一种组合式中空凸轮轴及其加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种组合式中空凸轮轴，包括凸轮轴主体和设在凸轮轴主体上的组合式凸轮和信号轮，所述组合式凸轮和信号轮上均设有用于装在凸轮轴主体上的装配孔，所述凸轮轴主体与组合式凸轮的凸轮基圆部分及信号轮的缺齿部分均通过销钉结构相连固定。加工工艺，包括以下步骤：铸造中空的凸轮轴主体；在凸轮轴主体上紧固凸轮的对应轴颈上加工出盲孔，在组合式凸轮上加工出对应凸轮轴主体上盲孔的台阶孔，将凸轮铆钉压入组合式凸轮和凸轮轴主体上对应孔中；在信号轮的缺齿部分加工出固定孔，在凸轮轴主体上加工出对应固定孔的盲孔；将锥形销钉压入信号轮的固定孔和对应固定孔的盲孔中。降低了加工工艺难度和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种组合式中空凸轮轴及其加工工艺
本专利技术涉及发动机
，尤其是涉及一种组合式中空凸轮轴及其加工工艺。
技术介绍
发动机配气机构系发动机最为核心的运动机构之一；凸轮轴是配气机构核心部件之一，凸轮轴系配气机构零部件运动的动力源。目前市场上凸轮轴类型主要有两种：铸造凸轮轴和组合式凸轮轴；铸造凸轮轴具有应用广泛，较为廉价的特点，缺点是重量较重，凸轮强度不够高以及生产工艺复杂；组合式凸轮轴，优点是重量轻，材料合理选用等优点，缺点是成本较高，并且当前信号轮普遍采用直接压装过盈配合的方式，信号轮压装角度得不到很好的控制。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种组合式中空凸轮轴及其加工工艺，以达到降低了加工工艺难度和成本的目的。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：该组合式中空凸轮轴，包括凸轮轴主体和设在凸轮轴主体上的组合式凸轮和信号轮，所述组合式凸轮和信号轮上均设有用于装在凸轮轴主体上的装配孔，所述凸轮轴主体与组合式凸轮的凸轮基圆部分及信号轮的缺齿部分均通过销钉结构相连固定。所述凸轮轴主体为中空凸轮轴，凸轮轴主体内形成中空主油路孔；所述中空凸轮轴可为铸造中空凸轮轴或机加工中空凸轮轴。所述销钉结构包括用于固定组合式凸轮的凸轮铆钉，组合式凸轮和凸轮轴主体上均设有与凸轮铆钉相配合的安装孔，凸轮铆钉通过压装方式固定在安装孔内。所述销钉结构包括用于固定信号轮的锥形销钉，信号轮和凸轮轴主体上均设有与锥形销钉相配合的固定孔，锥形销钉通过压装方式固定在固定孔内。所述凸轮轴主体内设有连通中空主油路孔和安装孔的油道，凸轮铆钉上设有与油道相通的油孔。所述组合式凸轮上的安装孔为台阶孔，凸轮轴主体上的安装孔为盲孔，盲孔的孔径大于台阶孔靠盲孔侧孔的孔径。所述组合式凸轮上的安装孔为设在凸轮基圆部分上的一对安装孔，一对安装孔之间的角度为110°-125°。所述凸轮轴主体上的固定孔为盲孔，盲孔的孔径大于设在信号轮上固定孔的孔径。所述凸轮轴主体上在盲孔内设有对应锥形销钉尖端的球形凹坑。