WO2018006803A1

WO2018006803A1 - 发动机及其凸轮轴、凸轮轴的制造方法

Info

Publication number: WO2018006803A1
Application number: PCT/CN2017/091722
Authority: WO
Inventors: 奚勇; 杨洲; 朱松; 张凤武
Original assignee: 上海尤顺汽车部件有限公司
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2017-07-04
Publication date: 2018-01-11
Also published as: US20190226569A1; EP3483402A1; CN109415954A; EP3483402A4; US10746274B2

Abstract

发动机及其凸轮轴、凸轮轴的制造方法，凸轮轴包括芯轴，具有轴向的孔，所述芯轴具有配合段，所述配合段在任意一个轴向位置的外周横截面均为多边形；第一凸轮、第二凸轮，所述第一凸轮、第二凸轮分別套设于所述芯轴的配合段且沿轴向间隔设置。本结构能够传递的扭矩更大，结构更简单、制造工艺简化、制造耗时减小、成本降低。

Description

发动机及其凸轮轴、凸轮轴的制造方法

本申请要求于2016年6月8日提交中国专利局、申请号为201610537009.5，发明名称为“发动机及其凸轮轴、凸轮轴的制造方法”的中国专利申请的优先权；要求于2016年10月14日提交中国专利局、申请号为201610899486.6，发明名称为“凸轮轴及凸轮轴、管件和凸轮的制造方法”的中国专利申请的优先权；要求于2017年5月26日提交中国专利局、申请号为201710387766.3，发明名称为“一种凸轮轴及凸轮轴的制造方法”的中国专利申请的优先权其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及汽车发动机领域，具体涉及一种发动机及其凸轮轴、凸轮轴的制造方法。

背景技术

发动机的配气机构负责向气缸提供汽油燃烧做功所必须的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出。

凸轮轴是配气结构的关键部件，发动机上配备有进气凸轮轴和排气凸轮轴，每一凸轮轴都具有芯轴和套设于芯轴上的凸轮，芯轴与发动机曲轴通过链条或皮带传动连接，芯轴与凸轮同步转动。其中，进气凸轮轴的凸轮用于驱动发动机的进气门进行开闭，排气凸轮轴的凸轮则用于驱动发动机的排气门进行开闭。

现有发动机中，组装式凸轮轴的凸轮与芯轴通过花键连接。虽然花键连接可以保证凸轮角位置的精度，但是仍旧存在下列缺点：

第一，为了在凸轮的内周面、芯轴的外周面形成花键，零件的结构复杂。并且，需要用专用设备来加工形成花键，且需要经过渗碳处理来保证零件的性能，制造工艺复杂、耗时长、成本高。

第二，凸轮的轴向尺寸较大，一般采用铸造工艺来形成，成本较高。

第三，花键连接所能传递的扭矩有限。

除此之外，目前，制造凸轮轴的方法有：传统整体式的铸造法、锻造法，以及组合式制造凸轮轴的方法。其中，应用铸造法、锻造法来制造凸轮轴存在诸多缺点，例如：不能对凸轮轴各个部位进行性能最大化设计和利用，对于凸轮、轴颈、芯轴、传动单元等各部分的性能要求有很大的不同，若用单一材料，不能把每个部分的性能做到最大化，整个加工制造工艺复杂，需要大量的机械加工工序，生产效率不高，能耗大、环境污染严重。

组合式凸轮轴的制造方法有：焊接法、扩管法、机械滚花法等。这些方法大部分都是将凸轮轴分解成单个的凸轮零件、中间芯轴零件、传动零件等等，再应用不同的制造工艺方法将各个零件连接起来组合成一个整体的凸轮轴。其中，应用机械滚花法将凸轮与芯轴通过加工出的花键进行连接。虽然花键连接可以保证凸轮角位置的精度，但是仍旧存在下列缺点：第一，为了在凸轮的内周面、芯轴的外周面形成花键，零件的结构复杂。并且，需要用专用设备来加工形成花键，制造工艺复杂、耗时长、成本高。第二，凸轮与芯轴之间的花键连接，每次只能连接一个凸轮到芯轴上，需要多次组合才能完成一根凸轮轴的组合。

发明内容

本发明解决的问题是现有凸轮轴的结构复杂、制造工艺复杂、耗时长、成本高，且传递扭矩有限。

为解决上述问题，本发明提供一种凸轮轴，包括：芯轴，具有轴向的孔，所述芯轴具有配合段，所述配合段在任意一个轴向位置的横截面的外周均为多边形；第一凸轮、第二凸轮，所述第一凸轮、第二凸轮分别套设于所述芯轴的配合段且沿轴向间隔设置，所述第一凸轮、第二凸轮的内周面的横截面为多边形，所述配合段沿轴向至少从所述第一凸轮延伸至所述第二凸轮。

可选的，所述多边形中相邻的两条边之间通过圆弧过渡。

可选的，所述第一凸轮、第二凸轮的至少之一包括沿轴向排布的第一部分和第二部分；所述第一部分、第二部分分别套设于所述芯轴，且在轴向、径向和周向均固定于所述芯轴；所述第一部分具有第一轴向端面，所述第二部分具有第二轴向端面，所述第一轴向端面和所述第二轴向端面面对面且相互分离。

可选的，所述第一凸轮、第二凸轮的至少之一包括沿轴向排布的第一部分和第二部分；所述第一部分、第二部分分别套设在所述芯轴，且在轴向、径向和周向均固定于所述芯轴；所述第一部分具有第一轴向端面，所述第二部分具有第二轴向端面，所述第一轴向端面和所述第二轴向端面面对面且相互接触。

可选的，所述第一凸轮、第二凸轮的至少之一包括沿轴向排布的第一部分和第二部分；除轴向厚度之外，所述第一部分、第二部分的形状相同。

可选的，所述第一凸轮、第二凸轮的至少之一包括沿轴向排布的第一部分和第二部分；所述第一部分、第二部分的形状完全相同。

可选的，沿轴向朝向所述第二部分的方向，所述第一部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。

可选的，沿轴向朝向所述第一部分的方向，所述第二部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。

可选的，所述第一部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第一部分与所述芯轴之间的自锁角，所述第二部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第二部分与所述芯轴之间的自锁角。

可选的，所述第一部分、第二部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于arctan0.1。

本发明还提供一种发动机，包括：第一气门；第二气门；上述任一项所述的凸轮轴，所述第一凸轮用于驱动所述第一气门但不驱动所述第二气门，所述第二凸轮用于驱动所述第二气门但不驱动所述第一气门。

本发明还提供一种凸轮轴，包括：芯轴；凸轮，套设于所述芯轴，所述凸轮包括沿轴向排布的第一部分和第二部分，所述第一部分、第二部分分别套设于所述芯轴，且在轴向、径向和轴向均固定于所述芯轴；所述第一部分具有第一轴向端面，所述第二部分具有第二轴向端面，所述第一轴向端面和所述第二轴向端面面对面。

可选的，所述第一部分具有用于发动机制动的凸轮轮廓，所述第二部分具有用于发动机常规工作的凸轮轮廓。

可选的，除轴向厚度之外，所述第一部分、第二部分的形状相同。

可选的，所述第一部分、第二部分的形状完全相同。

本发明还提供一种发动机，包括：气门；上述任一项所述的凸轮轴，所述凸轮的第一部分和第二部分驱动至少同一个所述气门。

本发明还提供一种凸轮轴，包括：芯轴；凸轮，套设于所述芯轴，所述凸轮包括沿轴向排布的第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一轴向端面，所述第二部分具有第二轴向端面，所述第一轴向端面和所述第二轴向端面面对面；除轴向厚度外，所述第一部分、第二部分的形状相同。

可选的，所述第一部分、第二部分的形状完全相同。

本发明还提供一种凸轮轴的制造方法，包括：先将凸轮套设于芯轴的配合段，所述配合段在任意一个轴向位置的横截面的外周均为多边形，所述凸轮的内周面的横截面为多边形，所述芯轴具有轴向的孔，所述孔延伸至所述配合段；然后对所述配合段伸入所述凸轮内的伸入部分进行扩张，使得所述伸入部分的外径增大、并与所述凸轮沿径向相互压紧。

可选的，对所述配合段伸入所述凸轮内的伸入部分进行扩张的步骤包括：将扩张件伸入所述孔，使得所述伸入部分沿径向扩张。

可选的，沿径向至少在一个方向上，所述扩张件的尺寸大于所述孔的尺寸。

可选的，对所述配合段伸入所述凸轮内的伸入部分进行扩张的步骤包括：在压力作用下向所述孔中通入流体，使得所述伸入部分沿径向扩张。

可选的，所述多边形中相邻的两条边之间通过圆弧过渡。

可选的，所述凸轮包括沿轴向排布在所述芯轴的第一部分、第二部分。

可选的，所述第一部分、第二部分的形状完全相同。

可选的，沿轴向朝向所述第二部分的方向，所述第一部分的内周面的横截面的尺寸呈间隙趋势。

可选的，利用冷冲压工艺制成所述第一部分、第二部分中的至少之一。

本发明还提供一种凸轮轴的制造方法，包括：先将凸轮的第一部分、第二部分分别套设在芯轴的配合段上，所述第一部分、第二部分沿轴向排布，所述芯轴具有沿轴向的孔，所述孔延伸至所述配合段；然后对所述配合段伸入所述第一部分、第二部分内的伸入部分进行扩张，使得所述伸入部分的外径增大，并与所述第一部分、第二部分沿径向相互压紧。

