CN204386678U - 用于凸轮轴的端件 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于凸轮轴的端件，其中，凸轮轴的端件通过压装耦接到中空轴，能够提高该端件的形状自由度，因为在耦合之后不进行分离加工，并通过显著地简化制造工序而改善加工性和生产率以及使质量稳定。该端件包括形成在轴的端部中的插入孔，具有形成在外周面的滚花部并将插入轴压装到插入孔中以牢固地固定的插入轴，以及与插入轴的一个表面一体形成的端件，该端件具有设置在另一表面的多个孔和槽，所述多个孔和槽配置成紧固螺栓连接抽头与各部件(链轮、齿轮、连续可变气门正时(CVVT)装置等)。

Description

用于凸轮轴的端件

技术领域

本发明涉及一种用于凸轮轴的端件，并且更具体地，涉及下述用于预制凸轮轴的端件：其中，因为具有滚花部的端件被压装到位于将在精确的位置耦接的凸轮轴的端部的轴中，并且不进行后加工，加工性和生产率得到了提高，并通过在机器加工的状态下连接端件以简化装配过程而使质量稳定。

背景技术

在一般情况下，凸轮轴根据曲轴的转动而转动以驱动发动机，并包括多个具有不同相位并以预定间隔配置在具有预定长度和厚度的轴的外周上的凸轮，。

凸轮轴包括布置在轴上的凸轮。当轴转动时，进气/排气阀被顺序地打开和关闭。在相关技术的制造方法中，将凸轮轴分类为集成型以及预制的中空型，其集成型中，轴和凸轮通过浇铸合金铸铁一体形成，在预制的中空型中，凸轮(凸轮凸角)耦接到由拉制钢管制成的中空轴。

在现有技术中公开了凸轮轴的各种制造方法。例如，具有轴和凸轮的凸轮轴通过浇铸，即将熔融金属浇铸到模具中而一体形成轴和凸轮的方法而一体形成。然而，通过传统铸造的制造方法因为降低生产效率的工作过程的特点而不容易实现自动化。此外，需要进行热处理过程以修改其表面，这导致了工作过程的繁琐。更进一步地，由于后处理，材料的使用量增加，并且这导致材料的过度浪费。此外，铸造材料是特别重的，难以应付发动机部件的轻量化的趋势，并且降低了内燃机的燃料效率。

为了解决由传统的铸造材料形成的凸轮轴的问题，开发了一种制造预制中空凸轮轴的方法，其中，由拉制管形成的中空轴和凸轮被分开装配。

由于预制中空凸轮轴与集成凸轮轴相比能够显著地降低重量，并且各种装配件如凸轮、轴颈、传感器、驱动齿轮等可根据其功能和需要由不同的材料制成，预制中空凸轮轴被广泛用于小型轻量的车辆中。

此外，由于凸轮被插入轴中以紧密连接轴和凸轮凸角，以提供各种优点，例如轻重量、高性能、高效率、工艺改进等，通过传统制造方法——铸造方法制造的凸轮轴正在被预制凸轮轴所取代。

另外，配置为驱动凸轮轴的链轮和齿轮，或用于改善燃料效率和发动机效率的连续可变气门正时(CVVT)装置，被紧固到凸轮轴以根据曲轴的转动而转动凸轮轴。配置为紧固这些部件的端件耦接到凸轮轴的端部。

如图1所示，在现有技术中，大体上是圆棒材的端件20通过摩擦焊接过程耦接至轴10，用于使链轮和齿轮安装在端件的另一表面上的孔、螺栓连接抽头等通过机械加工过程加工，并且特别地，用于安装CVVT装置的多个油孔和槽单独加工以制造最终产品。

即，如图1的a部分所示，当端件20在轴10和端件20固定在轴上并紧密地彼此连接的状态下快速转动时，从接触面之间产生摩擦热。在此，当施加一定的压力时，端件20和凸轮轴10的末端通过摩擦焊接相连接，如图1的b部分所示。在此，在嵌合部的表面上产生了焊珠。

