組裝凸輪軸的組裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用燒結(jié)金屬粉末的組裝凸輪軸的組裝方法，并且更具體地，涉及一種通過以下步驟將凸輪固定至軸的方法:在通過凸輪的預(yù)燒結(jié)執(zhí)行壓裝時，通過凸輪的損害保護(hù)和凸輪內(nèi)直徑形狀的改進(jìn)使對軸的壓裝量最小化?？梢栽诓皇褂矛F(xiàn)有技術(shù)的固定方法的在凸輪和軸中形成的組裝凹槽和組裝凸起的情況下，固定凸輪和軸。因此，自動組裝是可能的，可以提高可操作性和生產(chǎn)率，并且可以使完整性穩(wěn)定。通過組裝之后的主燒結(jié)工藝，產(chǎn)生凸輪的液相燒結(jié)和收縮以及凸輪和軸之間的擴(kuò)散粘結(jié)，以進(jìn)行最終的結(jié)合，從而完成組裝凸輪軸的組裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，凸輪軸設(shè)置有具有不同位相的多個凸輪，所述不同位相以預(yù)定間隔設(shè)置在其軸線上，凸輪軸接收曲柄軸的旋轉(zhuǎn)功率，重復(fù)地執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，以精準(zhǔn)定時周期性地調(diào)節(jié)燃燒室的進(jìn)氣閥和排氣閥的開關(guān)時間，并且連續(xù)不斷地驅(qū)動發(fā)動機(jī)。
[0003]在這種現(xiàn)有的凸輪軸中，凸輪和軸使用相同材料以一體塊類型形成。在這種情況下，制備方法包括鑄鐵澆鑄和鑄造型特種鋼鍛造。
[0004]在這種制備方法中，因?yàn)橥馆啽砻嫘枰袒?，所以問題在于在若干步驟中應(yīng)該執(zhí)行熱處理工藝。由于由熱處理工藝產(chǎn)生的環(huán)境狀況的抑制因素和由于制造工藝特性的困難的工藝，自動化是困難的并且生產(chǎn)率降低。
[0005]此外，當(dāng)使用現(xiàn)有的制備方法制備凸輪軸時，難以降低發(fā)動機(jī)的重量，并且難以提高燃料效率。存在若干缺點(diǎn)，包括:調(diào)節(jié)排氣的困難、設(shè)計部件形狀的自由度的困難、選擇自由度的材料的困難等。
[0006]為了解決這種凸輪軸的整個問題，研發(fā)了一種改進(jìn)的組裝的凸輪軸。該組裝凸輪軸的例子在于:在具有預(yù)定厚度和長度的中空軸內(nèi)制備分離的凸輪，并且通過各種方法結(jié)合凸輪。
[0007]與一體的凸輪軸相比，上述中空的組裝凸輪軸能夠顯著降低其重量。凸輪和軸根據(jù)每個互補(bǔ)材料的特性由不同材料制成并結(jié)合，并且因而用于較小的輕型車輛。
[0008]此外，存在若干優(yōu)點(diǎn)，例如高性能、高效率以及工藝改良。屬于傳統(tǒng)制備方法的澆鑄和鑄造工藝的凸輪軸最近已經(jīng)變?yōu)檫@樣的組裝凸輪軸。
[0009]隨著制備這種組裝凸輪軸的方法，引入了若干方法，例如，在凸輪和軸之間焊接和機(jī)械壓裝、使用各種固定組件在凸輪和軸之間固定、通過軸的延伸固定凸輪以及使用燒結(jié)金屬粉末的凸輪與軸燒結(jié)粘合。
[0010]具體地，在這些制備方法中，使用燒結(jié)金屬粉末的組裝凸輪軸具有若干優(yōu)點(diǎn)，例如，在凸輪和軸之間的精良結(jié)合力、部件的高耐久性和穩(wěn)定性。因此，在發(fā)達(dá)國家，正越來越多地使用這種技術(shù)。
[0011]如圖1中所示，使用燒結(jié)金屬粉末的組裝凸輪軸10’的技術(shù)配置包括多個凹槽I’ a(在下文，稱為“組裝凹槽”)，所述多個凹槽I’ a在長度方向上設(shè)置在軸I’的外圓周表面上。凸起2’ a設(shè)置在通過金屬粉末的模鑄形成的凸輪2’(在下文，稱為“凸輪件”)的插入槽的內(nèi)圓周表面上，以待固定至軸I’的組裝凹槽I’ a，這些部件被組裝。因此，在大約100tC或更高的溫度下在爐內(nèi)執(zhí)行燒結(jié)和熱處理，通常，軸I’和凸輪2’緊密結(jié)合。
[0012]在這種情況下，由于燒結(jié)金屬粉末的組分和成分，使用能夠產(chǎn)生液相燒結(jié)表現(xiàn)和與軸擴(kuò)散粘結(jié)的金屬粉末。
[0013]如上所述，為了容易地組裝凸輪2’和軸1’，組裝凹槽I’ a設(shè)置在軸I’中并且組裝凸起2’ a形成在凸輪2’件的插入槽的內(nèi)圓周表面上，以待固定至組裝凹槽I’ a。因此，由于在軸的牽拉過程中的困難，自動化是不可能的，并且需要手動組裝。在凸輪2’和軸I’的組裝過程中，凸輪2’件的損害頻繁發(fā)生。