可选的，对所述配合段伸入所述第一部分、第二部分内的伸入部分进行扩张的步骤包括：将扩张件伸入所述孔，使得所述伸入部分沿径向扩张。

可选的，对所述配合段伸入所述第一部分、第二部分内的伸入部分进行扩张的步骤包括：在压力作用下向所述孔中通入流体，使得所述伸入部分沿径向扩张。

可选的，所述第一部分包括用于发动机制动的凸轮轮廓，所述第二部分包括用于发动机常规点火的凸轮轮廓。

可选的，所述第一部分、第二部分的形状完全相同。

本发明提供一种凸轮轴，包括：具有配合段的芯轴，所述配合段的外周面在任一轴向位置的横截面轮廓均相同，所述横截面轮廓包括：直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布、并相互连接成所述的横截面轮廓；凸轮，套设于所述芯轴的配合段。

可选的，所述圆和所述多边形同心。

可选的，还包括：轴承，安装于所述芯轴的配合段，所述轴承具有与所述芯轴配合的内孔，所述内孔为圆形且所述圆形的直径与所述圆弧区所属的圆的直径一致。

可选的，还包括轴承，所述轴承具有内孔，所述内孔包括与所述芯轴的圆弧区配合的弧面。

可选的，所述凸轮的内周面的横截面的轮廓形状与所述配合段的外周面的横截面的轮廓形状一致。

可选的，所述凸轮具有分别套设于所述芯轴的配合段的多个，且沿轴向间隔设置。

本发明还提供一种凸轮轴，包括：芯轴；凸轮，套设于所述芯轴，所述凸轮的内周面的横截面轮廓包括：直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布、并相互连接成所述的横截面轮廓。

可选的，所述圆和所述多边形同心。

本发明还提供一种凸轮轴的制造方法，包括：利用冷冲压工艺制成凸轮的第一部分、第二部分的至少之一；将所述第一部分、第二部分分别套设于所述芯轴。

可选的，还包括：将所述第一部分、第二部分分别固定在所述芯轴上，并被配置成用于驱动同一气门。

可选的，还包括：对所述芯轴伸入所述第一部分、第二部分内的伸入部分进行扩张，使得所述伸入部分的外径增大，并与所述第一部分、第二部分沿径向相互压紧。

可选的，所述芯轴具有轴向孔，对所述芯轴伸入所述第一部分、第二部分内的伸入部分进行扩张的步骤包括：将扩张件伸入所述轴向孔，使得所述伸入部分沿径向扩张。

可选的，所述芯轴具有轴向孔，对所述芯轴伸入所述第一部分、第二部分内的伸入部分进行扩张的步骤包括：在压力作用下向所述轴向孔中通入流体，使得所述伸入部分沿径向扩张。

本发明还提供一种凸轮轴的制造方法，包括：形成具有轴向孔的芯轴；将凸轮套设于所述芯轴；所述芯轴的形成步骤包括：采用冷拔形成具有外圆柱面的管件；利用冷拔在所述外圆柱面形成若干沿周向间隔分布的平面，所述平面沿所述管件的轴向延伸，使得所述管件的外周面的横截面的轮廓包括直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布、并相互连接成所述的横截面轮廓。

可选的，所述圆和所述多边形同心。

可选的，在将凸轮套设于所述芯轴之前，还包括：利用冷冲压工艺形成所述凸轮的第一部分、第二部分；所述第一部分、第二部分的内周面的横截面形状与所述芯轴的外周面的横截面形状一致；将凸轮套设于所述芯轴时，分别将所述第一部分、第二部分套设于所述芯轴，并使得所述芯轴的外周面与所述第一部分、第二部分的内周面相匹配。

可选的，对所述芯轴伸入所述凸轮内的伸入部分进行扩张，使得所述伸入部分的外径增大、并与所述凸轮沿径向相互压紧。

可选的，对所述芯轴伸入所述凸轮内的伸入部分进行扩张的步骤包括：将扩张件伸入所述轴向孔，使得所述伸入部分沿径向扩张。

可选的，对所述芯轴伸入所述凸轮内的伸入部分进行扩张的步骤包括：在压力作用下向所述轴向孔中通入流体，使得所述伸入部分沿径向扩张。

本发明还提供一种凸轮轴的制造方法，包括：采用冷冲压工艺制成凸轮的第一部分、第二部分，所述第一部分、第二部分的内周面的横截面包括直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布、并相互连接成所述的横截面轮廓；将所述凸轮的第一部分、第二部分分别套设于芯轴。

可选的，包括：所述圆和所述多边形同心。

可选的，所述芯轴的外周面的横截面形状与所述第一部分、第二部分的内周面的横截面形状一致；将所述第一部分、第二部分套设于所述芯轴时，所述芯轴的外周面与所述第一部分、第二部分的内周面相匹配。

可选的，对所述芯轴伸入所述第一部分、第二部分内的伸入部分进行扩张，使得所述伸入部分的外径增大、并与所述第一部分、第二部分沿径向相互压紧。

本发明还提供一种管件的制造方法，包括：采用冷拔形成具有外圆柱面的管件；利用冷拔在所述外圆柱面形成若干沿周向间隔分布的平面，所述平面沿所述管件的轴向延伸，使得所述管件的外周面的横截面的轮廓包括直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布、并相互连接成所述的横截面轮廓。

可选的，所述管件为凸轮轴的芯轴。

本发明还提供一种凸轮的制造方法，包括：采用冷冲压工艺制成凸轮的第一部分、第二部分，所述第一部分、第二部分的内周面包括直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布、并相互连接成所述的横截面轮廓。

本发明还提供一种凸轮轴，包括：芯轴，具有轴向孔，所述芯轴具有配合段，所述配合段的外周面在任意一个轴向位置的横截面均为多边形；第一凸轮、第二凸轮，所述第一凸轮、第二凸轮分别套设于所述芯轴的配合段且沿轴向设置，所述第一凸轮、第二凸轮的内周面的横截面为多边形，所述配合段沿轴向至少从所述第一凸轮延伸至所述第二凸轮。

可选的，所述芯轴配合段的外周面的横截面与第一凸轮、第二凸轮的内周面的横截面为边数相同的多边形。换言之，配合段的外周面的横截面与第一凸轮、第二凸轮的内周面的横截面的形状相同。

可选的，当所述的芯轴配合段的多边形与第一凸轮、第二凸轮的内周面的多边形同心时，芯轴配合段与第一凸轮、第二凸轮之间的间隙在周向各个位置的尺寸相同。

可选的，所述多边形中相邻的两条边之间通过圆弧过渡。也就是说，多边形中相邻两边之间通过圆弧连接。

可选的，所述凸轮的所述多边形中相邻的两条边之间的过渡(或连接)圆弧的圆心与该凸轮的多边形的中心重合。

可选的，所述芯轴的所述多边形中相邻的两条边之间的过渡(或连接)圆弧的圆心与该芯轴的多边形的中心重合。

可选的，所述第一凸轮、第二凸轮的至少之一包括沿轴向排布的第一部分和第二部分；

所述第一部分、第二部分分别套设于所述芯轴，且在轴向、径向和周向均固定于所述芯轴；所述第一部分具有第一轴向端面，所述第二部分具有第二轴向端面，所述第一轴向端面和所述第二轴向端面面对面且相互分离。

可选的，还包括至少两个轴承，所述的轴承套设于所述芯轴的配合段且沿轴向间隔设置，所述轴承套设在所述芯轴上的内周面的横截面为多边形，所述轴承的外周面为圆柱面。

本发明还提供一种发动机，其包括：第一气门；第二气门；上述具有第一凸轮、第二凸轮的凸轮轴，所述第一凸轮用于驱动所述第一气门，所述第二凸轮用于驱动所述第二气门。

可选的，所述发动机包括至少三个气缸，其中凸轮轴中多边形的边数与发动机气缸的个数相同。

本发明还提供一种凸轮轴，其包括：芯轴；凸轮，套设于所述芯轴，所述凸轮包括沿轴向排布的第一部分和第二部分，所述第一部分、第二部分分别套设于所述芯轴，且在轴向、径向和轴向均固定于所述芯轴；所述第一部分具有第一轴向端面，所述第二部分具有第二轴向端面，所述第一轴向端面和所述第二轴向端面面对面。

可选的，所述第一部分、第二部分的形状完全相同。

本发明还提供一种凸轮轴的制造方法，包括：将凸轮套设于芯轴的配合段，所述配合段的外周面在任意一个轴向位置的横截面均为多边形，所述凸轮套设于芯轴上的内周面的横截面为多边形，所述芯轴具有轴向孔，所述轴向孔延伸至所述配合段；对所述芯轴配合段伸入所述凸轮内的伸入部分进行扩张，使得所述伸入部分的外径增大、并与所述凸轮沿径向相互压紧。

可选的，对所述芯轴配合段伸入所述凸轮内的伸入部分进行扩张的步骤包括：将扩张件伸入所述轴向孔，使得所述伸入部分沿径向扩张。

可选的，沿径向至少在一个方向上，所述扩张件的尺寸大于所述轴向孔的尺寸。

可选的，对所述芯轴配合段伸入所述凸轮内的伸入部分进行扩张的步骤包括：在压力作用下向所述轴向孔中通入流体，使得所述伸入部分沿径向扩张。

可选的，对所述芯轴配合段伸入所述凸轮内的伸入部分进行扩张的步骤包括：将芯轴内的轴向孔做成盲孔，向所述盲孔中注满流体，在盲孔的开口端往盲孔内压入扩张件，增加所述轴向孔内流体的压力，使得所述伸入部分沿径向扩张。

