凸輪軸的制造制造技術

一種由分開制造的凸輪與軸組裝成的凸輪軸，該凸輪可用燒結法制造．凸輪上有小于成品尺寸的孔，孔內有細齒．把凸輪按要求的方向和角位安方在相應形狀的工具軸上．將凸輪夾緊在該位置上，取出工具軸．然后把凸輪加熱至紅熱狀態(tài)，把有細齒的孔位拉削到最終尺寸和同心度．最后把形狀和尺寸與被拉削孔相應的軸在室溫下放入孔中并將凸輪冷卻，使其縮配到該軸上，保證了凸輪準確地定位于軸上．將凸輪從夾具中取出，即得到一個加工完畢的凸輪軸．（*該技術在2005年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
內燃機所用的凸輪軸上具有一軸，該軸上帶有許多凸輪，該凸輪具有一個帶有規(guī)定形狀的表面，由于該凸輪重復地受到氣門鏈桿的碰撞，所以該凸輪必須是非常耐磨損的。傳統(tǒng)的制造凸輪軸的方法采用鑄造或鍛造法，但該方法既浪費時間又造價昂貴。 近來人們曾提出一種制造凸輪的方法，是將凸輪同軸分開來制造，然后再將凸輪和軸連接在一起。采用這種方法，可以將凸輪用第一種材料和第一種技術制造，而將軸用另一種材料和或另一種技術制造。例如凸輪是由一種繞結的金屬粉末制成的，具有高度耐磨的表面，而軸(可為實心的或為管子)是用一種較便宜的材料(例如軟鋼)制成，用機械加工或鍛造或擠壓法來制造形成。 但是，這樣的凸輪軸產生的問題是，在將凸輪固裝在軸上之前，需要將凸輪準確地定位在軸上，和各凸輪上的與軸配合的孔，必須具有十分準確的同心度-因為任何的同心度的誤差，將會導致有關凸輪的定位不準確。到現(xiàn)在，人們曾建議用焊接法或用銷子穿過凸輪插入軸中的方法，將分開制造的凸輪連接到軸上。雖然用這些方法可以制成該凸輪軸，但所需的時間長，或者制造成本高，而且未能解決該同心度的問題。 本專利技術的第一個目的是提供一個制造這種凸輪軸的方法，該方法包括將準備要裝上凸輪的軸和許多個準備要裝在軸上的凸輪，單獨地制造，然后將凸輪固裝在該軸上，本方法的特征在于每一個凸輪上均有一個與軸裝配的孔，先將該孔的尺寸做成小于裝配時所要求的最終尺寸，然后將凸輪就位于相應形狀的工具軸上，這樣，使凸輪處于所要求的相對相位角度和軸向間距上，該工具軸同凸輪孔的形狀，能防止二者之間的相對角位移，然后將已定位好的凸輪用夾具來保持所說的要求的凸輪相對相位和間距，將該工具軸取下并將凸輪加熱，然后，將該一系列孔進行加工，使其達到同心，并達到準確的最終尺寸和形狀，將相應的尺寸和形狀的軸，插入到加工過的孔中，并將凸輪冷卻，使位于該軸上的凸輪收縮，因而將凸輪按所說的要求的相對相位和間距固定在該軸上。 在凸輪的固定之前，先加工該凸輪上的孔使達到在其最終相對位置上的各凸輪的準確的同心度。 當產品軸被插入穿過這些凸輪孔之后，才將凸輪準確地定位在所需的位置上。 本專利技術的第二個目的是提出一種按本專利技術第一個目的所述方法來制造的凸輪軸。 下面用舉例的方法來較詳細地說明本專利技術的一個實施方案，請參照下列附圖，各附圖為 圖1為剖面圖，表示了三個軸承零件和六個凸輪裝在工具軸上的安裝情況。 圖2為剖面圖，表示了如圖1中所示的軸承零件和凸輪裝夾在夾具中，工具軸已取下的情況。 圖3所示與圖2所示類似，但為已將該軸承零件和凸輪加熱和拉孔的情況，和 圖4表示如圖1到圖3中所示的裝在軸上凸輪和軸承零件，經空氣冷卻而將凸輪與軸承零件收縮緊固在該軸上的情況。 首先參考圖1，將凸輪10和軸承零件11單獨準備好，凸輪10由適宜的金屬或合金粉末(將該合金粉末經在加壓模中加熱和加壓燒結而制成所需形狀的凸輪)制成。每一個凸輪上具有孔12，孔內具有向內突出的細齒13(參見圖2)該齒是沿軸向延伸的，并位于孔周內按一定角度分布。例如細齒13可按SAEJ500來制造，孔12和細齒13的尺寸小于其最終要求的深度。由于該零件是用燒結法制造的，所以對該孔的尺寸和形狀，雖然要求十分準確，但不能制造的十分準確。壓模磨損同樣會導致其尺寸和形狀產生變化。 軸承零件11可用任何適宜的方法制造，例如用金屬粉末來燒結，或用熱軋鋼棒來制造，并將其成型成具有相近尺寸的孔12和細齒13。 然后將工具軸14(如圖1所示)準備好，該軸具有細齒形的橫截面，該橫截面形狀略小于在凸輪10和軸承零件11中的細齒形孔的橫截面。工具軸14可由硬質金屬或陶瓷材料，采用任何適宜的技術，如加工或擠壓或模壓成形方法制造。工具軸14可為實心的或空心的均可，將所要求的一定數(shù)量的凸輪10和軸承另件11，如在本實施方案中所示為四個凸輪和三個軸承零件，按要求的軸向間距排列在工具軸14上，對凸輪來說，還要保證其相互之間的相位角度。