JPS6389624A - カムシヤフトの表面硬化処理方法 - Google Patents
カムシヤフトの表面硬化処理方法Info
- Publication number
- JPS6389624A JPS6389624A JP23575986A JP23575986A JPS6389624A JP S6389624 A JPS6389624 A JP S6389624A JP 23575986 A JP23575986 A JP 23575986A JP 23575986 A JP23575986 A JP 23575986A JP S6389624 A JPS6389624 A JP S6389624A
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- JP
- Japan
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- cam
- laser beam
- cam shaft
- cam surface
- surface hardening
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- Pending
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Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、カムシャフトの熱処理方法の一つとして、鋳
鉄製カムシャフトのカム面を再溶融させて硬化処理する
方法だ関する。
鉄製カムシャフトのカム面を再溶融させて硬化処理する
方法だ関する。
従来の技術
内燃機関に用いられる鋳鉄製カムシャフトのカム面をレ
ーザヅ、電子ビーム等の高密度エネルギーにより再溶融
させ、放冷によって表面硬化させるいわゆる再溶融表面
硬化法が例えば特開昭60−187623号公報等にお
いて知られている。
ーザヅ、電子ビーム等の高密度エネルギーにより再溶融
させ、放冷によって表面硬化させるいわゆる再溶融表面
硬化法が例えば特開昭60−187623号公報等にお
いて知られている。
第8図はこの従来の再溶融表面硬化法の概略ン模式的に
示したもので、複数のカムCン有するカムシャフトSは
図示外の駆動手段により回転駆動される一方、TIGト
ーチ(以下、単てトーチという)1はカムシャフトSの
回転に同期して、カム面Fとの間の距離が常に一定とな
るようにX方向の位置が制御されるとともK、Y方向の
直線往復送りがボールねじ2により与えられる。し友が
って、トーチ1とカムCとが相対回転し、かつトーチ1
がカム幅内で軌跡減のような振幅!締り返すいわゆるウ
ィービング1行なうことで、トーチ1が発生するアーク
によりカム面Fの一部が順次再溶融する。再溶融した部
分は急冷されて固化し、この急冷固化しt部分が、高硬
度でしかも1N摩耗性にすぐれtチル組織に変化するこ
とになる。
示したもので、複数のカムCン有するカムシャフトSは
図示外の駆動手段により回転駆動される一方、TIGト
ーチ(以下、単てトーチという)1はカムシャフトSの
回転に同期して、カム面Fとの間の距離が常に一定とな
るようにX方向の位置が制御されるとともK、Y方向の
直線往復送りがボールねじ2により与えられる。し友が
って、トーチ1とカムCとが相対回転し、かつトーチ1
がカム幅内で軌跡減のような振幅!締り返すいわゆるウ
ィービング1行なうことで、トーチ1が発生するアーク
によりカム面Fの一部が順次再溶融する。再溶融した部
分は急冷されて固化し、この急冷固化しt部分が、高硬
度でしかも1N摩耗性にすぐれtチル組織に変化するこ
とになる。
発明が解決しようとする問題点
従来の方法においては、トーチ1のウイービング動作が
必須とされるために処理時間が長くなり、エネルギー源
の出力に対する効率が悪い。つまり、処理時間が長いた
めにエネルギーロスが大キく、ロスシタエネルギーのt
めにカム全体の温度が上昇し、同一カムでも処理開始直
後と処理終了直前とでは処理条件が変わってくる。例え
ば処理開始直後は処理済み面積が小さい定めに冷却が比
較的早いものの、処理終了直前では処理済み面積が大き
く、シかもロス分のエネルギーでカム全体が加熱されて
いるtめに冷却が遅れ気味になりやすい。
必須とされるために処理時間が長くなり、エネルギー源
の出力に対する効率が悪い。つまり、処理時間が長いた
めにエネルギーロスが大キく、ロスシタエネルギーのt
めにカム全体の温度が上昇し、同一カムでも処理開始直
後と処理終了直前とでは処理条件が変わってくる。例え
ば処理開始直後は処理済み面積が小さい定めに冷却が比
較的早いものの、処理終了直前では処理済み面積が大き
く、シかもロス分のエネルギーでカム全体が加熱されて
いるtめに冷却が遅れ気味になりやすい。
し九がって、処理終了直前に処理した部分が急冷しない
友めに所要の硬度が得られないことがある。
友めに所要の硬度が得られないことがある。
さらに、トーチのウィービング運動はカム面の端部で方
向が変わり、この位置ではカム面に対するトーチの相対
速度が最も遅くなる。従ってカム面の中央部と端部とで
はトーチから受けるエネルギーの相違による処理条件の
差が出る。
向が変わり、この位置ではカム面に対するトーチの相対
速度が最も遅くなる。従ってカム面の中央部と端部とで
はトーチから受けるエネルギーの相違による処理条件の