可选的，所述的扩张件为一个钢球。

可选的，所述的扩张件为两个以上的钢球。

可选的，所述两个以上的钢球沿轴向串联式地排列，钢球与钢球之间设置有隔垫。

可选的，所述的两个以上的钢球具有不同的直径。

可选的，所述多边形中相邻的两条边之间通过圆弧过渡(或连接)。

可选的，所述多边形中相邻的两条边之间的过渡(或连接)圆弧的圆心与多边形的中心重合。

可选的，所述第一部分、第二部分的形状完全相同。

本发明还提供一种凸轮轴的制造方法，包括：将凸轮的第一部分、第二部分分别套设在芯轴的配合段上，所述第一部分、第二部分沿轴向排布，所述芯轴具有轴向孔，所述轴向孔延伸至所述配合段；对所述芯轴配合段伸入所述第一部分、第二部分内的伸入部分进行扩张，使得所述伸入部分的外径增大，并与所述第一部分、第二部分沿径向相互压紧。

可选的，对所述芯轴配合段伸入所述第一部分、第二部分内的伸入部分进行扩张的步骤包括：将扩张件伸入所述轴向孔，使得所述伸入部分沿径向扩张。

可选的，对所述配合段伸入所述第一部分、第二部分内的伸入部分进行扩张的步骤包括：在压力作用下向所述轴向孔中通入流体，使得所述伸入部分沿径向扩张。

可选的，所述第一部分、第二部分的形状完全相同。

本发明实施例提供了一种凸轮轴，包括：

具有配合段的芯轴，所述配合段的外周面在轴向位置的横截面轮廓均相同，所述横截面轮廓包括直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布、并相互连接成所述的横截面轮廓；

套设于所述芯轴配合段的凸轮及传动单元；

堵头，所述堵头压入芯轴两端的中心孔中，对所述芯轴的端头进行密封。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述圆和所述多边形同心。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述凸轮轴还包括：

轴颈，所述轴颈具有外圆柱面，所述轴颈用于回转、支撑整根凸轮轴，所述轴颈的外圆柱面，每隔一定距离被加工于芯轴外周面上，外圆柱面与所述芯轴的圆弧区和直线区进行圆弧相连。

轴颈，所述轴颈具有内孔，所述内孔为圆形且所述圆形的直径与所述芯轴的内孔直径一致。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述传动单元具有与所述芯轴配合的内孔，所述内孔为圆形且所述圆形的直径与所述圆弧区所属圆的直径一致。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述传动单元具有内孔，所述内孔包括与所述芯轴的圆弧区配合的弧面。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述堵头一端的外圆柱面直径略大于芯轴内孔，所述堵头的外圆柱面由滚花加工而成。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述凸轮的内周面的横截面的轮廓形状与所述配合段的外周面的横截面的轮廓形状一致。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述凸轮具有分别套设于所述芯轴的多个配合段，且沿轴向间隔设置。

本发明实施例提供了一种凸轮轴制造方法，包括：

利用锻造工艺制成凸轮，对所述凸轮的内周面以及两端面的内周面边缘处进行精加工：

利用机械加工工艺制成传动单元，对所述传动单元的内周面以及两端面的内周面边缘处进行精加工；

将所述凸轮及所述传动单元套设于具有轴向孔的芯轴上；

对所述芯轴伸入凸轮和传动单元的伸入部分进行扩张，使得所述伸入部分的外径增大，并与所述凸轮沿径向相互压紧。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述对所述芯轴伸入凸轮和传动单元的伸入部分进行扩张，包括：

将扩张件伸入所述轴芯的轴向孔，使得所述伸入部分沿径向扩张。

向所述轴芯的轴向孔中通入具有扩张压力的流体，使得所述伸入部分沿径向扩张。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述芯轴通过如下方式形成：

采用冷拔的方式形成具有外圆柱面的管件；

利用冷拔的方式在所述外圆柱面形成若干沿周向间隔分布的平面，所述平面沿所述管件的轴向延伸，使得所述管件的外周面的横截面的轮廓包括直线区和圆弧区，其中，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布、并相互连接成所述的横截面轮廓。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，在将凸轮套设于所述芯轴之前，在所述芯轴的外周面上，加工具有预设距离间隔的外圆柱面，形成轴颈，所述轴颈用于回转、支撑整根凸轮轴，其中，所述外圆柱面与所述芯轴的圆弧区和直线区进行相连。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的凸轮轴中，将凸轮轴中芯轴配合段的外周面设置为多边形，将第一凸轮、第二凸轮的内周面也设置为多边形，芯轴与第一凸轮、第二凸轮之间通过多边形的外周面和多边形的内周面之间压紧配合，从而实现两者之间的固定的、抗转动地连接。相比于现有采用花键连接的凸轮轴，传递的扭矩更大、结构更简单、制造工艺简化、制造耗时减小、成本降低。

进一步，凸轮包括相互分离且沿轴向排布于芯轴上的第一凸轮、第二凸轮，相比于一体式凸轮，第一凸轮、第二凸轮的轴向尺寸减小，可以采用冲压工艺形成，成本更低。

进一步，沿轴向朝向第二部分的方向，第一部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。沿轴向朝向第一部分的方向，第二部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。在扩张时，第一部分、第二部分能够发生相对移动，使得两者之间沿轴向压紧。在制造时，可以在扩张前将第一部分、第二部分套于芯轴外并沿轴向相抵或者使两者具有微小的轴向间隙，通过在扩张时第一部分、第二部分之间的相对移动来增大轴向压紧力或消除轴向间隙，从而减小了凸轮轴的制造难度。

凸轮轴中，芯轴的外周面轮廓包括交错排列的直线区和圆弧区，并且直线区所属同一多边形，圆弧区所属同一圆。当与凸轮配合时，能够通过圆弧区与凸轮内孔的配合实现两者之间的固定的、抗转动地连接。本方案能够简化现有凸轮轴的结构和制造工艺，缩短凸轮轴制造过程的耗时、降低成本，同时保证足够大的传递扭矩。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明第一实施例的凸轮轴的主视结构图；

图2示出了本发明第一实施例中，通过扩张件对凸轮轴进行扩张的示意图；

图3是本发明第一实施例的凸轮轴的芯轴的横截面示意图；

图4是本发明第一实施例的凸轮轴的第一凸轮、第二凸轮的横截面示意图；

图5是本发明第二实施例的凸轮轴的主视结构示意图；

图6示出了凸轮的第一部分、第二部分在未套设于芯轴状态下的主视结构示意图；

图7是本发明第二实施例的凸轮轴的第一凸轮、第二凸轮的剖视图；

图8示出了在扩张时，第一凸轮的内周面的受力情况；

图9是本发明第一实施例的凸轮轴的剖视结构图；

图10是本发明第一实施例的凸轮轴的芯轴的横截面示意图；

图11是本发明第一实施例的凸轮轴的凸轮的横截面示意图；

图12是本发明第二实施例的制造方法对应的凸轮轴的示意图；

图13示出了凸轮的第一部分、第二部分在未套设于芯轴状态下的主视结构示意图；

图14是本发明第二实施例的凸轮轴的剖面结构示意图，其中示出了芯轴的扩张过程：

图15是本发明实施例提供的一种凸轮轴的剖视结构图；

图16是本发明实施例提供的一种凸轮轴的芯轴的横截面示意图；

图17是本发明实施例提供的一种凸轮轴的芯轴的立体示意图；

图18是本发明实施例提供的一种凸轮轴的凸轮的示意图；

图19是本发明实施例提供的凸轮轴的传动单元、两端堵头示意图

图20是本发明实施例提供的凸轮轴制造结构示意图；

图21是本发明实施例提供的一种凸轮轴芯轴扩张的剖面结构示意图；

图22是本发明实施例提供的另一种凸轮轴芯轴扩张的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

第一实施例

本发明实施例提供一种凸轮轴，如图1所示，包括芯轴10以及套设在芯轴10外的多个凸轮。多个凸轮中包括第一凸轮21、第二凸轮22。其中，第一凸轮21、第二凸轮22分别套设于芯轴10外且沿轴向间隔设置。

如图1示例性地示出了具有六个凸轮的凸轮轴，凸轮轴上的每个凸轮对应一个气缸，第一凸轮21、第二凸轮22分别与芯轴10抗转动地连接，两者同步转动。第一凸轮21、第二凸轮22分别用于驱动不同的气门。图1所示的实施例中，第一凸轮21、第二凸轮22相邻，两者之间没有其他凸轮。在其他实施例中，第一凸轮21、第二凸轮22之间还可以设有其他凸轮。

芯轴10具有轴向的孔11，芯轴10具有配合段101。参照图3所示，该配合段101在任意一个轴向位置的横截面的外周均为多边形，具体为六边形。配合段101除了位于第一凸轮21、第二凸轮22内，还位于相邻两个凸轮之间，即配合段101从第一凸轮21延伸至第二凸轮22。

相应地，参照图4所示，第一凸轮21、第二凸轮22的内周面20a的横截面为多边形，并且第一凸轮21、第二凸轮22的多边形与芯轴10的多边形的形状相同，也为六边形。

其中，“横截面”指的是沿垂直于轴向方向的截面。

如图2，本实施例的凸轮轴可按照下面的步骤进行安装：先将第一凸轮21、第二凸轮22套于芯轴10外，然后用扩张件30伸入芯轴10的孔11内对芯轴10进行扩张处理，以向孔11的内壁施加压力，从而将芯轴11的外径撑大，并与凸轮的内周面相互压紧，实现两者之间固定的、抗转动的配合。图2所示的实施例中，扩张件30为直径大于孔11的直径的钢球。图2中，在扩张件30沿伸入方向D从芯轴10的一端进入孔11，并在孔11中沿轴向向另一端移动。在扩张件30经过的部位，孔11的直径被撑大，芯轴10的外径变大并与相应的凸轮相互压紧。