在凸輪10上的和在工具軸14上的細齒13，是用來防止各凸輪在該軸上相對轉動的。用該種方法，將凸輪10和軸承零件11保持在最終加工完畢的凸輪軸上所要求的同樣位置上。 還應理解為，雖然如上所述的凸輪和工具軸均具有用于互相連接的細齒13和15，但是，在這些零件之間的互相連接之處，只能防止相對的轉動，并不可能防止其軸向移動。在該連接之處，可以設計成任何非圖形的孔12和工具軸14的截面。但是，該連接部分的設計，仍以細齒接合為好，當設計成合適的細齒齒距時，各凸輪的相對角度均可以很精確地被固定，且在這些位置上的變化與工具軸14的變化無關。此外，采取細齒結構，當用繞結法來制造凸輪10時，可以更好地采用金屬粉末進行模壓，這樣，就可以正確地制成該細齒和降低了應力集中的現(xiàn)象。 將位于工具軸14上最終的相對位置上的凸輪10和軸承零件11，用夾具16夾持好(如圖2中所示)。然后將工具軸14從固定在夾具中的凸輪10和軸承零件11中取出。 下一工序是將凸輪10和軸承零件11用高頻電加熱系統(tǒng)17(如圖3)將其加熱至紅熱(約為800°)狀態(tài)(當然，也可以用任何其他合適的加熱系統(tǒng)來將其加熱)。這樣將凸輪10和軸承零件11膨脹，并很容易地將其機械加工，如下面所述。 將位于凸輪10和軸承零件11的孔12，用拉削工具18進行拉削加工，該拉削工具通過該孔進行軸向拉削。拉刀18增加了細齒的深度，同時也增加了孔12的直徑，以產生一要求的最終的外形，并保證了所有的孔12在軸向對正。此加工方法同樣也保證了被加工出的細齒孔12具有準確的尺寸，按下述的方法來將其安裝在軸上，這樣就消除了由于繞結工序和壓模的磨損所造成的尺寸誤差。 一旦將處于紅熱狀態(tài)的凸軸10和軸承另件11的機械加工完成之后，即將軸19(該軸可為空心或實心的)插入到凸輪和軸承零件的孔中。將軸19(如用軟鋼制成的)用滾銑法，擠壓法或模壓法進行成型加工，加工出其外表面上的細齒齒形，該細齒齒形略大于凸輪10和軸承11上的處于環(huán)境溫度下的細齒齒形，然后將凸輪10和軸承零件11進行冷卻，例如可用空氣噴咀20(空氣內含有水滴以加速冷卻)來進行冷卻，這樣，該件在軸19上收縮，呈壓配合狀態(tài)，因此，凸輪就會緊固于該軸上。然后將凸輪10和軸承另件11從夾具16中取出來。由于其預先在工具軸上的正確的定位，和由于將各細齒孔的精確地和同心地進行了機械加工，所以凸輪10和軸承另件11會精確地固定在該軸19上，在無過緊配合的情況下，保證了要求的軸向位置和角度位置。按此法制造的該凸輪軸，就不需要再行加工而可以使用了。 勘誤表 勘誤表本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種加工凸輪軸的方法，該方法包括將準備要裝上凸輪的軸和許多個準備要裝在軸上的凸輪單獨地制造，然后將凸輪固裝在該軸上，本方法的特征在于每一個凸輪上均有一個與軸裝配的孔，先將該孔的尺寸做成小于裝配時所要求的最終尺寸，然后將凸輪就位于相應的形狀的工具軸上，這樣，使凸輪處于所要求的相對相位角度和軸向間距上，該工具軸同凸輪孔的形狀能防止二者之間的相對角位移，然后，將已定位好的凸輪用夾具來保持所說的要求的凸輪相對相位和間距，將該工具軸取下并將凸輪加熱，然后，將該一系列孔進行加工，使其達到同心，并達到準確的最終尺寸和形狀，將相應的尺寸和形狀的軸插入到加工過的孔中，并將凸輪冷卻，使位于該軸上的凸輪冷卻，因而將凸輪按所說的要求的相對相位和間距固定在該軸上。

【技術特征摘要】
1、一種加工凸輪軸的方法，該方法包括將準備要裝上凸輪的軸和許多個準備要裝在軸上的凸輪單獨地制造，然后將凸輪固裝在該軸上，本方法的特征在于每一個凸輪上均有一個與軸裝配的孔，先將該孔的尺寸做成小于裝配時所要求的最終尺寸，然后將凸輪就位于相應形狀的工具軸上，這樣，使凸輪處于所要求的相對相位角度和軸向間距上，該工具軸同凸輪孔的形狀能防止二者之間的相對角位移，然后，將已定位好的凸輪用夾具來保持所說的要求的凸輪相對相位和間距，將該工具軸取下并將凸輪加熱，然后，將該一系列孔進行加工，使其達到同心，并達到準確的最終尺寸和形狀，將相應的尺寸和形狀的軸插入到加工過的孔中，并將凸輪冷卻，使位于該軸上的凸輪冷卻，因而將凸輪按所說的要求的相對相位和間距固定...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：哈維斯，
申請(專利權)人：AE公立有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：GB[英國]