用于凸輪軸的端件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于凸輪軸的端件，并且更具體地，涉及下述用于預(yù)制凸輪軸的 端件：其中，因?yàn)榫哂袧L花部的端件被壓裝到位于將在精確的位置耦接的凸輪軸的端部的 軸中，并且不進(jìn)行后加工，加工性和生產(chǎn)率得到了提高，并通過在機(jī)器加工的狀態(tài)下連接端 件以簡化裝配過程而使質(zhì)量穩(wěn)定。
【背景技術(shù)】
[0002] 在一般情況下，凸輪軸根據(jù)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)以驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并包括多個(gè)具有不 同相位并以預(yù)定間隔配置在具有預(yù)定長度和厚度的軸的外周上的凸輪，。
[0003] 凸輪軸包括布置在軸上的凸輪。當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)氣/排氣閥被順序地打開和關(guān)閉。 在相關(guān)技術(shù)的制造方法中，將凸輪軸分類為集成型以及預(yù)制的中空型，其集成型中，軸和凸 輪通過澆鑄合金鑄鐵一體形成，在預(yù)制的中空型中，凸輪（凸輪凸角）耦接到由拉制鋼管制 成的中空軸。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中公開了凸輪軸的各種制造方法。例如，具有軸和凸輪的凸輪軸通過 澆鑄，即將熔融金屬澆鑄到模具中而一體形成軸和凸輪的方法而一體形成。然而，通過傳統(tǒng) 鑄造的制造方法因?yàn)榻档蜕a(chǎn)效率的工作過程的特點(diǎn)而不容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。此外，需要進(jìn) 行熱處理過程以修改其表面，這導(dǎo)致了工作過程的繁瑣。更進(jìn)一步地，由于后處理，材料的 使用量增加，并且這導(dǎo)致材料的過度浪費(fèi)。此外，鑄造材料是特別重的，難以應(yīng)付發(fā)動(dòng)機(jī)部 件的輕量化的趨勢(shì)，并且降低了內(nèi)燃機(jī)的燃料效率。
[0005] 為了解決由傳統(tǒng)的鑄造材料形成的凸輪軸的問題，開發(fā)了一種制造預(yù)制中空凸輪 軸的方法，其中，由拉制管形成的中空軸和凸輪被分開裝配。
[0006] 由于預(yù)制中空凸輪軸與集成凸輪軸相比能夠顯著地降低重量，并且各種裝配件如 凸輪、軸頸、傳感器、驅(qū)動(dòng)齒輪等可根據(jù)其功能和需要由不同的材料制成，預(yù)制中空凸輪軸 被廣泛用于小型輕量的車輛中。
[0007] 此外，由于凸輪被插入軸中以緊密連接軸和凸輪凸角，以提供各種優(yōu)點(diǎn)，例如輕重 量、高性能、高效率、工藝改進(jìn)等，通過傳統(tǒng)制造方法--鑄造方法制造的凸輪軸正在被預(yù) 制凸輪軸所取代。
[0008] 另外，配置為驅(qū)動(dòng)凸輪軸的鏈輪和齒輪，或用于改善燃料效率和發(fā)動(dòng)機(jī)效率的連 續(xù)可變氣門正時(shí)（CVVT)裝置，被緊固到凸輪軸以根據(jù)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸。配置為緊 固這些部件的端件耦接到凸輪軸的端部。
[0009] 如圖1所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，大體上是圓棒材的端件20通過摩擦焊接過程耦接至 軸10,用于使鏈輪和齒輪安裝在端件的另一表面上的孔、螺栓連接抽頭等通過機(jī)械加工過 程加工，并且特別地，用于安裝CVVT裝置的多個(gè)油孔和槽單獨(dú)加工以制造最終產(chǎn)品。
[0010] 即，如圖1的a部分所示，當(dāng)端件20在軸10和端件20固定在軸上并緊密地彼此 連接的狀態(tài)下快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從接觸面之間產(chǎn)生摩擦熱。在此，當(dāng)施加一定的壓力時(shí)，端件20 和凸輪軸10的末端通過摩擦焊接相連接，如圖1的b部分所示。在此，在嵌合部的表面上 3 CN 204386678 U 說明書 2/4頁 產(chǎn)生了焊珠。
[0011] 在上述焊接之后，當(dāng)將摩擦焊珠移除時(shí)，外徑被恒定地保持，如圖1的C部分所示。
[0012] 如上所述，在將端件20和凸輪軸10壓裝后，端件20和凸輪軸10被移至下一個(gè)加 工過程。多個(gè)孔25和抽頭23用單獨(dú)的加工設(shè)備（鉆孔、攻絲、車削等）形成在端件20的 另一表面上，如圖1的部分d所示，并且多個(gè)槽24形成在其表面上，如圖1的部分e所示。
[0013] 然而，如上所述，端件20和軸10通過摩擦焊接相連接，端件20的孔25和槽24以 凸輪軸的某一參考角度和距離精確加工。當(dāng)端件20連接至軸10并隨后被加工時(shí)，機(jī)械加 工設(shè)備的體積增加，加工時(shí)間增加，因此根據(jù)各加工過程需要單獨(dú)的加工設(shè)備。