在其他实施例中，扩张件30还可以是其他形状的刚性件，其至少在一个方向的直径大于孔11的直径，或者扩张件30还可以是流体，例如液体、气体等。

由此可见，本方案将凸轮轴中芯轴的外周面设置为多边形，将第一凸轮、第二凸轮的内周面也设置为与芯轴相应的多边形，芯轴与第一凸轮、第二凸轮之间通过多边形的外周面和多边形的内周面之间压紧配合，从而实现两者之间的固定的、抗转动地连接。相比于现有采用花键连接的凸轮轴，传递的扭矩更大、结构更简单。

其中多边形除了六边形外，还也可以是其他多边形。多边形的边数可以是发动机缸数的整数倍，例如一倍、两倍等。例如对于三缸或六缸发动机而言，上述多边形可以是六边形；对于四缸发动机而言，上述多边形可以是四边形。第一凸轮21和第二凸轮22之间的相位差为n*(360°/N)，其中N为多边形的边数或者发动机气缸的缸数，n为1或大于1的整数。

如图3、图4所示，对于芯轴10的外周面10a以及第一凸轮21、第二凸轮22的内周面20a，多边形中相邻的两条边之间通过圆弧过渡。这样可以避免在两条边之间形成尖锐区域，减小应力集中。

第二实施例

本实施例提供一种凸轮轴，本实施例的凸轮轴在第一实施例的基础上，对第一凸轮21、第二凸轮22的结构作了改变。

参照图5所示，第一凸轮21、第二凸轮22的至少之一包括沿轴向排布的第一部分201和第二部分202，第一部分201、第二部分202分别套设于芯轴10且在轴向、径向和轴向均固定于芯轴10，即第一部分201、第二部分202与芯轴10之间完全固定，安装完成后，在轴向、径向和轴向均不能与芯轴10之间发生相对移动。其中，可以设置套设在芯轴10上的所有凸轮均包括所述第一部分、第二部分；也可以设置套设在芯轴上的部分凸轮包括所述第一部分和所述第二部分，而其余凸轮则可以是一体成型的凸轮。

在图5所示的实施例中，套设在芯轴10上的第一凸轮21、第二凸轮22均包括所述第一部分201和所述第二部分202。图5中只对其中一个第一凸轮21的第一部分、第二部分作了标注。

第一部分201、第二部分202相互独立且分别固套于芯轴10。如图6所示，第一部分201具有第一轴向端面201a，第二部分202具有第二轴向端面202a，所述第一轴向端面201a和所述第二轴向端面202a面对面设置。可见，安装前，第一部分201、第二部分202是相互独立的两个部件，第一部分201、第二部分202分别制造，并通过装配而同轴地套设在芯轴10外。

其中，装配完成后，第一部分201的第一轴向端面201a、第二部分202的第二轴向端面202a可以相互分离，即相互不接触；或者第一轴向端面201a、第二轴向端面202a 也可以相互接触。

相比于一体成型的凸轮而言，本实施例中凸轮分为沿轴向排布的第一部分201、第二部分202，每一部分的轴向厚度更小，因此可以采用冲压，例如冷冲压的工艺来制造，成本更低。

在本发明中，同一个凸轮的第一部分201和第二部分202只能驱动同一气门或同一组气门，而不能驱动不同的气门。第一部分201、第二部分202可以具有完全相同的形状，例如横截面的形状相同、轴向截面的形状相同，轴向厚度相同等等。或者，第一部分201、第二部分202也可以在保留其余形状相同外，具有不同的轴向厚度。其中，“轴向截面”指的是沿与轴向平行的方向切开所获得的截面。

在本实施的另一些变形例中，第一部分201、第二部分202的形状不同。第一部分201包括用于发动机制动的凸轮轮廓，第二部分202则包括用于发动机常规工作的凸轮轮廓。当发动机常规工作用于向车轮提供驱动力时，由第二部分202驱动气门运动；当需要发动机制动时，由第一部分201驱动气门运动。

进一步，如图7所示，沿轴向朝向第二部分202的方向，第一部分201的内周面20a的横截面的尺寸呈减小趋势。沿轴向方向，第一部分201的内周面呈朝向第二部分202倾斜的斜面状，与轴向不平行。

如图8，当扩张件进入孔11内对芯轴10进行扩张处理时，随着芯轴10外径的扩张，芯轴10与第一部分201之间将逐渐发生相互挤压，由此，第一步部分201在内周面将受到一个垂直于内周面的挤压力F。该挤压力F可以分解为一个沿径向向外的径向分力f1，以及沿轴向朝向第二部分202的轴向分力f2。受轴向分力f2作用，第一部分201将随着芯轴10与第一部分201之间的相互挤压朝向第二部分202移动，使得第一部分201、第二部分202之间沿轴向配合更紧密。

同理，第二部分202也可以设置为：沿轴向朝向第一部分201的方向，第二部分202的内周面20a的横截面的尺寸呈减小趋势。由此，当扩张件进入孔11内对芯轴10进行扩张处理时，第二部分202将随着芯轴10与第二部分202之间的相互挤压朝向第一部分201移动，进一步增加第一部分201、第二部分202之间沿轴向配合更紧密。

需要注意的是，当第一部分201的内周面为与轴向不平行的斜面时，该斜面相对于中心轴线的倾斜角优选为大于第一部分201与芯轴10之间的自锁角；同样的，当第二部分202的内周面为与轴向不平行的斜面时，该斜面相对于中心轴线的倾斜角优选为大于第二部分202与芯轴10之间的自锁角。如此，在扩张处理时，可以避免第一部分201、第二部分202由于自锁效应而无法发生轴向移动。

可选择的，第一部分201、第二部分202的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于arctan0.1。

在本实施例的一些变形例中，对于每个凸轮而言，在保留包括沿轴向排布的第一部分和第二部分的基础上，还可以设置：沿轴向方向，第一部分、第二部分的内周面的横截面的尺寸均一，第一部分、第二部分的内周面与轴向平行。

在本实施例的一些变形例中，对于每个凸轮而言，在保留包括沿轴向排布的第一部分和第二部分的基础上，凸轮的内周面以及芯轴的外周面的横截面的形状可以设置为其他形状，而不限定为多边形，例如也可以是圆形等其他形状。

第三实施例

本实施例提供一种发动机，包括上述第一实施例或第二实施例所述的凸轮轴，以及第一气门、第二气门，其中，第一凸轮21用于驱动第一气门但不驱动第二气门，第二凸轮22用于驱动第二气门但不驱动第一气门。

第一气门、第二气门可以分别是同一气缸的气门，也可以是不同气缸的气门。

当凸轮包括第一部分201、第二部分202时，同一凸轮的第一部分201、第二部分202驱动至少同一个气门。

第四实施例

本实施例提供一种凸轮轴的制造方法，本实施例的凸轮轴的结构可参照图1、图3所示，芯轴10具有配合段101，配合段101在任意一个轴向位置的横截面的外周均为多边形，并且，芯轴10具有轴向的孔11，孔11沿轴向延伸至配合段101。凸轮的结构可以参照图1、图4中所示第一凸轮21、第二凸轮22的结构，凸轮的内周面的横截面为多边形。

本实施例的控制方法包括以下步骤：

S11：将凸轮套设于芯轴的配合段。

S12：对配合段101伸入凸轮内的伸入部分进行扩张，使得该伸入部分的外径增大、并至与凸轮沿径向相互压紧。

在扩张前，配合段101的外径略小于凸轮的内径，将配合段101插入凸轮内后，配合段101的外周面与凸轮的内周面之间可以有微小的径向间隙。扩张后，配合段101伸入凸轮内的伸入部分的外径增大，凸轮与伸入部分之间的径向间隙被消除，从而使得凸轮与配合段101的伸入部分紧密配合，以将凸轮在轴向、径向、轴向均固定在芯轴10上。

对于步骤S12，在对配合段101伸入凸轮内的伸入部分进行扩张时，扩张的步骤包括：将扩张件伸入芯轴的孔，使得配合段101的伸入部分沿径向扩张。

其中，扩张件为刚性件，那么，沿径向至少在一个方向上，扩张件的尺寸应当大于孔的尺寸，否则将无法起到扩张作用。

在一些实施例中，扩张件为刚性的球状件，球状件的直径大于孔11的直径。凸轮套设于在芯轴10上后，将钢球从芯轴10的轴向一端伸入孔11，然后推动钢球沿轴向在孔11内移动。在与钢球接触的部位，芯轴10被撑大。由此，当钢球移动至配合段的伸入部分时，伸入部分将被扩张。

在另一些实施例中，扩张件为流体，对配合段伸入凸轮内的伸入部分进行扩张时：在压力作用下向孔11中通入流体，使得配合段的伸入部分沿径向扩张。

需要注意的是，在用流体进行扩张时，孔11在一端应当是封闭的。如果孔11为盲孔，则可以直接通入流体。如果孔11为通孔，则先将孔11的一端封闭，再从孔11的另一端向孔11中通入流体，通过流体的压力来扩张芯轴10的孔11。

本实施例中，对于芯轴10的外周面的横截面、以及凸轮内周面的横截面来说，多边形中相邻的两条边之间通过圆弧过渡，以减小两条边之间形成尖锐区域，减小应力集中。

其中，每个凸轮可以是一体成型的，可以通过铸造工艺制造。

第五实施例

本实施例提供一种凸轮轴的制造方法，本实施例中，凸轮的结构可参照图5所示，包括第一部分201、第二部分202；芯轴10具有沿轴向的孔11。

本实施例的制造方法包括以下步骤：

S21：将凸轮的第一部分201、第二部分202分别套设在芯轴10外，将第一部分201、第二部分202沿轴向排布且彼此相抵；

S22：扩张芯轴10的孔11，使得芯轴10在位于凸轮内的部分的外径增大至与凸轮相互压紧。

步骤S22中，扩张芯轴10的孔11时，扩张方法与第四实施例相同，在此不再赘述。

其中，第一部分201、第二部分202中的至少之一利用冷冲压工艺形成。

在一些实施例中，第一部分201、第二部分202的形状可以不同。其中，第一部分201包括用于发动机制动的凸轮轮廓，第二部分202则包括用于发动机常规工作的凸轮轮廓。当发动机常规工作用于向车轮提供驱动力时，由第二部分202驱动气门运动；当需要发动机制动时，由第一部分201驱动气门运动。