在上述焊接之后，当将摩擦焊珠移除时，外径被恒定地保持，如图1的c部分所示。

如上所述，在将端件20和凸轮轴10压装后，端件20和凸轮轴10被移至下一个加工过程。多个孔25和抽头23用单独的加工设备(钻孔、攻丝、车削等)形成在端件20的另一表面上，如图1的部分d所示，并且多个槽24形成在其表面上，如图1的部分e所示。

然而，如上所述，端件20和轴10通过摩擦焊接相连接，端件20的孔25和槽24以凸轮轴的某一参考角度和距离精确加工。当端件20连接至轴10并随后被加工时，机械加工设备的体积增加，加工时间增加，因此根据各加工过程需要单独的加工设备。

如上所述，当进行摩擦焊接时，应当进行除去摩擦焊接后产生的焊珠 的单独过程。

此外，由于摩擦焊接和机械加工的不稳定性，需要过多的端件加工裕度，并且由于车床车削的间歇，工具的寿命减小。

此外，当对具有复杂形状的端件进行加工时，机械加工设备的加工基准是不稳定的，并且在精确位置的加工受到限制。在初步加工过程中某一部分由于小错误而产生缺陷，并且在加工后除去毛刺是困难的，这导致了产品的质量问题。

此外，由于端件通过摩擦焊接装配，存在质量问题，如焊接部分的焊接缺陷或切削。

发明内容

为了解决这些问题，本发明旨在提供一种用于凸轮轴的端件，能够提高端件的形状自由度，因为连接后的端件不通过将端件压装到轴中而单独加工。

此外，本发明还旨在提供一种用于凸轮轴的端件，能够简化制造工序，以提高加工性和生产效率，并降低缺陷的生成，以使通过将端件压装到轴中的产品的质量稳定。

为了实现上述的方面，本发明提供了一种用于凸轮轴的端件，包括形成在轴的端部中的插入孔，被压装到插入孔中以被牢固地固定的插入轴，与插入轴的一个表面一体形成的端件，该端件具有设置在另一表面的多个孔和槽，所述多个孔和槽配置成紧固螺栓连接抽头。

此外，所述多个孔和槽还被配置成紧固链轮、齿轮、连续可变气门正时(CVVT)装置等。

其中，在机器加工的状态下通过压装将端件装配到轴的端部。

此外，轴的内径D1小于端件的插入轴21的外径D2，轴的内径公差为Φ0至+0.1，在滚花前，插入轴21的外径公差为Φ0至+0.1，并且在滚花后，插入轴21的外径公差为Φ+0.3至+0.4。

附图说明

图1示出了现有技术的端件和轴的加工过程；

图2是示出了根据本发明的装配结构的透视图；

图3和4是示出了根据本发明的装配结构的剖视图；和

图5是示出了根据本发明装配的端件的扭转力(耦接力)的测量的示意图。

具体实施方式

在下文中，参照附图详细描述了本发明的典型实施例。

在下面的描述中，当已知功能或构造的具体描述可能会使本发明的精神模糊，则详细的描述将被省略。此外，本文所用的术语不应当被解释为仅限于传统的或字典定义，而应当根据本发明的技术精神的含义和概念来解释，基于的原则是发明人可适当地定义术语的概念以描述本发明的最佳模式。

本发明将在下面参照附图进行描述。

图3是示出了根据本发明的装配结构的透视图，图4和5是示出了根据本发明的装配结构的剖视图。

在此，如图所示，在本发明中，插入孔11形成在轴10的端部。

插入到插入孔11中的插入轴21与装配到轴10的端部的端件20的一个表面一体形成，并且配置为使插入轴21压装并牢固地固定到插入孔11中的滚花部22形成在插入轴21的外周面上。

滚花部22具有纵向形成的平行的滚花槽，并且滚花槽的间隔和深度可以根据插入轴21的外径而变化。

另外，多个孔25、槽24、螺栓连接抽头23等形成在端件20的另一表面，并且在端件的压装之前预先加工。其用途包括作为：各部件(链轮、 齿轮、连续可变气门正时(CVVT)装置等)的紧固部分，作为凸轮轴1的旋转表面的轴颈部分，等等。

