[发明专利]分体式凸轮轴的装配工艺

说明书

技术领域

本发明涉及到机械传动中的分体式凸轮轴，尤其涉及到分体式凸轮轴的装配工艺。

背景技术

众所周知，整体式凸轮轴的制造工艺比较复杂，生产中需要采用自动线多工位机床，设备投资较大，生产线占地面积大，生产成本较高；而且，凸轮轴的自身结构决定了生产整体式凸轮轴时，原材料的利用率非常低，使得整体式凸轮轴的制造成本非常高，而且在安装整体式凸轮轴时，只能使用哈夫结构的轴套，给凸轮轴的安装带来了不便。为了简化制造工艺、降低成本，众多厂家都放弃了传统的整体式结构，普遍采用了分体式结构，通常情况下，凸轮轴被分解成主轴和凸轮片，主轴和凸轮片单独加工成型后再装配在一起，而且分体式凸轮轴可以采用整体化轴套，这样就大大方便了凸轮轴的安装。在主轴、凸轮片和轴套的加工过程中，可以采用不同材料，使得分体式凸轮轴的重量与整体式凸轮轴相比可减轻30％～50％，同时还提高了原材料的利用率，大大降制了制造成本；而且加工所需要的设备投资小，生产线占地面积小，降低了生产成本。因此，分体式结构已经成为凸轮轴的主流结构，得到了广泛的应用。就目前而言，分体式凸轮轴的装配大致有热套法、内部高压成型法、管内滚压扩张法和凸轮压力套装定位法等几种工艺，下面分别对其进行说明：

1、热套法，具体的配套过程为：在常温下，作为外部零件的凸轮片和轴套的孔与作为主轴的钢管的外径之间有过盈，装配之前先对凸轮片和轴套进行加热，并对钢管进行冷却，以消除过盈。这种装配工艺的效率较低，而且还会带来氧化皮和热变形等缺陷；

2、内部高压成型法，具体的配套过程为：IHU分体式凸轮轴是由壁厚为2.5mm或3.0mm的精密钢管上安装等温淬火的凸轮片和钢管堵头组成，整个周长上等壁厚的凸轮片被置入一台专门的设备中，这台设备可保证轴向对准凸轮片中心线和凸轮片转角位置。钢管推入定位好的凸轮片中，一台真空抓取机将预先定位好的各个零件放到带IHU工具的液压机上，IHU工具的模腔形状正好与制好的毛坯轴的外形轮廓相一致，然后将液体介质注入管内后，钢管两端用轴向塞头封死，增加管内压力，使整个钢管发生塑性变形，直到贴合在IHU工具上。此时，钢管和凸轮片之间产生了力联接和形状联接。使用这种装配工艺所需的设备价格昂贵，大大增加了生产成本。

3、管内滚压扩张法，具体的配套过程为：利用滑动滚压原理使得薄壁钢管在带孔的外部零件中发生局部的扩张，利用带有滚压过盈量，穿过内管的滚压工具，使内管发生塑性扩张。这种装配工艺带有一定的危险性，而且生产效率不高，钢管的扩张也不均匀；

4、凸轮片压力套装定位法，具体的配套过程为：首先在钢管外面滚压加工出圆周方向的槽子，凸轮片的孔内加工出轴向的线槽，然后从轴向将加工好的凸轮片套在钢管上，由于钢管外径和凸轮片孔之间有过盈，所以当凸轮片推入到钢管上之后就会发生塑性变形，钢管表面和凸轮片孔都有一些锥度，推入之后非常牢固。美中不足的是：钢管外面的滚压圆周方向槽子工艺难度高，制造成本较高。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是：提供一种投资少、制造成本低、装配方便且效率高的分体式凸轮轴的装配工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：分体式凸轮轴的装配工艺，其步骤为：选用空心管作为主轴，然后将需要装配在主轴上的零部件套装在主轴上，并通过定制的工装将其定位，接着将与主轴内孔相适应的锥形芯棒推入主轴内孔，对主轴的内孔进行扩张，即对主轴进行胀管。

采用流水作业的方式，使用多根锥形芯棒按照由细至粗的次序依次对主轴的内孔进行扩张。

上述的多根锥形芯棒分成两组，分别从主轴的两头对其内孔进行扩张。

上述的多根锥形芯棒按照一隔一的方式分成两组，分别从主轴的两头对其内孔进行扩张。

本发明的有益效果是：本发明通过胀管的方式对主轴的内孔进行扩张，从而将需要装配在主轴上的零部件与主轴固定在一起，这种工艺简单安全，只需要简单工装和设备就行，投资较少，大幅度地提高了装配精度和效率，是一种十分理想的装配工艺。

附图说明

图1是本发明所述的装配工艺流程图；

图2是图1中的锥形芯棒的结构示意图；

图3是图1中主轴、凸轮片和轴套由定制工装定位后的结构示意图；

图4是图3中定制工装的结构示意图；

图5是图1中凸轮片的结构示意图；

图6是装配完成后的凸轮轴的结构示意图；

图1至图6中：1、主轴，2、凸轮片，21、花键，3、轴套，4、工装上模，5、工装下模，6、锥形芯棒。