在另一些实施例中，第一部分201、第二部分202具有完全相同的形状。或者在除了轴向厚度不同之外，其余形状相同。本实施例中，设置第一部分201、第二部分202具有相同的轴向尺寸，以便于加工。

进一步，沿轴向朝向第二部分202的方向，第一部分201的内周面20a的横截面的尺寸呈减小趋势。第一部分201的形状可参照图7所示，沿轴向方向，第一部分201的内周面呈朝向第二部分202倾斜的斜面状。

从上述步骤中可以看出，在扩张前，第一部分201、第二部分202之间轴向相抵，两者之间相互接触或者已经具有一定的轴向压紧力。在步骤S24进行扩张处理时，第一部分201将随着芯轴10与第一部分201之间的相互挤压朝向第二部分202移动，使得第一部分201、第二部分202之间沿轴向配合更紧密。

同理，沿轴向朝向第一部分201的方向，第二部分202的内周面20a的横截面的尺寸呈减小趋势。在步骤S24进行扩张处理时，第二部分202将随着芯轴10与第二部分202之间的相互挤压朝向第一部分201移动，使得第一部分201、第二部分202之间沿轴向配合更紧密。

本实施例中，凸轮的第一部分201、第二部分202的内周面的横截面、以及配合段101的外周面的横截面的形状不作限定，可以是圆形，也可以是多边形。

第六实施例

本发明实施例提供一种凸轮轴，如图9所示，包括芯轴10以及套设在芯轴10上的凸轮20。其中，凸轮20具有分别套设于芯轴10上且沿轴向间隔设置的多个。

如图9示例性地示出了具有六个凸轮20的凸轮轴，凸轮轴上的每个凸轮20对应一个发动机的气缸，每个凸轮20分别与芯轴10抗转动地连接，两者同步转动。每个凸轮20分别用于驱动不同的发动机气门。

芯轴10具有用于与凸轮20配合的配合段101，凸轮则套设于配合段101。参照图 10，图10示出了芯轴10在配合段101位置的横截面轮廓。

配合段101外周面的横截面轮廓包括：直线区10a和圆弧区10b。其中，圆弧区10a同属于一个圆且包括多段圆弧，直线区10a同属于一个多边形且包括多段直线，各个直线和各个圆弧沿周向交错排布并相互连接成外周面的横截面轮廓。本实施例中，如图10所示，多边形为六边形。

需要注意的是，本实施例中，配合段101的外周面在任意一个轴向位置的横截面具有相同的轮廓。换言之，将任意一个具有上述圆弧区和直线区的轮廓沿轴向拉伸，即形成配合段101的外周面。其中，“横截面”指的是沿垂直于轴向方向的截面。

进一步，参照图11所示，凸轮20的内周面的横截面的轮廓形状与芯轴10上配合段101的外周面的横截面的轮廓形状一致。也就是说，凸轮20的内周面的横截面轮廓也包括：直线区20a和圆弧区20b，所述圆弧区20b同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区20a同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布。其中图11只对凸轮20中的部分直线区20a和圆弧区20b作了标注。

对于芯轴10上的配合段101而言，在将凸轮20套设于配合段101时，圆弧区10b能够与凸轮20的内孔的圆弧区20b配合。具体地，圆弧区10b的形状与凸轮20内孔的圆弧区20b吻合，使得芯轴10外周面的圆弧区10b(图10)与凸轮20的内孔的圆弧区20b(图11)贴合。

由此可见，本方案凸轮轴中芯轴的外周面轮廓包括交错排列的直线区和圆弧区，并且直线区所属同一多边形，圆弧区所属同一圆。当与凸轮配合时，能够通过圆弧区与凸轮内孔相应的圆弧区配合实现两者之间的同心组装，并通过直线区与凸轮内孔相应的直线区配合实现两者之间的固定的、抗转动地连接。相比于现有采用花键连接的凸轮轴，传递的扭矩更大、结构更简单。

其中，圆弧区10b(或20b)所在的圆与直线段10a(或20a)所在的多边形同心，即两者的几何中心重合。

继续参照图9所示，凸轮轴还包括轴承30，轴承30安装于芯轴10的配合段101，轴承30具有与芯轴10配合的内孔(图中未示出)，内孔为圆形且内孔的直径与圆弧区10b所属的圆的直径一致。

在其他实施例中，轴承30的内孔也可以不是圆形，但轴承30的内孔至少需要包括能够与芯轴10的圆弧区10b配合的弧面。也就是说，轴承30的内孔30的横截面的形状可以是多段线的组合，该多段线中，在与芯轴10的圆弧区10b对应的部位，至少有一个或者多个线段能够与对应的圆弧区10b配合。

其中，上述多边形除了六边形外，还也可以是其他多边形。多边形的边数可以是发动机缸数的整数倍，例如一倍、两倍等。例如对于三缸或六缸发动机而言，上述多边形可以是六边形；对于四缸发动机而言，上述多边形可以是四边形。发动机相邻两缸所对应的两个凸轮之间的相位差为n*(360°/N)，其中N为发动机气缸的缸数，n为1或大于1的整数。

在另一些实施例中，也可以只将凸轮的内周面的横截面轮廓设置为上述包含直线区和圆弧区的形状，而对芯轴的外周面的轮廓形状不作限制，其可以是圆柱形。

第七实施例

本实施例提供一种凸轮轴的制造方法，该方法包括以下步骤：

S11：利用冷冲压工艺制成凸轮的第一部分、第二部分的至少之一；

S12：将所述第一部分、第二部分分别套设于所述芯轴。

参照图12所示，至少一个凸轮20包括沿轴向排布的第一部分21和第二部分22，第一部分21、第二部分22分别套设于芯轴10且在轴向、径向和轴向均固定于芯轴10。换言之，第一部分21、第二部分22与芯轴10之间完全固定，安装完成后，在轴向、径向和轴向均不能与芯轴10之间发生相对移动。

其中，可以设置套设在芯轴10上的所有凸轮均包括所述第一部分、第二部分；也可以设置套设在芯轴上的部分凸轮包括所述第一部分和所述第二部分，而其余凸轮则可以是一体成型的凸轮。

在图12所示的实施例中，套设在芯轴10上的凸轮20均包括所述第一部分21和所述第二部分22。图13中只对其中一个第一凸轮21的第一部分、第二部分作了标注。

进一步，本实施例的制造方法还包括步骤S13。

步骤S13：将凸轮20的第一部分21、第二部分22分别固定在芯轴10上，并被配置成用于驱动同一发动机气门。

可见，第一部分21、第二部分22相互独立且分别固套于芯轴10。如图13所示，第一部分21具有第一轴向端面201a，第二部分22具有第二轴向端面202a，所述第一轴向端面201a和所述第二轴向端面202a面对面设置。可见，安装前，第一部分21、第二部分22是相互独立的两个部件，第一部分21、第二部分22分别制造，并通过装配而同轴地套设在芯轴10外。

其中，装配完成后，第一部分21的第一轴向端面201a、第二部分22的第二轴向端面202a可以相互分离，即相互不接触；或者第一轴向端面201a、第二轴向端面202a也可以相互接触。在润滑时，可以利用第一部分和第二部分之间的缝隙传递润滑油润滑凸轮。

相比于一体成型的凸轮而言，本实施例中凸轮分为沿轴向排布的第一部分21、第二部分22，每一部分的轴向厚度更小，因此可以采用冲压，例如冷冲压的工艺来制造，成本更低。

第一部分21、第二部分22可以具有完全相同的形状，例如横截面的形状相同、轴向截面的形状相同，轴向厚度相同等等。或者，第一部分21、第二部分22也可以在保留其余形状相同外，具有不同的轴向厚度。其中，“轴向截面”指的是沿与轴向平行的方向切开所获得的截面。

在本实施的另一些变形例中，第一部分21、第二部分22的形状不同。第一部分21包括用于发动机制动的凸轮轮廓，第二部分22则包括用于发动机常规工作的凸轮轮廓。当发动机常规工作用于向车轮提供驱动力时，由第二部分22驱动气门运动；当需要发动机制动时，由第一部分21驱动气门运动。

进一步，本实施例的方法还包括步骤S14。

步骤S14：对芯轴10伸入第一部分21、第二部分21内的伸入部分进行扩张，使得所述伸入部分的外径增大，并与第一部分21、第二部分22沿径向相互压紧。

在扩张前，配合段101的外径可以略小于凸轮20的内径，将配合段101插入凸轮20内后，配合段101的外周面与凸轮20的内周面之间可以有微小的径向间隙。扩张后，配合段101伸入凸轮20内的伸入部分的外径增大，凸轮20与配合段101的伸入部分之间的径向间隙被消除，从而使得凸轮20与配合段101的伸入部分紧密配合，以将凸轮20在轴向、径向、轴向均固定在芯轴10上。

本实施例中，参照图14所示，芯轴10具有轴向孔11。其中，轴向孔11可以是通孔，也可以是盲孔，其数量可以是一个，或者是分别朝向芯轴的轴向两端开口的两个。但须注意的是，轴向孔11应当延伸至每个需要扩张的部位。

