專利名稱：組裝焊接式凸輪軸的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種凸輪軸，特別是一種組裝焊接式凸輪軸。
背景技術：
目前所使用的凸輪軸基本上都是整體式結構，這種整體式凸輪軸的制造工藝主要有三種類型一是用圓鋼棒料直接機加工；二是鍛造(或楔橫軋)；三是鑄造。用圓鋼棒料直接機加工和采用鍛造(或楔橫軋)工藝生產凸輪軸不僅浪費材料和能源，而且耗費機加工工時和相應的輔助材料；用鑄造工藝生產凸輪軸雖然能夠節約一部分原材料，但仍要消耗大量能源，對環境亦有一定的污染。另外這種整體式凸輪軸的軸心油孔都需再行加工，一般采用鉆削方法，不僅加工難度大，而且鉆孔時間長，一旦鉆頭斷在孔內很難取出，往往造成產品報廢。從上分析可看出，由于目前凸輪軸為整體式結構，因此無論采用哪種生產工藝生產成本都較高。
公告號為CN2422449Y的專利公開了一種復合式中空凸輪軸，該凸輪軸是將凸輪、軸頸制成單一組合件后用高強度復合焙結劑粘結而成，這種凸輪軸雖然可降低消耗，減少成本，但由于它無法保證凸輪在芯軸上的準確定位，因此只能用于單缸內燃機發動機。
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種適用于各種發動機的組裝焊接式凸輪軸，該凸輪軸不僅性能好，而且生產成本低。
為達到上述目的，本實用新型采用的解決方案是該凸輪軸由預先加工成單件形式的凸輪、軸頸和芯軸組成，凸輪和軸頸加工有與芯軸過渡配合的內孔，凸輪上還開有鍵槽，芯軸上加工有與凸輪數目相等的徑向孔，徑向孔在芯軸上的分布與凸輪在芯軸上分布的相位角一致，起定位作用的鋼球壓在徑向孔內并與凸輪上的鍵槽配合，凸輪定位后和軸頸通過焊接固定在芯軸上，芯軸為實心鋼軸或鋼管。
本實用新型由于預先將凸輪和軸頸通過精鍛或精鑄工藝制成單片形狀，其上僅留有少許加工余量，因此本實用新型可節約材料、節約能源和節省加工工時，最突出的是節約材料，以YC4102四缸柴油機凸輪軸為例，整體式凸輪軸如采用圓鋼棒料加工需用材料12公斤，而組裝焊接式凸輪軸只需材料6.5公斤，可節約材料45％左右；另外本實用新型的芯軸可以是一根實心鋼軸，也可以是無縫鋼管，當凸輪軸有軸心油孔時，可采用鋼管作為芯軸，鋼管內孔就作為凸輪軸的軸心油孔，從而無需再加工油路孔，因此不僅可節省加工工時，節約能源，而且還可節省鉆頭和相應設備，并可徹底避免因鉆頭斷在孔內而造成的產品報廢。除上述優點外，本實用新型還具有性能好、結構簡單、組裝方便等優點，并且本實用新型能適用于各種型號的發動機。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
圖1為本實用新型一個實施例的結構簡圖。
圖2為圖1所示凸輪軸的剖面圖(圖中只畫出了一段凸輪軸)。
圖3為圖1的A-A剖面圖。
圖4為圖1的B-B剖面圖。
圖5為本實用新型另一個實施例的剖面圖。
圖面序號說明凸輪1、軸頸2、芯軸3、鋼球4、焊縫5。
具體實施方式