[0014]在組裝過程中，為了固定凸輪2’件和軸I’，在設(shè)定距離處執(zhí)行插入，并且然后使用粘合劑等執(zhí)行附接和固定。在組裝操作或者移動組裝產(chǎn)品的過程中，存在改變凸輪2’的距離的風(fēng)險。
[0015]在處理軸I’的軸頸部分時，由于組裝凹槽I’ a的脫離導(dǎo)致制備性能降低，制備是不方便的，操作時間增加，并且產(chǎn)品效率降低。
[0016]為了克服這些缺點(diǎn)，生產(chǎn)商考慮這些問題及其改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明用于解決現(xiàn)有組裝凸輪軸的組裝方法的問題，并且改進(jìn)該方法，本發(fā)明的目的如下。
[0018]本發(fā)明主要用于在不使用現(xiàn)有技術(shù)的在凸輪和軸中形成的組裝凹槽和組裝凸起的情況下，使用燒結(jié)金屬粉末通過使凸輪和軸的自動組裝，提高組裝凸輪軸的組裝方法中的可操作性和生產(chǎn)率。
[0019]本發(fā)明還用于通過以下方法在凸輪和軸之間執(zhí)行容易的組裝操作:在通過凸輪的預(yù)燒結(jié)執(zhí)行壓裝時，通過凸輪的損害保護(hù)和凸輪內(nèi)直徑形狀的改進(jìn)使壓裝力最小化，并且本發(fā)明通過以下方法增加了結(jié)合力:通過組裝操作之后的主燒結(jié)工藝，產(chǎn)生凸輪的液相燒結(jié)和收縮以及凸輪和軸的擴(kuò)散粘結(jié)，本發(fā)明提高了生產(chǎn)率并且使完整體穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0020]圖1A是現(xiàn)有技術(shù)中的組裝凸輪的側(cè)視圖，其中凸起形成在組裝孔中。
[0021]圖1B示出了現(xiàn)有技術(shù)中的組裝軸的側(cè)視圖和外觀的透視圖，其中組裝凹槽形成在外圓周表面上。
[0022]圖1C是示出現(xiàn)有技術(shù)中的組裝凸輪軸的組裝狀態(tài)的外觀透視圖。
[0023]圖2A是本發(fā)明的組裝凸輪的側(cè)視圖。
[0024]圖2B示出了本發(fā)明的組裝軸的側(cè)視圖和外觀的透視圖。
[0025]圖3示出了本發(fā)明的組裝凸輪軸的外觀的透視圖以及示出了凸輪被壓裝至軸的狀態(tài)的示意圖。
[0026]圖4A至4E是示出了本發(fā)明的凸輪的凸輪內(nèi)部部分的組裝孔形式的側(cè)視圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0027]由于以上目的，本發(fā)明提供了一種組裝凸輪軸的組裝方法。
[0028]—種使用燒結(jié)金屬粉末的組裝凸輪軸的組裝方法，其中分開制備中空軸I和凸輪2，所述中空軸I通過鋼管的牽拉工藝具有預(yù)定厚度和長度以及設(shè)定的外直徑，所述凸輪2壓裝至軸1，凸輪2和軸I被組裝，組裝的凸輪軸10通過主燒結(jié)結(jié)合，所述方法順序地包括:
[0029]預(yù)燒結(jié)步驟，其中將燒結(jié)金屬粉末的模鑄的凸輪2保持在750°C至1050°C的溫度10至60分鐘；
[0030]定制尺寸步驟，其中將已經(jīng)執(zhí)行過預(yù)燒結(jié)步驟的凸輪2的組裝孔21的內(nèi)直徑保持成小于軸I的外直徑，以及精準(zhǔn)地修整凸輪2的內(nèi)直徑形狀以保持凸輪2和軸I之間的壓裝量(夾緊量)為10至50 μπι ;
[0031]壓裝步驟，其中根據(jù)設(shè)定距離和角度，將已經(jīng)執(zhí)行過定制尺寸步驟的多個凸輪2固定和裝配在軸I中；以及
[0032]主燒結(jié)步驟，其中將通過壓裝步驟而其中組裝有凸輪2的凸輪軸10保持在1050°C至1200°C的溫度30分鐘至3小時以進(jìn)行燒結(jié)。
[0033]在這種情況下，可以理解，已經(jīng)執(zhí)行過預(yù)燒結(jié)步驟的凸輪2件的斷裂強(qiáng)度是模鑄的凸輪2件的斷裂強(qiáng)度的10至20倍。因此，在壓裝至軸I時，不存在損害擔(dān)憂。
[0034]可以理解，鑄模的凸輪2件具有6.2至6.6的模鑄強(qiáng)度，在預(yù)燒結(jié)之后，強(qiáng)度為6.9或更高，并且線性形變率為4 %或更少。
[0035]通過在預(yù)燒結(jié)之后修整過程的定制尺寸步驟，控制作為凸輪2的內(nèi)直徑的組裝孔21的精度。在這種情況下，凸輪2的內(nèi)直徑Dl小于軸的外直徑D2。