对于步骤14，在对配合段101伸入凸轮20内的伸入部分进行扩张时，扩张的步骤包括：将扩张件S伸入芯轴10的轴向孔11，使得配合段101的伸入部分沿径向扩张。

其中，扩张件S为刚性件，那么，沿径向至少在一个方向上，扩张件S的尺寸应当大于轴向孔11的尺寸，否则将无法起到扩张作用。

在一些实施例中，扩张件30为刚性的球状件，例如钢球。钢球的直径大于轴向孔11的直径。凸轮20套设于在芯轴10上后，将钢球从芯轴10的轴向一端伸入轴向孔11，然后推动钢球沿轴向在轴向孔11内移动。在与钢球接触的部位，芯轴10被撑大。由此，当钢球移动至配合段的伸入部分时，伸入部分将被扩张。

在另一些实施例中，扩张件可以为流体，对配合段伸入凸轮内的伸入部分进行扩张时：在压力作用下向轴向孔11中通入流体，使得配合段的伸入部分沿径向扩张。

需要注意的是，在用流体进行扩张时，轴向孔11在一端应当是封闭的。如果轴向孔11为盲孔，则可以直接通入流体。如果轴向孔11为通孔，则先将轴向孔11的一端封闭，再从轴向孔11的另一端向轴向孔11中通入流体，通过流体的压力来扩张芯轴10的轴向孔11。

第八实施例

本实施例提供一种凸轮轴的制造方法，该制造方法包括：

S21：形成具有轴向孔的芯轴；

S22：将凸轮套设于芯轴。

步骤S21中，在形成芯轴时，包括以下几个子步骤：

S211：采用冷拔形成具有外圆柱面的管件；

S212：利用冷拔在所述外圆柱面形成若干沿周向间隔分布的平面，所述平面沿所述管件的轴向延伸，使得所述管件的外周面的横截面的轮廓包括直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布。

其中，管件的横截面形状可以参照图10。

本实施例的制造方法采用冷拔工艺形成管件，并用冷拔工艺在管件的外圆柱面上形成所述平面，能够保证管件的圆弧区和直线区都具有较高的精度，由此就不需要再机加工，从而降低凸轮轴的制造成本。

本实施例中，上述圆弧区所在的圆和直线区所在的多边形同心。多边形的边数设置与第六实施例相同。

进一步，在步骤S22“将凸轮套设于所述芯轴”之前，还包括步骤S23：利用冷冲压工艺形成所述凸轮的第一部分、第二部分。其中，步骤S23与步骤S21之间没有时序关系。

本实施例中凸轮的第一部分、第二部分的结构与第七实施例相同，可参照图12、图13。

凸轮的第一部分、第二部分的内周面的横截面形状与所述芯轴的外周面的横截面形状一致，第一部分、第二部分内周面的横截面的形状可以参照图11。将凸轮套设于所述芯轴时，所述芯轴的外周面与所述第一部分、第二部分的内周面相匹配。

换言之，在步骤S23中，形成凸轮的第一部分、第二部分的内周面的横截面包括直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布。

其中，对于凸轮的内周面的横截面来说，圆弧区所在的圆和直线区所在的多边形可以同心。

在步骤S22“将凸轮套设于所述芯轴”之后，还包括对芯轴伸入所述凸轮内的伸入部分进行扩张的步骤，该步骤与第七实施例相同，在此不再赘述。

在另一些实施例中，在凸轮轴的制造方法中，步骤S21也可以采用现有方法来完成，而不采用本实施例的步骤S211～S212所用的方法。同时采用本实施例的步骤S23来制造凸轮。

在另一些实施例中，步骤S211～步骤S212可以用于制造芯轴之外的其他管件。步骤S24也可以用于制造用于凸轮轴之外的其他凸轮。

第九实施例

本发明实施例提供一种凸轮轴，如图15所示，包括芯轴10以及套设在芯轴10上的凸轮20。其中，凸轮20具有分别套设于芯轴10上且沿轴向间隔设置的多个。

如图15示例性地示出了具有六个凸轮20的凸轮轴，凸轮轴上的每个凸轮20对应一个发动机的气缸，每个凸轮20分别与芯轴10抗转动地连接，两者同步转动。每个凸轮20分别用于驱动不同的发动机气门。

芯轴10具有用于与凸轮20配合的配合段101，凸轮则套设于配合段101。参照图16，图16示出了芯轴10在配合段101位置的横截面轮廓。

配合段101外周面的横截面轮廓包括：直线区10a和圆弧区10b。其中，圆弧区10a同属于一个圆且包括多段圆弧，直线区10a同属于一个多边形且包括多段直线，各个直线和各个圆弧沿周向交错排布并相互连接成外周面的横截面轮廓。本实施例中，如图16所示，多边形为十二边形。

需要注意的是，本实施例中，配合段101的外周面在轴向位置的横截面具有相同的轮廓，将上述圆弧区和直线区的轮廓沿轴向拉伸，即形成配合段101的外周面，其中，“横截面”指的是沿垂直于轴向方向的截面。在芯轴10的外周面上，每隔一定距离，被加工成外圆柱面，形成轴颈60，轴颈60用于回转、支撑整根凸轮轴，外圆柱面与所述芯轴的圆弧区和直线区进行相连。

进一步，参照图18所示，凸轮20的内周面的横截面的轮廓形状与芯轴10上配合段101的外周面的横截面的轮廓形状一致。也就是说，凸轮20的内周面的横截面轮廓也包括：直线区20a和圆弧区20b，所述圆弧区20b同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区20a同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布。其中图18只对凸轮20中的部分直线区20a和圆弧区20b作了标注。

对于芯轴10上的配合段101而言，在将凸轮20套设于配合段101时，圆弧区10b能够与凸轮20的内孔的圆弧区20b配合。具体地，圆弧区10b的形状与凸轮20内孔的圆弧区20b吻合，使得芯轴10外周面的圆弧区10b(参见图16)与凸轮20的内孔的圆弧区20b(参见图18)贴合。

本实施例中的凸轮轴中芯轴的外周面轮廓包括交错排列的直线区和圆弧区，并且直线区所属同一多边形，圆弧区所属同一圆。当与凸轮配合时，能够通过圆弧区与凸轮内孔相应的圆弧区配合实现两者之间的同心组装，并通过直线区与凸轮内孔相应的直线区配合实现两者之间的固定的、抗转动地连接。相比于现有采用花键连接的凸轮轴，传递的扭矩更大、结构更简单。

参照图17所示，凸轮轴还包括轴颈60，轴颈60在芯轴10的外周面上，每隔一定距离，被加工成外圆柱面，形成轴颈60，轴颈60用于回转、支撑整根凸轮轴，外圆柱面与所述芯轴的圆弧区和直线区进行圆弧过度连接。

参照图15、图19所示，凸轮轴还包括传动单元40，传动单元40套装在芯轴的一端，传动单元40的内周面的横截面的轮廓形状与芯轴10上配合段101的外周面的横截面的轮廓形状一致。

参照图15、图19所示，凸轮轴还包括两端堵头30和50，所述堵头30和50一端的外圆柱面直径略大于芯轴内孔，所述堵头的外圆柱面再进行滚花加工；所述堵头30和50压装入芯轴的两端内孔中。

其中，上述多边形除了十二边形外，还也可以是其他多边形。多边形的边数可以是发动机缸数的整数倍，例如一倍、两倍等。例如对于三缸或六缸发动机而言，上述多边形可以是六边形；对于四缸发动机而言，上述多边形可以是四边形。发动机相邻两缸所对应的两个凸轮之间的相位差为n*(360°/N)，其中N为发动机气缸的缸数，n为1或大于1的整数。

第十实施例

S’11：利用锻造工艺制成凸轮；

S’12：将所述凸轮、传动单元套设于所述芯轴，芯轴两端压入两个堵头。

参照图19、图20所示，至少一个凸轮20、传动单元40套设于芯轴10且在轴向、径向和轴向均固定于芯轴10。换言之，凸轮20、传动单元40与芯轴10之间完全固定，安装完成后，在轴向、径向和轴向均不能与芯轴10之间发生相对移动。

进一步，本实施例的制造方法还包括步骤S’13。

步骤S’13：对芯轴10伸入凸轮20、传动单元40的伸入部分进行扩张，使得所述伸入部分的外径增大，并与凸轮20、传动单元40沿径向相互压紧。

在扩张前，配合段101的外径可以略小于凸轮20、传动单元40的内径，将配合段101插入凸轮20、传动单元40内后，配合段101的外周面与凸轮20、传动单元40的内周面之间可以有微小的径向间隙。扩张后，配合段101伸入凸轮20、传动单元40内的伸入部分的外径增大，凸轮20、传动单元40与配合段101的伸入部分之间的径向间隙被消除，从而使得凸轮20、传动单元40与配合段101的伸入部分紧密配合，以将凸轮20、传动单元40在轴向、径向、轴向均固定在芯轴10上。

本实施例中，参照图21所示，芯轴10具有轴向孔11。其中，轴向孔11可以是通孔，也可以是盲孔，其数量可以是一个，或者是分别朝向芯轴的轴向两端开口的两个。但须注意的是，轴向孔11应当延伸至每个需要扩张的部位。

对于步骤13，在对配合段101伸入凸轮20、传动单元40内的伸入部分进行扩张时，扩张的步骤包括：凸轮20、传动单元40套装在芯轴10上，凸轮20、传动单元40再通过上模具M1、下模具M2进行轴向定位，角向定位由芯轴10的外周面的多边形进行定位，将扩张件S伸入芯轴10的轴向孔11，使得配合段101的伸入部分沿径向扩张。