[0014] 如上所述，當(dāng)進(jìn)行摩擦焊接時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行除去摩擦焊接后產(chǎn)生的焊珠的單獨(dú)過 程。
[0015] 此外，由于摩擦焊接和機(jī)械加工的不穩(wěn)定性，需要過多的端件加工裕度，并且由于 車床車削的間歇，工具的壽命減小。
[0016] 此外，當(dāng)對(duì)具有復(fù)雜形狀的端件進(jìn)行加工時(shí)，機(jī)械加工設(shè)備的加工基準(zhǔn)是不穩(wěn)定 的，并且在精確位置的加工受到限制。在初步加工過程中某一部分由于小錯(cuò)誤而產(chǎn)生缺陷， 并且在加工后除去毛刺是困難的，這導(dǎo)致了產(chǎn)品的質(zhì)量問題。
[0017] 此外，由于端件通過摩擦焊接裝配，存在質(zhì)量問題，如焊接部分的焊接缺陷或切 削。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 為了解決這些問題，本發(fā)明旨在提供一種用于凸輪軸的端件，能夠提高端件的形 狀自由度，因?yàn)檫B接后的端件不通過將端件壓裝到軸中而單獨(dú)加工。
[0019] 此外，本發(fā)明還旨在提供一種用于凸輪軸的端件，能夠簡化制造工序，以提高加工 性和生產(chǎn)效率，并降低缺陷的生成，以使通過將端件壓裝到軸中的產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定。
[0020] 為了實(shí)現(xiàn)上述的方面，本發(fā)明提供了一種用于凸輪軸的端件，包括形成在軸的端 部中的插入孔，被壓裝到插入孔中以被牢固地固定的插入軸，與插入軸的一個(gè)表面一體形 成的端件，該端件具有設(shè)置在另一表面的多個(gè)孔和槽，所述多個(gè)孔和槽配置成緊固螺栓連 接抽頭。
[0021] 此外，所述多個(gè)孔和槽還被配置成緊固鏈輪、齒輪、連續(xù)可變氣門正時(shí)（CVVT)裝 置等。
[0022] 其中，在機(jī)器加工的狀態(tài)下通過壓裝將端件裝配到軸的端部。
[0023] 此外，軸的內(nèi)徑Dl小于端件的插入軸21的外徑D2,軸的內(nèi)徑公差為Φ0至+〇. 1， 在滾花前，插入軸21的外徑公差為Φ0至+〇· 1，并且在滾花后，插入軸21的外徑公差為 Φ+0. 3 至 +〇· 4。
【附圖說明】
[0024] 圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的端件和軸的加工過程；
[0025] 圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的裝配結(jié)構(gòu)的透視圖；
[0026] 圖3和4是示出了根據(jù)本發(fā)明的裝配結(jié)構(gòu)的剖視圖；和
[0027] 圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明裝配的端件的扭轉(zhuǎn)力（耦接力）的測(cè)量的示意圖。 4 CN 204386678 U 說明書 3/4頁
【具體實(shí)施方式】
[0028] 在下文中，參照附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的典型實(shí)施例。
[0029]在下面的描述中，當(dāng)已知功能或構(gòu)造的具體描述可能會(huì)使本發(fā)明的精神模糊，則 詳細(xì)的描述將被省略。此外，本文所用的術(shù)語不應(yīng)當(dāng)被解釋為僅限于傳統(tǒng)的或字典定義，而 應(yīng)當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)精神的含義和概念來解釋，基于的原則是發(fā)明人可適當(dāng)?shù)囟x術(shù)語 的概念以描述本發(fā)明的最佳模式。
[0030] 本發(fā)明將在下面參照附圖進(jìn)行描述。
[0031] 圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的裝配結(jié)構(gòu)的透視圖，圖4和5是示出了根據(jù)本發(fā)明的 裝配結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0032] 在此，如圖所示，在本發(fā)明中，插入孔11形成在軸10的端部。
[0033] 插入到插入孔11中的插入軸21與裝配到軸10的端部的端件20的一個(gè)表面一體 形成，并且配置為使插入軸21壓裝并牢固地固定到插入孔11中的滾花部22形成在插入軸 21的外周面上。
[0034] 滾花部22具有縱向形成的平行的滾花槽，并且滾花槽的間隔和深度可以根據(jù)插 入軸21的外徑而變化。
[0035]另外，多個(gè)孔25、槽24、螺栓連接抽頭23等形成在端件20的另一表面，并且在端 件的壓裝之前預(yù)先加工。其用途包括作為：各部件（鏈輪、齒輪、連續(xù)可變氣門正時(shí)（CVVT) 裝置等）的緊固部分，作為凸輪軸1的旋轉(zhuǎn)表面的軸頸部分，等等。