[0036]在這種情況下，優(yōu)選地，將凸輪2和軸I之間的壓裝量(夾緊量)控制在10至50 μ mD
[0037]當(dāng)壓裝量等于或小于10 μπι時，在組裝過程中壓裝量是小的，并且凸輪2和軸I之間的固定是困難的。當(dāng)壓裝量等于或大于50 μπι時，壓裝力增加，并且不存在對凸輪2的損害的擔(dān)憂。
[0038]此外，作為凸輪2的內(nèi)部部分的組裝孔21的形狀包括多邊形、均勻的凸起形狀、波形、橢圓形、小波形等中任何一個，當(dāng)與軸I組裝時，最優(yōu)化接觸區(qū)域，壓裝力最小化，并且因此借助壓裝的組裝操作變得容易。
[0039]可以通過處理具有一定等級的腔室11制備軸I的一個端部，從而凸輪I的壓裝變得容易。
[0040]根據(jù)本發(fā)明，在不使用現(xiàn)有技術(shù)的在凸輪和軸中形成的組裝凹槽和組裝凸起的情況下，凸輪和軸的自動組裝是可能的，并且可以提高可操作性和生產(chǎn)率。
[0041]當(dāng)通過凸輪的預(yù)燒結(jié)執(zhí)行壓裝時，通過凸輪的損害保護(hù)和凸輪內(nèi)直徑形狀的改進(jìn)使與軸的壓裝量最小化，并且可以容易地執(zhí)行組裝操作。
[0042]通過在組裝之后的主燒結(jié)，凸輪和軸之間的結(jié)合力增加，生產(chǎn)率可以提高，并且整體性穩(wěn)定。由于軸頸處理工藝的減少，提高了工藝的效率。由于去除了軸的組裝凹槽，額外地可以減小凸輪軸的重量。由于若干有益效果，顯而易見地是本發(fā)明是非常有用的發(fā)明。
[0043]參考標(biāo)號
[0044]1:軸
[0045]2:凸輪
[0046]10:凸輪軸
[0047]21:組裝孔
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種使用燒結(jié)金屬粉末組裝凸輪軸的組裝方法，其中分開制備中空軸(I)和燒結(jié)金屬粉末的凸輪(2)，所述中空軸(I)通過鋼管的牽拉工藝具有預(yù)定厚度和長度以及設(shè)定的外直徑，凸輪(2)和軸(I)通過壓裝來組裝，并且組裝的凸輪軸(10)通過主燒結(jié)而結(jié)合，所述方法順序地包括: 預(yù)燒結(jié)步驟，其中將模鑄的凸輪(2)保持在750°C至1050°C的溫度10至60分鐘；定制尺寸步驟，其中將已經(jīng)執(zhí)行過預(yù)燒結(jié)步驟的凸輪(2)的組裝孔(21)的內(nèi)直徑精準(zhǔn)地修整成小于軸(I)的外直徑； 壓裝步驟，其中根據(jù)軸(I)的設(shè)定的距離和角度，固定和裝配已經(jīng)執(zhí)行過定制尺寸步驟的多個凸輪⑵；以及 主燒結(jié)步驟，其中使通過壓裝步驟其中組裝有凸輪(2)的凸輪軸(10)保持在1050°C至1200 °C的溫度30分鐘至3小時以進(jìn)行燒結(jié)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，通過預(yù)燒結(jié)之后的作為修整過程的尺寸定制步驟，控制作為凸輪⑵的內(nèi)直徑的組裝孔(21)的精度，凸輪⑵的內(nèi)直徑Dl小于軸⑴的外直徑D2，以及在這種情況下，凸輪(2)和軸(I)之間的壓裝量(夾緊量)為10至50 μπι。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中凸輪(2)的內(nèi)部部分的形狀包括多邊形、均勻的凸起形狀、波形、橢圓形和小波形中的任何一種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種使用燒結(jié)金屬粉末組裝凸輪軸的組裝方法，并且更具體地，涉及一種利用將凸輪固定至軸的方法而使用燒結(jié)金屬粉末的組裝凸輪軸的組裝方法，將凸輪固定至軸的方法利用以下步驟：在通過凸輪的預(yù)燒結(jié)執(zhí)行壓裝時，通過凸輪的損害保護(hù)和凸輪內(nèi)直徑形狀的改進(jìn)使對軸的壓裝量最小化。在不使用現(xiàn)有技術(shù)的在凸輪和軸中形成的組裝凹槽和組裝凸起的情況下，凸輪和軸的自動組裝是可能的，可以提高可操作性和生產(chǎn)率，并且可以使完整性穩(wěn)定。
【IPC分類】F01L1/047, B22F7/06, B25B27/02
【公開號】CN105626176
【申請?zhí)枴緾N201410616303
【發(fā)明人】金容均, 樸隆商, 宋俊浩, 樸清范, 宋鐘勛
【申請人】株式會社瑞進(jìn)凸輪軸
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年11月5日