CN104879181A - 一种凸轮轴及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凸轮轴及其加工方法，凸轮轴上设有止推面和多个间隔设置的凸轮，凸轮包括：工作部，工作部与挺柱相接触；两个辅助部，两个辅助部对称设置在工作部的两侧，辅助部的纵截面的形状与工作部的纵截面的形状相同但等比例缩小，使得辅助部的端面的边缘上各点与凸轮轴的轴线之间的距离小于工作部的外表面上对应的点与凸轮轴的轴线之间的距离。本发明的凸轮的横截面中间高两头低，避免凸轮的两侧存在尖边而导致凸轮与挺柱相互磨损，同时这样的结构使得磨削凸轮的过程中砂轮必须相对于止推面进行定位，才能确保凸轮与挺柱的偏心量，提高了凸轮轴的加工质量，使同一根凸轮轴上的多个凸轮的磨损程度相近，提高了凸轮轴和挺柱的使用寿命。

Description

一种凸轮轴及其加工方法

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别涉及一种凸轮轴及其加工方法。

背景技术

如图1和2为现有技术的柴油机凸轮轴安装状态下，机体前端面1与凸轮轴60的止推面601抵接。以靠近机体前端面1的凸轮20为例，凸轮轴60的凸轮20两侧的边缘为尖边201，尽管磨削后还要对凸轮两侧尖边上的毛刺进行去除，但去毛刺比较困难，且效率低下。

挺柱5上与凸轮接触的工作表面51为光滑表面，但是由于凸轮两侧为尖边，而且在圆周方向上凸轮为不规则形状，实际工作过程中，在挺柱受力的情况下，凸轮两侧的尖边容易形成尖角，刮伤挺柱的工作表面。挺柱表面受损，反过来损伤凸轮表面，从而加剧了凸轮与挺柱的相互磨损。

为了降低凸轮与挺柱的磨损，通常使凸轮2与挺柱5有一定的偏心量Α0，即凸轮20的中心线与止推面601之间的距离Α2与挺柱孔4的中心轴线与机体前端面1之间的距离Α1的差值，使挺柱5受到凸轮20的摩擦力后有一定程度的转动，因此挺柱5与凸轮20的接触表面磨损均匀。由于机体3由专用机加工中心来加工，挺柱孔4的中心轴线与机体前端面1的距离Α1是定值，并且安装状态下机体前端面1与凸轮轴60的止推面601抵接。由此，凸轮20的中心轴线与机体前端面1之间的距离间接地由凸轮20两侧的边缘与止推面601之间的距离Α3、Α4来确定。但是，在磨削凸轮的工序中，砂轮70的工作面为平面，磨削过程中不需要考虑砂轮70相对于止推面601的位置，因此磨削过程中无法保证凸轮的两侧与止推面之间的距离，导致距离Α3、Α4的偏差较大，凸轮20的中心轴线与挺柱孔4的中心轴线的距离Α0(即偏心量)的变动范围较大。这样，在同一根凸轮轴上，有的凸轮的偏心量符合尺寸要求，对应的挺柱发生转动，而有的凸轮的偏心量小于预定值甚至为零，对应的挺柱转动很小或不转动，因此同一根凸轮轴上的多个凸轮的磨损程度不一致性，缩短了凸轮轴和挺柱的使用寿命，还可能导致发动机运转不稳定，性能变差，对柴油机性能和可靠性不利。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种凸轮轴，从而克服现有技术中凸轮轴的尖边导致凸轮和挺柱相互磨损、柴油机性能和可靠性不好的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种凸轮轴，凸轮轴上设有止推面和多个间隔设置的凸轮，凸轮包括：工作部，工作部与挺柱相接触；两个辅助部，两个辅助部对称设置在工作部的两侧，辅助部的纵截面的形状与工作部的纵截面的形状相同但等比例缩小，使得辅助部的端面的边缘上各点与凸轮轴的轴线之间的距离小于工作部的外表面上对应的点与凸轮轴的轴线之间的距离。

优选地，上述技术方案中，辅助部的轴向侧面呈圆弧状。

本发明还提供了一种凸轮轴的加工方法，凸轮轴上设有止推面和多个间隔设置的凸轮，凸轮上设有工作部及工作部两侧对称设置的辅助部，加工方法包括如下步骤：对凸轮轴的毛坯进行滚轧；对滚轧后的毛坯进行粗加工，形成止推面和多个凸轮；制作用于加工凸轮的砂轮，砂轮的形状和尺寸与凸轮的形状和尺寸相对应；对多个凸轮进行磨削，使每个凸轮的中心线与止推面的距离为对应的预设距离，磨削加工后所形成的辅助部的纵截面的形状与工作部的纵截面的形状相同但等比例缩小，使得辅助部的端面的边缘上各点与凸轮轴的轴线之间的距离小于工作部的外表面上对应的点与凸轮轴的轴线之间的距离。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的凸轮的横截面中间高两头低，避免凸轮的两侧存在尖边而导致凸轮与挺柱相互磨损，同时这样的结构使得磨削凸轮的过程中砂轮必须相对于止推面进行定位，才能确保凸轮与挺柱的偏心量，提高了凸轮轴的加工质量，使同一根凸轮轴上的多个凸轮的磨损程度相近，提高了凸轮轴和挺柱的使用寿命，也提高了柴油机的工作可靠性；在凸轮轴的加工方法中取消了去除凸轮尖边的毛刺的工序，提高了加工效率，降低了成本。