该组合式中空凸轮轴的加工工艺，包括以下步骤：A)铸造中空的凸轮轴主体，再经过机械加工满足设计要求；B)在凸轮轴主体上紧固凸轮的对应轴颈上加工出盲孔，在组合式凸轮上加工出对应凸轮轴主体上盲孔的台阶孔；C)组合式凸轮加热后，将组合式凸轮热套到对应凸轮轴主体的轴颈上，再将凸轮铆钉压入组合式凸轮和凸轮轴主体上对应孔中，同时凸轮铆钉在其中产生变形；D)凸轮铆钉表面加工出与凸轮轴主体内中空主油路孔相通的油孔，再对凸轮表面打磨后满足尺寸要求；E)在信号轮的缺齿部分加工出固定孔，在凸轮轴主体上加工出对应固定孔的盲孔，盲孔内加工出凹坑；F)将信号轮进行加热在压入对应凸轮轴主体的轴颈上，在将锥形销钉压入信号轮的固定孔和对应固定孔的盲孔中，同时锥形销钉在对应孔中变形固定。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1、该组合式中空凸轮轴设计合理，凸轮轴主体为铸造中空，因此若因凸轮型线变化较大，只需要更换凸轮模具而无需开发整体铸造凸轮轴模具，从而降低了开发设计成本、开发周期；2、凸轮采用压装，因而可以选材，可以使用更为高强度材料满足更高应力要求的高性能发动机要求；3、铆钉连接的凸轮与凸轮轴主体，由于铆钉中间钻有油孔，使得油能提前在摩擦副表面形成油膜，降低摩阻，降低摩擦功；特别对于凸轮直接驱动挺杯的发动机，由于采用直接喷油润滑，在挺杯上表面形成均匀油膜，凸轮与挺杯接触时起到缓冲作用，从而能从一定程度上改善直驱凸轮轴的NVH情况；4、信号轮齿采用锥形销钉与凸轮轴主体轴颈连接，对应轴颈上的球形凹坑与销钉锥形部分共同作用，使销钉位置得到固定，锥形销钉易于将销钉销入凸轮轴主体轴颈内部，同时受力变形部位产生自锁、紧固信号轮轴向、径向位置的作用；在锥形销钉主干部分变形过程中，由于均匀变形，使得信号轮压装角度得到进一步“修正”；锥形销钉该种信号轮销钉锁死结构，能更为精确的保证信号轮压装角度，确保发动机ECU接受的凸轮位置信号更为准确，从而提升发动机性能。附图说明下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：图1为本专利技术凸轮轴结构示意图。图2为本专利技术凸轮-铆钉销-凸轮轴主体装配过程示意图。图3为沿图1中A-A剖视图。图4为图3中A处放大示意图。图5为本专利技术信号轮-锥形销钉-凸轮轴主体装配过程示意图。图6为图5中B处放大示意图。图7为沿图1中B-B剖视图。图8为图7中C处放大示意图。图中：1.组合式凸轮、2.凸轮铆钉、3.凸轮轴主体、4.信号轮、5.锥形销钉、6.中空主油路孔、7.油孔、8.a变形部分、9.过盈配合部位、10.b变形部分、11.压入后的锥形销钉、12.液压设备、13.压入前的凸轮铆钉、14.压入前的锥形销钉、15.信号轮缺齿圆柱面、16.通孔、17.盲孔、18.球形凹坑、19.锥形销钉与信号轮过盈配合部分、20.c变形部分、21.锥形销钉压入信号轮对应轴颈部分。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。如图1至图8所示，该组合式中空凸轮轴，包括组合式凸轮1、信号轮4、凸轮轴主体3、凸轮铆钉2以及锥形销钉5，其中，组合式凸轮1和信号轮4上均设有用于装在凸轮轴主体3上的装配孔，组合式凸轮和信号轮设在凸轮轴主体上。凸轮轴主体3为中空凸轮轴，凸轮轴主体内形成中空主油路孔6；中空凸轮轴可为铸造中空凸轮轴或机加工中空凸轮轴。优选铸造中空凸轮轴。与组合式凸轮连接的凸轮轴主体上的轴颈上设有两个夹角为110°-125°的直径为6.5mm，深度为3mm的孔；对应的组合式凸轮基圆部位，在靠近凸轮基圆表面设有两个夹角为120°，直径为6.5mm，深度为3mm的圆形孔，在凸轮基圆圆形孔中间有一直径为5mm的贯通孔。