。

附图说明

图1所示的是本发明装配式凸轮轴中凸轮片的结构示意图；

图2所示的是本发明装配式凸轮轴中装配前轴的结构示意图；

图3所示的是本发明装配式凸轮轴的装配过程示意图；

图4所示的是本发明装配式凸轮轴的整体截面示意图。

其中，1、凸轮片；2、轴；3、凹槽；4、凸起；5、倒角；D1、轴的直径；D2、凸起的顶圆直径；D3、凹槽的顶圆直径；D4、凹槽的底圆直径。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

由图1～图4所示的本发明装配式凸轮轴的结构示意图可知，该装配式凸轮轴，包括轴2、至少一个凸轮片1，所述的轴2为钢管。所述的每个凸轮片1与轴2紧配合，即所述的每个凸轮片1内孔上有至少一个凹槽3，所述的凹槽3横截面为矩形或梯形，相应的轴2上的环形凸起4的横截面也为矩形或梯形。所述的凸轮片1的内孔边缘有倒角5。所述的凸轮片1的数量为多个。所述的每个凸轮片1上的凹槽3的数量为多个。

实现本装配式凸轮轴的具体方法包括以下几个步骤：

①将每个凸轮片1内孔沿轴线方向加工出凹槽3，凹槽3的顶圆直径为D3，底圆直径为D4；

②在直径为D1的轴2欲装配凸轮片1的位置上，按每个凸轮片1的厚度，加工出环形凸起4，所述的环形凸起4的横截面为三角形，环形凸起4的顶圆直径为D2；

③在常温下，将每个凸轮片1通过外力压入到轴2上的环形凸起4位置。

在加工过程中，所述的凸轮片1内孔的边缘处加工有倒角；所述的环形凸起4是通过滚轮滚挤成型的。所述的凸起4的顶圆直径D2大于凹槽3的底圆直径D4，所述的凹槽3的顶圆直径D3大于轴2的直径D1。

本发明并不局限于以上所述的结构，轴还可以采用实心的结构，这些变化均落入本发明保护范围之内。

Claims (2)

1.一种装配式凸轮轴的制造方法，其特征在于：它包括以下几个步骤：

①将每个凸轮片(1)内孔沿轴线方向加工出凹槽(3)，凹槽(3)的顶圆直径为D3，底圆直径为D4，所述的凸轮片(1)内孔的边缘处加工有倒角；

②在直径为D1的轴(2)欲装配凸轮片(1)的位置上，按每个凸轮片(1)的厚度，加工出环形凸起(4)，所述的环形凸起(4)的横截面为三角形，环形凸起(4)的顶圆直径为D2，所述的环形凸起(4)是通过滚轮滚挤成型的；

③在常温下，将每个凸轮片(1)通过外力压入到轴(2)上的环形凸起(4)位置。

2.根据权利要求1所述的装配式凸轮轴的制造方法，其特征在于：所述的凸起(4)的顶圆直径(D2)大于凹槽(3)的底圆直径(D4)，所述的凹槽(3)的顶圆直径(D3)大于轴(2)的直径(D1)。

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