附图说明

图1是现有技术的凸轮轴与机体的装配图。

图2是现有技术的凸轮轴的磨削示意图。

图3是根据本发明的凸轮轴与机体的装配图。

图4是根据本发明的凸轮轴的磨削示意图。

图5是根据本发明的凸轮的局部结构图。

主要附图标记说明：

1-机体前端面，2-凸轮，21-工作部，22-辅助部，23-过渡圆弧，24-高度差，3-机体，4-挺柱孔，5-挺柱，51-工作面，6-凸轮轴，61-止推面，7-砂轮，20-凸轮，201-尖边，60-凸轮轴，601-止推面，70-砂轮。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图4和5所示，根据本发明具体实施方式的凸轮轴6上设有止推面61，安装状态下，止推面61与机体3的机体前端面1抵接。凸轮轴6上间隔设有多个凸轮2，每个凸轮2的位置与安装在机体3的挺柱孔4内的挺柱5的位置对应。如图4所示，机体3上，机体前端面1与挺柱孔4的中心轴线之间的距离为Α1±α1。

如图5所示，凸轮2包括工作部21和两个辅助部22。如图3所示，工作部21用于与挺柱5的工作面51相接触，推动挺柱5工作。工作部21的宽度L1与现有技术中的凸轮的宽度相同。如图5所示，两个辅助部22对称设置在工作部21的两侧，辅助部22的纵截面的形状与工作部21的纵截面的形状相同但等比例缩小，(相当于把工作部轮廓往内偏移一定的距离，如2mm),使得辅助部22的端面221(垂直于凸轮轴6的轴线的平面)的边缘上的各点与凸轮轴6的轴线之间的距离小于工作部21的外表面上对应的点与凸轮轴6的轴线之间的距离，如图5所示。辅助部22的轴向侧面23呈圆弧状。

制作本发明的凸轮轴的加工方法包括如下步骤：

1)对凸轮轴的毛坯进行滚轧；

2)对滚轧后的毛坯进行粗加工，形成止推面61和多个凸轮2；

3)制作用于加工凸轮的砂轮7，砂轮7的形状和尺寸与凸轮2的横截面的形状和尺寸相对应，即砂轮7的加工表面呈凹槽状，凹槽的中部呈圆柱状，两侧呈圆弧状；

4)对多个凸轮进行磨削，使每个凸轮的中心线与止推面的距离为对应的预设距离。以靠近止推面61的凸轮2为例，砂轮7的中心线与止推面61的距离为Α2±γ1，在挺柱孔4的中心轴线与机体前端面1(即止推面61)之间的距离为Α1±α1的情况下，偏心量为Α0±λ1。同时，工作部21的宽度为L1±u1。

本发明的凸轮的横截面中间高两头低，避免凸轮的两侧存在尖边而导致凸轮与挺柱相互磨损，同时这样的结构使得磨削凸轮的过程中砂轮必须相对于止推面进行定位，才能确保凸轮与挺柱的偏心量，提高了凸轮轴的加工质量，使同一根凸轮轴上的多个凸轮的磨损程度相近，提高了凸轮轴和挺柱的使用寿命，也提高了柴油机的工作可靠性；在凸轮轴的加工方法中取消了去除凸轮尖边的毛刺的工序，提高了加工效率，降低了成本。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (3)

1.一种凸轮轴，所述凸轮轴上设有止推面和多个间隔设置的凸轮，其特征在于，所述凸轮包括:

工作部，所述工作部与挺柱相接触；

两个辅助部，所述两个辅助部对称设置在所述工作部的两侧，所述辅助部的纵截面的形状与所述工作部的纵截面的形状相同但等比例缩小，使得所述辅助部的端面的边缘上各点与所述凸轮轴的轴线之间的距离小于所述工作部的外表面上对应的点与所述凸轮轴的轴线之间的距离。

2.根据权利要求1所述的凸轮轴，其特征在于，所述辅助部的轴向侧面呈圆弧状。

3.一种凸轮轴的加工方法，其特征在于，所述凸轮轴上设有止推面和多个间隔设置的凸轮，所述凸轮上设有工作部及所述工作部两侧对称设置的辅助部，所述加工方法包括如下步骤：

对凸轮轴的毛坯进行滚轧；

对滚轧后的毛坯进行粗加工，形成止推面和多个凸轮

制作用于加工凸轮的砂轮，所述砂轮的形状和尺寸与凸轮的形状和尺寸相对应；

对多个凸轮进行磨削，使每个所述凸轮的中心线与所述止推面的距离为对应的预设距离；

其中磨削加工后所形成的辅助部的纵截面的形状与所述工作部的纵截面的形状相同但等比例缩小，使得所述辅助部的端面的边缘上各点与所述凸轮轴的轴线之间的距离小于所述工作部的外表面上对应的点与所述凸轮轴的轴线之间的距离。