一种组合式凸轮轴制造技术

本发明专利技术公开了一种组合式凸轮轴，其包括钢管，钢管的两端分别与第一端部件和第二端部件通过过盈配合连接，第一端部件与钢管连接部设置有外圆滚花，外圆滚花的后侧设置有定位环，第一端部件的偏离钢管的一侧中部开设有传动销孔，传动销孔的邻近位置处平行开设有定位销孔；第二端部件上与钢管连接部为光滑外圆，所述光滑外圆的外径大于与邻接位置处的钢管内径，第二端部件的端部与传动销孔对应的位置处开设有承接孔。本发明专利技术能够承受极高抗拉强度、静态扭矩、动态扭矩并能耐受高循环次数。

【技术实现步骤摘要】
一种组合式凸轮轴
本专利技术涉及发动机
，具体涉及一种组合式凸轮轴。
技术介绍
凸轮轴的作用是控制气门的开启和闭合动作。通常它的转速依然很高，而且需要承受很大的扭矩，因此设计中对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高。尤其是在对抗拉强度、静态扭矩、动态扭矩和循环次数都有极高要求的六缸柴油发动机中。六缸柴油发动机，往往要求大功率、大扭矩，对端件与钢管的结合质量提出了更高要求。尤其是应用于高原山区道路环境极差，且对汽车载重要求极高的环境中。在汽车满载的情况下，需要汽车满足各种道路状况，如爬坡、紧急制动、高速旋转等工况，因此对汽车的凸轮轴的要求更高，通常，需要能够承受不小于400N.m的静态扭矩，还能承受±250N.m的动态扭矩，并能循环7百万次以上。目前，适用于柴油发动机的凸轮轴为了保证扭矩和传动效果，一般采用整体棒料加工或棒料轧制后加工而成，其加工工艺冗长、生产效率低下，由于为整体棒料或轧料，其材料选择单一，无法同时满足高原山区的高承载运输汽车对高强度、高硬度、高耐磨性的要求。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的上述不足，提供了一种能够承受极高抗拉强度、静态扭矩、动态扭矩并能耐受高循环次数的组合式凸轮轴。为解决上述技术问题，本专利技术采用了下列技术方案：提供了一种组合式凸轮轴，其包括钢管，钢管的两端分别与第一端部件和第二端部件通过过盈配合连接，第一端部件与钢管的连接处设置有外圆滚花，外圆滚花的后侧设置有定位环，第一端部件偏离钢管的一侧中部开设有传动销孔，传动销孔的邻近第一端部件侧边的位置处平行开设有定位销孔；第二端部件与钢管的连接处为光滑外圆，所述光滑外圆的外径大于与其邻接处的钢管内径，第二端部件的端部与传动销孔对应的位置处开设有承接孔；钢管的外径上采用滚轧设置有定位滚花，钢管通过定位滚花与凸轮片上的内孔过盈配合；凸轮片的数量为六组，每组至少一个；每组凸轮片的相对距离和转向角度均相同。上述技术方案中，优选的，定位滚花、外圆滚花均为与钢管轴心线同向的纵向滚花。上述技术方案中，优选的，外圆滚花呈齿轮状，外圆滚花的节距为1mm、直径为35.75±0.05mm、齿顶呈弧线且宽为0.23mm、齿根为圆弧且半径为0.1mm、齿形角度87°。上述技术方案中，优选的，定位滚花呈齿轮状，定位滚花的节距为1mm、外径为45.85±0.05mm、齿顶呈弧线且宽为0.2mm、齿根为圆弧且半径为0.1mm、齿形角度90°。上述技术方案中，优选的，内孔直径为45.6±0.03mm。上述技术方案中，优选的，钢管内径为35.5±0.05mm，外径为45.5±0.05mm。本专利技术提供的上述组合式凸轮轴的主要有益效果在于：将钢管与第一端部件通过外圆滚花与钢管光滑内管连接，并在外圆滚花后侧设置定位环，使得第一端部件与钢管通过过盈配合连接时，钢管的端部与定位环抵接，由此可以通过定位环限定第一端部件与钢管的相对位置；通过外圆滚花实现的过盈配合连接，保证第一端部件与钢管连接的稳固性和扭矩传导。通过在第一端部件上设置传动销孔和定位销孔，并在第二端部件上设置与传动销孔配合的承接孔；利用传动销孔和承接孔配合固定，固定凸轮轴的位置；通过定位销孔对凸轮轴进行角度定位。通过将钢管的外径、内径设置为相应尺寸，故钢管与端件结合后，其具有能够承受不小于500N.m的静态扭矩，还能承受±350N.m的动态扭矩，并能循环7百万次以上。通过在钢管的外径上滚轧设置有定位滚花，并与特定尺寸的凸轮片配合，使凸轮片具有能够承受不小于400N.m的静态扭矩见，承受±250N.m的动态扭矩并能循环7百万次以上。附图说明图1为组合式凸轮轴的剖视图。图2为第一端部件的结构示意图。图3为定位滚花的局部放大图。图4为组合式凸轮轴的侧视图。图5为组合式凸轮轴进行抗拉强度测试的实验数据图。其中，1、第一端部件，11、外圆滚花，12、定位环，13、传动销孔，14、定位销孔，2、钢管，21、定位滚花，3、凸轮片，31、内孔，4、第二端部件，41、承接孔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：如图1所示，其为组合式凸轮轴的结构示意图。