在一些实施例中，扩张件S为刚性的球状件，例如钢球。钢球的直径大于轴向孔11的直径。凸轮20、传动单元40套设于在芯轴10上后，将钢球从芯轴10的轴向一端伸入轴向孔11，然后推动钢球沿轴向在轴向孔11内移动。在与钢球接触的部位，芯轴10被撑大。由此，当钢球移动至配合段的伸入部分时，伸入部分将被扩张。

在另一些实施例中，参照图22，凸轮20、传动单元40套装在芯轴10上，上模具100、下模具110置于工作台90上，凸轮20、传动单元40通过上模具100、下模具110进行轴向定位，角向定位由芯轴10的外周面的多边形进行定位，所示扩张件可以为流体，对配合段伸入凸轮内的伸入部分进行扩张时：芯轴10两端用活塞堵头80、120进行密封，随着高压液体经过管路70压入管内，在压力作用下向轴向孔11中持续加压通入流体，活塞堵头80、120持续顶着芯轴10的两端头进行密封，在芯轴管内形成内部高压，使得配合段的伸入部分沿径向扩张。

需要注意的是，在用流体进行扩张时，轴向孔11在两端应当是封闭的。如果轴向孔11为盲孔，则可以直接通入流体。如果轴向孔11为通孔，则先将轴向孔11的一端封闭，再从轴向孔11的另一端向轴向孔11中通入流体，通过流体的压力来扩张芯轴10的轴向孔11。

凸轮20、传动单元40与芯轴10的配合段经过径向扩张连接后，在将堵头30、50压入芯轴10的两个端头；堵头30、50可以事先应用机械加工完成，在堵头的一端外圆柱面上加工出滚花，再将滚花后的外圆柱面全部压入芯轴10的两个端头，堵头30，50可用作后续磨削加工的定位基准。

第十一实施例

本实施例提供一种凸轮轴的制造方法，该制造方法包括：

S’21：形成具有轴向孔的芯轴；

S’22：将凸轮、传动单元套设于芯轴。

步骤S’21中，在形成芯轴时，包括以下几个子步骤：

S’211：采用冷拔形成具有外圆柱面的管件；

S’212：利用冷拔在所述外圆柱面形成若干沿周向间隔分布的平面，所述平面沿所述管件的轴向延伸，使得所述管件的外周面的横截面的轮廓包括直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布。

其中，管件的横截面形状可以参照图16。

本实施例中，上述圆弧区所在的圆和直线区所在的多边形同心。多边形的边数设置与第九实施例相同。

进一步，在步骤S’22“将凸轮、传动单元套设于所述芯轴”之前，还包括步骤S’23：利用锻造工艺形成所述凸轮，对所述凸轮的内周面以及两端面的内周面边缘处进行精加工，传动单元由机械加工工艺形成。其中，步骤S’23与步骤S’21之间没有时序关系。

本实施例中凸轮结构与第十实施例相同，可参照图20。

凸轮、传动单元的内周面的横截面形状与所述芯轴的外周面的横截面形状一致，凸轮、传动单元的内周面的横截面的形状可以参照图18、5。将凸轮、传动单元套设于所述芯轴时，所述芯轴的外周面与所述凸轮的内周面相匹配。

换言之，在步骤S’23中，形成凸轮、传动单元的内周面的横截面包括直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布。

其中，对于凸轮、传动单元的内周面的横截面来说，圆弧区所在的圆和直线区所在的多边形可以同心。

在步骤S’22“将凸轮套设于所述芯轴”之后，还包括对芯轴伸入所述凸轮、传动单元内的伸入部分进行扩张的步骤，该步骤与第十实施例相同，在此不再赘述。

在另一些实施例中，在凸轮轴的制造方法中，步骤S’21也可以采用现有方法来完成，而不采用本实施例的步骤S’211～S’212所用的方法。同时采用本实施例的步骤S’23来制造凸轮。

在另一些实施例中，步骤S’211～步骤S’212可以用于制造芯轴之外的其他管件。步骤S’24也可以用于制造用于凸轮轴之外的其他凸轮。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

一种凸轮轴，其特征在于，包括：

芯轴，具有轴向的孔，所述芯轴具有配合段，所述配合段在任意一个轴向位置的横截面的外周均为多边形；

第一凸轮、第二凸轮，所述第一凸轮、第二凸轮分别套设于所述芯轴的配合段且沿轴向间隔设置，所述第一凸轮、第二凸轮的内周面的横截面为多边形，所述配合段沿轴向至少从所述第一凸轮延伸至所述第二凸轮。
如权利要求1所述的凸轮轴，其特征在于，所述多边形中相邻的两条边之间通过圆弧过渡。
如权利要求1或2所述的凸轮轴，其特征在于，所述第一凸轮、第二凸轮的至少之一包括沿轴向排布的第一部分和第二部分；

所述第一部分、第二部分分别套设于所述芯轴，且在轴向、径向和周向均固定于所述芯轴；

所述第一部分具有第一轴向端面，所述第二部分具有第二轴向端面，所述第一轴向端面和所述第二轴向端面面对面且相互分离。
如权利要求1或2所述的凸轮轴，其特征在于，所述第一凸轮、第二凸轮的至少之一包括沿轴向排布的第一部分和第二部分；

所述第一部分、第二部分分别套设在所述芯轴，且在轴向、径向和周向均固定于所述芯轴；

所述第一部分具有第一轴向端面，所述第二部分具有第二轴向端面，所述第一轴向端面和所述第二轴向端面面对面且相互接触。
如权利要求1或2所述的凸轮轴，其特征在于，所述第一凸轮、第二凸轮的至少之一包括沿轴向排布的第一部分和第二部分；

除轴向厚度之外，所述第一部分、第二部分的形状相同。
如权利要求1或2所述的凸轮轴，其特征在于，所述第一凸轮、第二凸轮的至少之一包括沿轴向排布的第一部分和第二部分；

所述第一部分、第二部分的形状完全相同。
如权利要求3-6中任一项所述的凸轮轴，其特征在于，沿轴向朝向所述第二部分的方向，所述第一部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。
如权利要求7所述的凸轮轴，其特征在于，沿轴向朝向所述第一部分的方向，所述第二部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。
如权利要求8所述的凸轮轴，其特征在于，所述第一部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第一部分与所述芯轴之间的自锁角，所述第二部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第二部分与所述芯轴之间的自锁角。
如权利要求8所述的凸轮轴，其特征在于，所述第一部分、第二部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于arctan0.1。
一种发动机，其特征在于，包括：

第一气门；

第二气门；

权利要求1-10中任一项所述的凸轮轴，所述第一凸轮用于驱动所述第一气门但不驱动所述第二气门，所述第二凸轮用于驱动所述第二气门但不驱动所述第一气门。
一种凸轮轴，其特征在于，包括：

芯轴；

凸轮，套设于所述芯轴，所述凸轮包括沿轴向排布的第一部分和第二部分，所述第一部分、第二部分分别套设于所述芯轴，且在轴向、径向和轴向均固定于所述芯轴；

所述第一部分具有第一轴向端面，所述第二部分具有第二轴向端面，所述第一轴向端面和所述第二轴向端面面对面。
如权利要求12所述的凸轮轴，其特征在于，所述第一部分具有用于发动机制动的凸轮轮廓，所述第二部分具有用于发动机常规工作的凸轮轮廓。
如权利要求12所述的凸轮轴，其特征在于，除轴向厚度之外，所述第一部分、第二部分的形状相同。
如权利要求12所述的凸轮轴，其特征在于，所述第一部分、第二部分的形状完全相同。
如权利要求12-15中任一项所述的凸轮轴，其特征在于，沿轴向朝向所述第二部分的方向，所述第一部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。
如权利要求16所述的凸轮轴，其特征在于，沿轴向朝向所述第一部分的方向，所述第二部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。
如权利要求17所述的凸轮轴，其特征在于，所述第一部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第一部分与所述芯轴之间的自锁角，所述第二部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第二部分与所述芯轴之间的自锁角。
如权利要求17所述的凸轮轴，其特征在于，所述第一部分、第二部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于arctan0.1。
一种发动机，其特征在于，包括：

气门；

权利要求12-19中任一项所述的凸轮轴，所述凸轮的第一部分和第二部分驱动至少同一个所述气门。
一种凸轮轴，其特征在于，包括：

芯轴；

凸轮，套设于所述芯轴，所述凸轮包括沿轴向排布的第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一轴向端面，所述第二部分具有第二轴向端面，所述第一轴向端面和所述第二轴向端面面对面；

除轴向厚度外，所述第一部分、第二部分的形状相同。
如权利要求21所述的凸轮轴，其特征在于，所述第一部分、第二部分的形状完全相同。
如权利要求21-22中任一项所述的凸轮轴，其特征在于，沿轴向朝向所述第二部分的方向，所述第一部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。
如权利要求23所述的凸轮轴，其特征在于，沿轴向朝向所述第一部分的方向，所述第二部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。
如权利要求24所述的凸轮轴，其特征在于，所述第一部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第一部分与所述芯轴之间的自锁角，所述第二部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第二部分与所述芯轴之间的自锁角。
如权利要求24所述的凸轮轴，其特征在于，所述第一部分、第二部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于arctan0.1。
一种凸轮轴的制造方法，其特征在于，包括：

先将凸轮套设于芯轴的配合段，所述配合段在任意一个轴向位置的横截面的外周均为多边形，所述凸轮的内周面的横截面为多边形，所述芯轴具有轴向的孔，所述孔延伸至所述配合段；

然后对所述配合段伸入所述凸轮内的伸入部分进行扩张，使得所述伸入部分的外径增大、并与所述凸轮沿径向相互压紧。
如权利要求27所述的制造方法，其特征在于，对所述配合段伸入所述凸轮内的伸入部分进行扩张的步骤包括：将扩张件伸入所述孔，使得所述伸入部分沿径向扩张。
如权利要求28所述的制造方法，其特征在于，沿径向至少在一个方向上，所述扩张件的尺寸大于所述孔的尺寸。
如权利要求27所述的制造方法，其特征在于，对所述配合段伸入所述凸轮内的伸入部分进行扩张的步骤包括：