组合式凸轮与凸轮轴主体轴颈通过钢制凸轮铆钉变形，过盈配合连接。凸轮轴主体3内设有连通中空主油路孔和安装孔的油道，凸轮铆钉上设有与油道相通的油孔7。具体为，凸轮铆钉突出凸轮表面部分，此时在凸轮铆钉表面加工出凸轮铆钉中心2mm油孔7；再经凸轮初磨后，凸轮铆钉2头部可满足基圆还需精加工的尺寸要求。初磨之后的组合式凸轮，进行淬火、回火等工序，以达到凸轮表面需承受高应力载荷的目的；再将凸轮精磨达到所需凸轮型线要求尺寸。组合式凸轮1与凸轮轴主体对应的轴颈的过盈量为0.02-0.07mm；组合凸轮经过70-80℃加热后，通过相应工装，将凸轮热套到对应凸轮主体轴颈上，再将凸轮铆钉利用液压设备12压入凸轮和凸轮轴主体对应孔中，同时凸轮铆钉2在其中产生变形。具体方案为：组合式凸轮与凸轮轴主体轴颈采用轻微过盈配合，凸轮只需适当加热，就可使得凸轮能够较为容易的压入凸轮轴主体轴颈上，再采用一直径为5mm的圆柱销，通过液压设备将销压入凸轮轴主体轴颈盲孔和凸轮基圆销孔部位，使得销子前端产生变形，铆钉销前端在凸轮5mm销孔部位，铆钉销也产生较大的变形使得销与凸轮连接紧固；铆钉销因变形，同时又在凸轮轴主体轴颈上由5mm变为6.5mm使得铆钉产生“自锁”不至于令铆钉松脱飞出，过盈量使得铆钉也与凸轮轴主体轴颈紧密相连；连接凸轮的凸轮轴主体轴颈产生的6.5mm圆柱的铆接部位和铆钉销与凸轮上5mm通孔的配合，确保凸轮在凸轮轴轴向、凸轮表面切向有着充分的紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合式中空凸轮轴，包括凸轮轴主体和设在凸轮轴主体上的组合式凸轮和信号轮，其特征在于：所述组合式凸轮和信号轮上均设有用于装在凸轮轴主体上的装配孔，所述凸轮轴主体与组合式凸轮的凸轮基圆部分及信号轮的缺齿部分均通过销钉结构相连固定。

【技术特征摘要】
1.一种组合式中空凸轮轴，包括凸轮轴主体和设在凸轮轴主体上的组合式凸轮和信号轮，其特征在于：所述组合式凸轮和信号轮上均设有用于装在凸轮轴主体上的装配孔，所述凸轮轴主体与组合式凸轮的凸轮基圆部分及信号轮的缺齿部分均通过销钉结构相连固定。2.如权利要求1所述组合式中空凸轮轴，其特征在于：所述凸轮轴主体为中空凸轮轴，凸轮轴主体内形成中空主油路孔；所述中空凸轮轴可为铸造中空凸轮轴或机加工中空凸轮轴。3.如权利要求2所述组合式中空凸轮轴，其特征在于：所述销钉结构包括用于固定组合式凸轮的凸轮铆钉，组合式凸轮和凸轮轴主体上均设有与凸轮铆钉相配合的安装孔，凸轮铆钉通过压装方式固定在安装孔内。4.如权利要求2所述组合式中空凸轮轴，其特征在于：所述销钉结构包括用于固定信号轮的锥形销钉，信号轮和凸轮轴主体上均设有与锥形销钉相配合的固定孔，锥形销钉通过压装方式固定在固定孔内。5.如权利要求3所述组合式中空凸轮轴，其特征在于：所述凸轮轴主体内设有连通中空主油路孔和安装孔的油道，凸轮铆钉上设有与油道相通的油孔。6.如权利要求3所述组合式中空凸轮轴，其特征在于：所述组合式凸轮上的安装孔为台阶孔，凸轮轴主体上的安装孔为盲孔，盲孔的孔径大于台阶孔靠盲孔侧孔的孔径。7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓智辉，兰州，潘能琴，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34