差が出る。
問題点を解決するための手段
本発明は上記のようなウィービング動作!必要としない
処理方法を提供するもので、実施例にも示すように、カ
ム面に対しカムシャフトの軸心方向と平行な帯状の高密
度エネルギーを照射し、カムト高密度エネルギーのビー
ムとをカムシャフトの軸心1回転中心として相対回転さ
せて処理するようにしたものである。
処理方法を提供するもので、実施例にも示すように、カ
ム面に対しカムシャフトの軸心方向と平行な帯状の高密
度エネルギーを照射し、カムト高密度エネルギーのビー
ムとをカムシャフトの軸心1回転中心として相対回転さ
せて処理するようにしたものである。
本発明にいう高密度エネルギーとしては、レーザ〃や電
子ビーム等lあげることができる。
子ビーム等lあげることができる。
作用
上記のように帯状の高密度エネルギーのビームをカム面
に与えることによって、例えばカムシャツ)V回転させ
るだけで硬化処理することができる。
に与えることによって、例えばカムシャツ)V回転させ
るだけで硬化処理することができる。
実施例
第1図は本発明の一実施例を示す図であり、カムシャ7
)Sが図示外の駆動手段により回転駆動される点につい
ては従来と同様である。3はレーザ発振器であり、レー
ザ発振器3から出た断面円形のレーザビームBl’に第
2図の凹面鏡たるミラー4で反射させ、その反射したビ
ームB1の断面形状”r!4図囚のように偏平な楕円形
に変化させる。
)Sが図示外の駆動手段により回転駆動される点につい
ては従来と同様である。3はレーザ発振器であり、レー
ザ発振器3から出た断面円形のレーザビームBl’に第
2図の凹面鏡たるミラー4で反射させ、その反射したビ
ームB1の断面形状”r!4図囚のように偏平な楕円形
に変化させる。
そして、ミラー4で反射したレーザビームBt’にさら
にミラー5で反射させてカムCのカム面Fに照射する。
にミラー5で反射させてカムCのカム面Fに照射する。
ミラー5は第3図のように3つの反射面5ay、’もつ
ものであり、したがってミラー5で反射したレーザビー
ムB3の断面形状は第4図(8)のように帯状のものと
なる。つまり、第4図囚のように偏平樗円形の断面形状
!もつレーザビームB2がミラー5で反射することで、
第4図(6)のように偏平楕円形の両端のエネルギー密
度の低い部分が折I)返され、第4図(5)およびWj
G図のように全長のエネルギー密度がほぼ均一となった
断面帯状のレーザビームB3となってカム面Fを照射す
る。
ものであり、したがってミラー5で反射したレーザビー
ムB3の断面形状は第4図(8)のように帯状のものと
なる。つまり、第4図囚のように偏平樗円形の断面形状
!もつレーザビームB2がミラー5で反射することで、
第4図(6)のように偏平楕円形の両端のエネルギー密
度の低い部分が折I)返され、第4図(5)およびWj
G図のように全長のエネルギー密度がほぼ均一となった
断面帯状のレーザビームB3となってカム面Fを照射す
る。
カム面F上でのレーザビームB3の照射長さくビーム断
面の長手方向長さ)は第1図に示すようにカム幅りと同
等もしくはカム@tよりも若干短いaFとし、レーザビ
ームBS’!’固定したままでカムシャツ)Sン7回転
せることによりカム面Fが順次硬化処理される。
面の長手方向長さ)は第1図に示すようにカム幅りと同
等もしくはカム@tよりも若干短いaFとし、レーザビ
ームBS’!’固定したままでカムシャツ)Sン7回転
せることによりカム面Fが順次硬化処理される。
例えば第5図のようにレーザビームB3のカム幅方向の
座標!Xとした時、各カム幅位置でのエネルギー密度は ア=に6丁;J ただし k:エネルギー密度の定数 r:レーザビーム半径 であるから、r=8.5m(直径R= 17 tmi
)のレーザビームB3を短径tが4慣となるように偏平
化しtのち、その両端!2瓢づつ折り返してカム幅t=
13鋼のカムに照射し穴場台、エネルギー密度分布は第
6図のようになり、処理深さとしては第7図のように6
= 0 、8mとなった。
座標!Xとした時、各カム幅位置でのエネルギー密度は ア=に6丁;J ただし k:エネルギー密度の定数 r:レーザビーム半径 であるから、r=8.5m(直径R= 17 tmi
)のレーザビームB3を短径tが4慣となるように偏平
化しtのち、その両端!2瓢づつ折り返してカム幅t=
13鋼のカムに照射し穴場台、エネルギー密度分布は第
6図のようになり、処理深さとしては第7図のように6
= 0 、8mとなった。
友だし、レーザ出力は2mw(co2レーザ)マルチモ
ードで、カムCの回転速度は2rpmとしt0発明の効
果 本発明によれば、帯状のレーザビームを照射して処理す
るようにしたものであるから、従来のようにウィービン
グの必要がなく、処理装置の簡素化と伴せて処理時間の
短縮化が図れる。
ードで、カムCの回転速度は2rpmとしt0発明の効
果 本発明によれば、帯状のレーザビームを照射して処理す
るようにしたものであるから、従来のようにウィービン
グの必要がなく、処理装置の簡素化と伴せて処理時間の
短縮化が図れる。
また、エネルギーロスが少ないtめにカムの昇温か抑制
され、処理条件が安定する。すなわち、処理開始直後と
処理終了直前とでは溶融後の冷却速度がほとんど変わら
ないtめ、カム面全体をとおして安定しt硬度が得られ
る。
され、処理条件が安定する。すなわち、処理開始直後と
処理終了直前とでは溶融後の冷却速度がほとんど変わら