在压力作用下向所述孔中通入流体，使得所述伸入部分沿径向扩张。
如权利要求27-30中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述多边形中相邻的两条边之间通过圆弧过渡。
如权利要求27-30中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述凸轮包括沿轴向排布在所述芯轴的第一部分、第二部分。
如权利要求32所述的制造方法，其特征在于，除轴向厚度之外，所述第一部分、第二部分的形状相同。
如权利要求32所述的制造方法，其特征在于，所述第一部分、第二部分的形状完全相同。
如权利要求32-34中任一项所述的制造方法，其特征在于，沿轴向朝向所述第二部分的方向，所述第一部分的内周面的横截面的尺寸呈间隙趋势。
如权利要求35所述的制造方法，其特征在于，沿轴向朝向所述第一部分的方向，所述第二部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。
如权利要求36所述的制造方法，其特征在于，所述第一部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第一部分与所述芯轴之间的自锁角，所述第二部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第二部分与所述芯轴之间的自锁角。
如权利要求36所述的制造方法，其特征在于，所述第一部分、第二部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于arctan0.1。
如权利要求32-38中任一项所述的制造方法，其特征在于，利用冷冲压工艺制成所述第一部分、第二部分中的至少之一。
一种凸轮轴的制造方法，其特征在于，包括：

先将凸轮的第一部分、第二部分分别套设在芯轴的配合段上，所述第一部分、第二部分沿轴向排布，所述芯轴具有沿轴向的孔，所述孔延伸至所述配合段；

然后对所述配合段伸入所述第一部分、第二部分内的伸入部分进行扩张，使得所述伸入部分的外径增大，并与所述第一部分、第二部分沿径向相互压紧。
如权利要求40所述的制造方法，其特征在于，对所述配合段伸入所述第一部分、第二部分内的伸入部分进行扩张的步骤包括：将扩张件伸入所述孔，使得所述伸入部分沿径向扩张。
如权利要求41所述的制造方法，其特征在于，沿径向至少在一个方向上，所述扩张件的尺寸大于所述孔的尺寸。
如权利要求40所述的制造方法，其特征在于，对所述配合段伸入所述第一部分、第二部分内的伸入部分进行扩张的步骤包括：

在压力作用下向所述孔中通入流体，使得所述伸入部分沿径向扩张。
如权利要求40-43所述的制造方法，其特征在于，所述第一部分包括用于发动机制动的凸轮轮廓，所述第二部分包括用于发动机常规点火的凸轮轮廓。
如权利要求40-43中任一项所述的制造方法，其特征在于，除轴向厚度之外，所述第一部分、第二部分的形状相同。
如权利要求40-43中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述第一部分、第二部分的形状完全相同。
如权利要求40-44中任一项所述的制造方法，其特征在于，沿轴向朝向所述第二部分的方向，所述第一部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。
如权利要求47所述的制造方法，其特征在于，沿轴向朝向所述第一部分的方向，所述第二部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。
如权利要求48所述的制造方法，其特征在于，所述第一部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第一部分与所述芯轴之间的自锁角，所述第二部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第二部分与所述芯轴之间的自锁角。
如权利要求48所述的制造方法，其特征在于，所述第一部分、第二部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于arctan0.1。
如权利要求40-50中任一项所述的制造方法，其特征在于，利用冷冲压工艺制成所述第一部分、第二部分中的至少之一。
一种凸轮轴，其特征在于，包括：

具有配合段的芯轴，所述配合段的外周面在任一轴向位置的横截面轮廓均相同，所述横截面轮廓包括：直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布、并相互连接成所述的横截面轮廓；

凸轮，套设于所述芯轴的配合段。
如权利要求52所述的凸轮轴，其特征在于，所述圆和所述多边形同心。
如权利要求52或53所述的凸轮轴，其特征在于，还包括：轴承，安装于所述芯轴的配合段，所述轴承具有与所述芯轴配合的内孔，所述内孔为圆形且所述圆形的直径与所述圆弧区所属的圆的直径一致。
如权利要求52或53所述的凸轮轴，其特征在于，还包括轴承，所述轴承具有内孔，所述内孔包括与所述芯轴的圆弧区配合的弧面。
如权利要求52-55中任一项所述的凸轮轴，其特征在于，所述凸轮的内周面的横截面的轮廓形状与所述配合段的外周面的横截面的轮廓形状一致。
如权利要求52-56中任一项所述的凸轮轴，其特征在于，所述凸轮具有分别套设于所述芯轴的配合段的多个，且沿轴向间隔设置。
一种凸轮轴，其特征在于，包括：

芯轴；

凸轮，套设于所述芯轴，所述凸轮的内周面的横截面轮廓包括：直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布、并相互连接成所述的横截面轮廓。
如权利要求58所述的凸轮轴，其特征在于，所述圆和所述多边形同心。
一种凸轮轴的制造方法，包括：

形成具有轴向孔的芯轴；

将凸轮套设于所述芯轴；

其特征在于，所述芯轴的形成步骤包括：

采用冷拔形成具有外圆柱面的管件；

利用冷拔在所述外圆柱面形成若干沿周向间隔分布的平面，所述平面沿所述管件的轴向延伸，使得所述管件的外周面的横截面的轮廓包括直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布、并相互连接成所述的横截面轮廓。
一种凸轮轴的制造方法，其特征在于，包括：

采用冷冲压工艺制成凸轮的第一部分、第二部分，所述第一部分、第二部分的内周面的横截面包括直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布、并相互连接成所述的横截面轮廓；

将所述凸轮的第一部分、第二部分分别套设于芯轴。
一种凸轮轴，其特征在于，包括：

具有配合段的芯轴，所述配合段的外周面在轴向位置的横截面轮廓均相同，所述横截面轮廓包括直线区和圆弧区，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布、并相互连接成所述的横截面轮廓；

套设于所述芯轴配合段的凸轮及传动单元；

堵头，所述堵头压入芯轴两端的中心孔中，对所述芯轴的端头进行密封。
如权利要求62所述的凸轮轴，其特征在于：

所述圆和所述多边形同心。
如权利要求62所述的凸轮轴，其特征在于，还包括：

轴颈，所述轴颈具有外圆柱面，所述轴颈用于回转、支撑整根凸轮轴，所述轴颈的外圆柱面，每隔一定距离被加工于芯轴外周面上，外圆柱面与所述芯轴的圆弧区和直线区进行圆弧相连。
如权利要求62所述的凸轮轴，其特征在于，还包括：

轴颈，所述轴颈具有内孔，所述内孔为圆形且所述圆形的直径与所述芯轴的内孔直径一致。
如权利要求62所述的凸轮轴，其特征在于：

所述传动单元具有与所述芯轴配合的内孔，所述内孔为圆形且所述圆形的直径与所述圆弧区所属圆的直径一致。
如权利要求62所述的凸轮轴，其特征在于：

所述传动单元具有内孔，所述内孔包括与所述芯轴的圆弧区配合的弧面。
如权利要求62所述的凸轮轴，其特征在于：

所述堵头一端的外圆柱面直径略大于芯轴内孔，所述堵头的外圆柱面由滚花加工而成。
如权利要求62所述的凸轮轴，其特征在于：

所述凸轮的内周面的横截面的轮廓形状与所述配合段的外周面的横截面的轮廓形状一致。
如权利要求62所述的凸轮轴，其特征在于：

所述凸轮具有分别套设于所述芯轴的多个配合段，且沿轴向间隔设置。
一种凸轮轴制造方法，其特征在于，包括：

利用锻造工艺制成凸轮，对所述凸轮的内周面以及两端面的内周面边缘处进行精加工；

利用机械加工工艺制成传动单元，对所述传动单元的内周面以及两端面的内周面边缘处进行精加工；

将所述凸轮及所述传动单元套设于具有轴向孔的芯轴上；

对所述芯轴伸入凸轮和传动单元的伸入部分进行扩张，使得所述伸入部分的外径增大，并与所述凸轮沿径向相互压紧。
如权利要求71所述的凸轮轴制造方法，其特征在于，所述对所述芯轴伸入凸轮和传动单元的伸入部分进行扩张，包括：

将扩张件伸入所述轴芯的轴向孔，使得所述伸入部分沿径向扩张。
如权利要求71所述的凸轮轴制造方法，其特征在于，所述对所述芯轴伸入凸轮和传动单元的伸入部分进行扩张，包括：

向所述轴芯的轴向孔中通入具有扩张压力的流体，使得所述伸入部分沿径向扩张。
如权利要求71所述的凸轮轴制造方法，其特征在于，所述芯轴通过如下方式形成：

采用冷拔的方式形成具有外圆柱面的管件；

利用冷拔的方式在所述外圆柱面形成若干沿周向间隔分布的平面，所述平面沿所述管件的轴向延伸，使得所述管件的外周面的横截面的轮廓包括直线区和圆弧区，其中，所述圆弧区同属于一个圆且包括多段圆弧，所述直线区同属于一个多边形且包括多段直线，所述直线和所述圆弧沿周向交错排布、并相互连接成所述的横截面轮廓。
如权利要求74所述的凸轮轴制造方法，其特征在于：

在将凸轮套设于所述芯轴之前，在所述芯轴的外周面上，加工具有预设距离间隔的外圆柱面，形成轴颈，所述轴颈用于回转、支撑整根凸轮轴，其中，所述外圆柱面与所述芯轴的圆弧区和直线区进行相连。