具有上述构造的本发明将在下面详细描述。

首先，本发明的端件20通过单独的加工过程被加工为最终产物，以通过压装装配至凸轮轴。

为了将端件20装配至轴10的端部，端件20根据基准角被固定在装配装置的一个表面上，并且轴10被布置在与端件20相同的轴线上。

在此状态下，当端件20被推向轴10时，插入轴21被压装到插入孔11中。在此，由于形成在插入轴21的外周面上的滚花部22被压装，并与插入孔11的内周面进行接触，插入轴21和插入孔11之间产生耦接力(夹紧力)。

同时，滚花部22具有在一方向上形成的平行的滚花槽，端件20也在该方向(即其纵向方向)上耦接。

此外，轴的内径D1可小于插入轴21的外径D2，凸轮轴的内径公差D1可以为Φ0至+0.1，在滚花前，插入轴21的外径公差D2的可以是Φ0至+0.1，滚花后该公差D2可以为Φ+0.3至+0.4，并且滚花部的宽度t可以为15mm或以上。

也就是说，由于嵌合量(D1-D2)＝Φ0.2至0.4＝紧固量，当嵌合量为Φ0.2或以下时，端件和凸轮轴之间的耦接力降低，并且当嵌合量为Φ0.4或以上，压装产生的嵌合力增加，并在产品中发生变形。

例如，当D＝Φ17(端件S45C，轴STKM17)，嵌合量和扭转力如表1所示。

例如，当D＝Φ17且端件的滚花部插入轴的宽度t为15mm(韩国标准，端片：碳素钢圆棒SM45C，轴STKM17材料)时，根据压装量(或夹紧量)，端件的分离力如表1所示。

[表1]

嵌合量(Φ)

扭转力(耦接力)

[0047] 

0.4	400Nm↑
		0.3	350Nm↑
0.2	280Nm↑

因此，根据本发明，由于端件20通过压装装配至轴10的端部，装配后的单独的加工过程可以省略，从而减少了装配时间。

另外，由于压装前端件的形状在压装后不发生变化，端片20的加工自由度得以提高，并且能够精确加工各种形状，以防止产生缺陷。

从前述可以看出，由于端件通过压装连接至凸轮轴，连接后不需要单独的加工，端件的形状自由度得以提高。

此外，端件通过压装连接至凸轮轴，制造过程得到简化，以改善加工性和生产率，并且使缺陷的产生最小化，以使产品的质量稳定。

显然，对本领域技术人员来说，能够在不脱离本发明的精神或范围的前提下对本发明的上述实施例进行各种修改。因此，本发明将覆盖所有这样的修改，只要它们落在所附权利要求及其等同物的范围之内。

Claims (6)

1.一种用于凸轮轴的端件，其特征在于，包括：

插入孔(11)，其形成在轴(10)的端部中；

插入轴(21)，其被压装到插入孔(11)中以被牢固地固定；和

端件(20)，其与插入轴(21)的一个表面一体形成，并具有设置在另一表面的多个孔(25)和槽(24)，所述多个孔(25)和槽(24)配置成紧固螺栓连接抽头(23)。

2.根据权利要求1所述的用于凸轮轴的端件，其特征在于，所述多个孔(25)和槽(24)还被配置成紧固链轮、齿轮和连续可变气门正时装置。

3.根据权利要求1所述的用于凸轮轴的端件，其特征在于，滚花部(22)形成在插入轴(21)的外周面上，并且滚花部具有在纵向方向上形成的平行滚花槽，端件(20)在纵向方向上被耦接。

4.根据权利要求1所述的用于凸轮轴的端件，其特征在于，在机器加工的状态下通过压装将端件(20)装配到轴(10)的端部。

5.根据权利要求1所述的用于凸轮轴的端件，其特征在于，插入轴(21)的外径大于轴(10)的内径。

6.根据权利要求1所述的用于凸轮轴的端件，其特征在于，轴的内径(D2)小于端件的插入轴(21)的外径(D1)，轴的内径公差为Φ0至+0.1，在滚花前，插入轴(21)的外径公差为Φ0至+0.1，在滚花后，插入轴(21)的外径公差为Φ+0.3至+0.4，而滚花部的宽度(t)为15mm或以上。