本专利技术的组合式凸轮轴包括钢管2，钢管2的两端分别与第一端部件1和第二端部件4通过过盈配合连接，第一端部件1与钢管2连接部设置有外圆滚花11，如图2所示，外圆滚花11的后侧设置有定位环12，第一端部件1的偏离钢管2的一侧中部开设有传动销孔13，传动销孔13的邻近位置处平行开设有定位销孔14；第二端部件4上与钢管2连接部为光滑外圆，光滑外圆的外径大于与邻接位置处的钢管2内径，第二端部件4的端部与传动销孔13对应的位置处开设有承接孔41。如图3所示，钢管2的外径上滚轧设置有定位滚花21，钢管2通过定位滚花21与凸轮片3上的内孔31通过过盈配合连接。所述凸轮片的数量为六组，每组至少一个；每组凸轮片的相对距离和转向角度相同，如图4所示。其中，定位滚花21、外圆滚花11为纵向滚花；外圆滚花11呈齿轮状，外圆滚花11的节距为1mm、直径为35.75±0.05、齿顶呈弧线且宽为0.23mm、齿根为圆弧且半径为0.1mm、齿形角度87°。下面对本专利技术所提供的凸轮轴的性能进行验证性试验：为满足高原山区的高承载运输汽车对高强度、高硬度、高耐磨性的要求，对本专利技术所提供的凸轮轴进行静态扭矩、动态扭矩承受能力的验证性试验。如表1所示，为保证凸轮轴能承受400N.m及以上的静态扭矩，首先对钢管2与第一端部件1之间的连接进行测试，取目标静态扭矩为500N.m进行扭曲测试试验，在反复测试中，本专利技术提供的结构的失效扭矩均大于额定静态扭矩。表1如表2所示，为保证凸轮轴能承受±250N.m及以上的动态扭矩，对钢管2与第一端部件1之间的连接的测试目标取动态扭矩为±400N.m进行扭曲测试试验，且为了保证循环7百万次以上，故在将凸轮轴组装完成后，进行动态扭矩测试，以保证在7百万次循环之后，凸轮轴结构仍未松动。在反复测试中，本专利技术提供的结构均能保证未发生松动，故可认定满足要求。表2对于组成完成后的凸轮轴，由于凸轮片3与钢管2通过定位滚花21实现过盈配合连接，因此对凸轮片3与钢管2连接的要求相对第一端部件1与钢管2连接的要求较低，应该至少满足能承受不小于400N.m的静态扭矩，还能承受±250N.m的动态扭矩，并能循环7百万次以上。如表3和表4，分别是进行静态扭矩验证试验和动态扭矩验证试验的结构，由表可知，本专利技术提供的结构满足设定要求。表3序号额定静态扭矩失效扭矩判定序号额定静态扭矩失效扭矩判定1400N.m430N.m合格11400N.m436N.m合格2400N.m483N.m合格12400N.m439N.m合格3400N.m445N.m合格13400N.m500N.m合格4400N.m472N.m合格14400N.m455N.m合格5400N.m479N.m合格15400N.m473N.m合格6400N.m448N.m合格16400N.m420N.m合格7400N.m451N.m合格17400N.m433N.m合格8400N.m462N.m合格18400N.m437N.m合格9400N.m434N.m合格19400N.m450N.m合格10400N.m429N.m合格20400N.m442N.m合格表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合式凸轮轴，其特征在于，包括钢管(2)，钢管(2)的两端分别与第一端部件(1)和第二端部件(4)通过过盈配合连接，第一端部件(1)与钢管(2)的连接处设置有外圆滚花(11)，外圆滚花(11)的后侧设置有定位环(12)，第一端部件(1)偏离钢管(2)的一侧中部开设有传动销孔(13)，传动销孔(13)的邻近第一端部件(1)侧边的位置处平行开设有定位销孔(14)；第二端部件(4)与钢管(2)的连接处为光滑外圆，所述光滑外圆的外径大于与其邻接处的钢管(2)内径，第二端部件(4)的端部与传动销孔(13)对应的位置处开设有承接孔(41)；钢管(2)的外径上采用滚轧设置有定位滚花(21)，钢管(2)通过定位滚花(21)与凸轮片(3)上的内孔(31)过盈配合；所述凸轮片的数量为六组，每组至少一个；每组凸轮片的相对距离和转向角度均相同。

【技术特征摘要】
1.一种组合式凸轮轴，其特征在于，包括钢管(2)，钢管(2)的两端分别与第一端部件(1)和第二端部件(4)通过过盈配合连接，第一端部件(1)与钢管(2)的连接处设置有外圆滚花(11)，外圆滚花(11)的后侧设置有定位环(12)，第一端部件(1)偏离钢管(2)的一侧中部开设有传动销孔(13)，传动销孔(13)的邻近第一端部件(1)侧边的位置处平行开设有定位销孔(14)；第二端部件(4)与钢管(2)的连接处为光滑外圆，所述光滑外圆的外径大于与其邻接处的钢管(2)内径，第二端部件(4)的端部与传动销孔(13)对应的位置处开设有承接孔(41)；钢管(2)的外径上采用滚轧设置有定位滚花(21)，钢管(2)通过定位滚花(21)与凸轮片(3)上的内孔(31)过盈配合；所述凸轮片的数量为六组，每组至少一个；每组凸轮片的相对距离和转向角度均相同。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：何勇，张昊，
申请(专利权)人：成都金顶精密铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51