實施例1圖1為四缸機凸輪軸的結構簡圖，圖2為它的剖面圖，圖3、圖4為其在凸輪、軸頸處的斷面圖。圖中，凸輪1為單片凸輪，其外形采用精鍛或精鑄而成，精鍛或精鑄后的單片凸輪1留有少許加工余量，它的內孔和鍵槽在組裝前加工完成，支承軸頸2也預先加工成單件形式，它只需加工內孔，不需加工鍵槽，單片凸輪1與單件軸頸2的內孔與芯軸3為過渡配合，它們內孔的兩端倒有角，用于焊接。芯軸3為實心鋼軸，其上鉆有與凸輪1數目相等的徑向小孔，徑向小孔的深度小于2毫米，它在芯軸3上的分布與單片凸輪1在芯軸3上分布的相位角一致，如本實施例為YC4102四缸機凸輪軸，在它上面共有8個凸輪，其中第一缸進氣凸輪和排氣凸輪之間的夾角為107°，四個缸的4個進氣凸輪之間的角度為90°，4個排氣凸輪之間的角度也為90°，那么芯軸3上就需鉆出8個徑向小孔，徑向小孔在芯軸3上的分布與上述凸輪1在芯軸3上分布的相位角一致。由于凸輪1的相位角要求較高，因此凸輪1在芯軸3上的角度定位很重要，定位越準確，加工余量就越少，反之，相位角定位不準，加工余量就較大，甚至出現凸輪到了公差要求的極限仍然磨不圓而造成產品報廢的現象。本實用新型為保證凸輪1在芯軸3上的準確定位采取的措施一是使用自行設計的專用數控鉆床來鉆出徑向小孔，以保證徑向小孔的相位角公差，二是采用將鋼球4壓入徑向小孔內并使鋼球4與凸輪1上的鍵槽配合來使凸輪1定位。具體裝配過程是在芯軸3上的徑向小孔加工完成后，將8個鋼球4分別壓入8個徑向小孔內，再將凸輪1和軸頸2按順序裝配在芯軸3上，應保證凸輪1上的鍵槽與鋼球4配合，最后把裝配好的軸放在專用機床上焊接，焊接時采用二氧化碳氣體保護，焊縫5位于凸輪和軸頸內孔的兩端倒角處，這樣可使整個凸輪軸外形更美觀。
實施例2本實施例所示凸輪軸的結構如圖5所示，與實施例1不同的是，本實施例中芯軸3為無縫鋼管，鋼管內孔就是凸輪軸的軸心油孔，對于要求有軸心油孔的凸輪軸就采用這種結構，可省去加工油路孔這道工序。
權利要求1.一種組裝焊接式凸輪軸，包括凸輪(1)、軸頸(2)和芯軸(3)，其特征在于a.凸輪(1)和軸頸(2)加工有與芯軸(3)配合的內孔，凸輪(1)上還加工有鍵槽，芯軸(3)上加工有與凸輪(1)數目相等的徑向孔，徑向孔在芯軸(3)上的分布與凸輪(1)在芯軸(3)上分布的相位角一致，起定位作用的鋼球(4)壓在徑向孔內并與凸輪(1)上的鍵槽配合；b.凸輪(1)和軸頸(2)通過焊接固定在芯軸(3)上；c.芯軸(3)為實心鋼軸或鋼管。
專利摘要本實用新型公開了一種組裝焊接式凸輪軸，該凸輪軸由加工有內孔和鍵槽的單片凸輪(1)、加工有內孔的軸頸(2)和芯軸(3)組成，芯軸(3)上加工有徑向小孔，凸輪(1)通過壓在徑向小孔內的鋼球(4)與其鍵槽的配合而定位，凸輪(1)定位后與軸頸(2)通過焊接固定在芯軸(3)上，芯軸(3)根據需要可為實心鋼軸或無縫鋼管。本實用新型與現有技術相比具有性能好、節約材料和能源、節省工時、成本低、結構簡單、組裝方便、能適用于各種型號的大、中、小型發動機等優點。
文檔編號F01L1/047GK2816360SQ200520035148
公開日2006年9月13日 申請日期2005年8月16日 優先權日2005年8月16日
發明者魏曉林, 張鴻光 申請人:成都市西菱汽車配件有限責任公司