[0036] 具有上述構(gòu)造的本發(fā)明將在下面詳細(xì)描述。
[0037] 首先，本發(fā)明的端件20通過單獨(dú)的加工過程被加工為最終產(chǎn)物，以通過壓裝裝配 至凸輪軸。
[0038] 為了將端件20裝配至軸10的端部，端件20根據(jù)基準(zhǔn)角被固定在裝配裝置的一個(gè) 表面上，并且軸10被布置在與端件20相同的軸線上。
[0039] 在此狀態(tài)下，當(dāng)端件20被推向軸10時(shí)，插入軸21被壓裝到插入孔11中。在此， 由于形成在插入軸21的外周面上的滾花部22被壓裝，并與插入孔11的內(nèi)周面進(jìn)行接觸， 插入軸21和插入孔11之間產(chǎn)生耦接力（夾緊力）。
[0040] 同時(shí)，滾花部22具有在一方向上形成的平行的滾花槽，端件20也在該方向（即其 縱向方向）上耦接。
[0041] 此外，軸的內(nèi)徑Dl可小于插入軸21的外徑D2,凸輪軸的內(nèi)徑公差Dl可以為Φ0 至+〇· 1，在滾花前，插入軸21的外徑公差D2的可以是Φ0至+0. 1，滾花后該公差D2可以 為φ+0· 3至+〇· 4,并且滾花部的寬度t可以為15mm或以上。
[0042] 也就是說，由于嵌合量（D1-D2) = Φ0. 2至0. 4 =緊固量，當(dāng)嵌合量為Φ0. 2或以 下時(shí)，端件和凸輪軸之間的耦接力降低，并且當(dāng)嵌合量為Φ0. 4或以上，壓裝產(chǎn)生的嵌合力 增加，并在產(chǎn)品中發(fā)生變形。
[0043] 例如，當(dāng)D = Φ17(端件S45C，軸STKM17)，嵌合量和扭轉(zhuǎn)力如表1所示。
[0044] 例如，當(dāng)D = Φ 17且端件的滾花部插入軸的寬度t為15mm(韓國標(biāo)準(zhǔn)，端片：碳素 鋼圓棒SM45C，軸STKMl7材料）時(shí)，根據(jù)壓裝量（或夾緊量），端件的分離力如表：所示。 [0045][表 1] 5
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于凸輪軸的端件，其特征在于，包括： 插入孔（11)，其形成在軸（10)的端部中； 插入軸（21)，其被壓裝到插入孔（11)中以被牢固地固定；和 端件（20)，其與插入軸（21)的一個(gè)表面一體形成，并具有設(shè)置在另一表面的多個(gè)孔 (25)和槽（24)，所述多個(gè)孔（25)和槽（24)配置成緊固螺栓連接抽頭（23)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于凸輪軸的端件，其特征在于，所述多個(gè)孔（25)和槽（24) 還被配置成緊固鏈輪、齒輪和連續(xù)可變氣門正時(shí)裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于凸輪軸的端件，其特征在于，滾花部（22)形成在插入軸 (21)的外周面上，并且滾花部具有在縱向方向上形成的平行滾花槽，端件（20)在縱向方向 上被耦接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于凸輪軸的端件，其特征在于，在機(jī)器加工的狀態(tài)下通過 壓裝將端件（20)裝配到軸（10)的端部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于凸輪軸的端件，其特征在于，插入軸（21)的外徑大于軸 (10)的內(nèi)徑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于凸輪軸的端件，其特征在于，軸的內(nèi)徑（D2)小于端件的 插入軸（21)的外徑（D1)，軸的內(nèi)徑公差為OO至+0. 1，在滾花前，插入軸（21)的外徑公差 為①0至+0. 1，在滾花后，插入軸（21)的外徑公差為①+0. 3至+0. 4,而滾花部的寬度⑴ 為15謹(jǐn)或以上。
【專利摘要】提供了一種用于凸輪軸的端件，其中，凸輪軸的端件通過壓裝耦接到中空軸，能夠提高該端件的形狀自由度，因?yàn)樵隈詈现蟛贿M(jìn)行分離加工，并通過顯著地簡化制造工序而改善加工性和生產(chǎn)率以及使質(zhì)量穩(wěn)定。該端件包括形成在軸的端部中的插入孔，具有形成在外周面的滾花部并將插入軸壓裝到插入孔中以牢固地固定的插入軸，以及與插入軸的一個(gè)表面一體形成的端件，該端件具有設(shè)置在另一表面的多個(gè)孔和槽，所述多個(gè)孔和槽配置成緊固螺栓連接抽頭與各部件(鏈輪、齒輪、連續(xù)可變氣門正時(shí)(CVVT)裝置等)。
【IPC分類】F01L1-047
【公開號(hào)】CN204386678
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420687649
【發(fā)明人】金容均, 樸隆商, 姜根鎬, 南智鎬, 金昭淵
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社瑞進(jìn)凸輪軸
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2014年11月17日