ないtめ、カム面全体をとおして安定しt硬度が得られ
る。
さらに、カム面の中央部と端部において同様の条件でエ
ネルギーを受けることができ、カムの幅方向においても
均一な条件の処理が可能となる。
ネルギーを受けることができ、カムの幅方向においても
均一な条件の処理が可能となる。
wc1図は本発明の一実施例を示す説明図、第2図およ
びwca図りよミラーの斜視図、@4図囚、@はレーザ
ビームの断面図、wcs図はカムとレーザビームとの関
係を示す平面説明図、第6図はレーザビームのエネルギ
ー密度の分布特性図、第7図はカムの断面図、@8図は
従来の処理法の説明図である。 3・・・レーザ発撮器、4,5・・・ミラー、B1 s
B2 sB3・・・レーザビーム、S・・・カムシャ
フト、C・・・カム、F・・・カム面。 第1図 第4図 第5図 第6図 第8因
びwca図りよミラーの斜視図、@4図囚、@はレーザ
ビームの断面図、wcs図はカムとレーザビームとの関
係を示す平面説明図、第6図はレーザビームのエネルギ
ー密度の分布特性図、第7図はカムの断面図、@8図は
従来の処理法の説明図である。 3・・・レーザ発撮器、4,5・・・ミラー、B1 s
B2 sB3・・・レーザビーム、S・・・カムシャ
フト、C・・・カム、F・・・カム面。 第1図 第4図 第5図 第6図 第8因
Claims (1)
- (1)カムシャフトのカム面に高密度エネルギーを与え
て再溶融させることで前記カム面を硬化処理する方法に
おいて、カム面に対しカムシャフトの軸心方向と平行な
帯状の高密度エネルギーを照射し、カムと高密度エネル
ギーのビームとをカムシャフトの軸心を回転中心として
相対回転させて硬化処理することを特徴とするカムシャ
フトの表面硬化処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23575986A JPS6389624A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | カムシヤフトの表面硬化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23575986A JPS6389624A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | カムシヤフトの表面硬化処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6389624A true JPS6389624A (ja) | 1988-04-20 |
Family
ID=16990815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23575986A Pending JPS6389624A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | カムシヤフトの表面硬化処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6389624A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01310113A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-14 | Nissan Motor Co Ltd | 再溶融チルカムシャフトの製造方法 |
WO1991018705A1 (de) * | 1990-06-08 | 1991-12-12 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur oberflächenbehandlung von werkstücken mit laserstrahlung |
US5446258A (en) * | 1991-04-12 | 1995-08-29 | Mli Lasers | Process for remelting metal surfaces using a laser |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP23575986A patent/JPS6389624A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01310113A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-14 | Nissan Motor Co Ltd | 再溶融チルカムシャフトの製造方法 |
WO1991018705A1 (de) * | 1990-06-08 | 1991-12-12 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur oberflächenbehandlung von werkstücken mit laserstrahlung |
US5446258A (en) * | 1991-04-12 | 1995-08-29 | Mli Lasers | Process for remelting metal surfaces using a laser |
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