[发明专利]凸轮轴的制造过程和使用它获得的凸轮轴

说明书

本发明涉及一种具有作为组装插件的功能部件的凸轮轴和制造所述凸轮轴的过程，其中所述凸轮轴具有集成在凸轮轴主体中的至少一个功能部件，考虑到功能部件和轴体由不同材料制成；并且其中一个或多个功能部件包括A型材料主体，该主体具有适当几何形状的内孔，以使B型熔体在铸造过程中穿过它；夹持装置，其在A型材料和B型熔融材料这两种材料之间实现机械夹持，以在纵向和圆周方向上相对于凸轮轴体提供机械夹持。

技术领域

本发明涉及一种凸轮轴，该凸轮轴具有在铸造和制造过程中作为整体插件的功能部件。

更具体地，本发明涉及一种用于制造凸轮轴的过程以及通过该过程产生的用于内燃机的凸轮轴，该凸轮轴具有集成在轴体中的至少一个功能部件，考虑到功能部件和主体的材料都是不同的材料。

背景技术

在现有技术中，已知许多用于制造凸轮轴的方法，在它们最常见的形式中，凸轮轴由单件铸铁制造；通过在管中组装凸轮轴的不同功能部件，也可以知道其制造过程，以获得最终部件。

按照制造凸轮轴的年表，第一批由铸铁制成，因为这种材料的特性足以满足那些时代的内燃机的功能要求；这项技术仍在使用中。制造这些凸轮轴的过程包括产生砂模，该砂模形成待制造的轴的负设计，即，它形成轴的轮廓并且又具有进料通道，熔融材料将通过该进料通道进入。一旦产生砂模，熔铁就通过进料通道被排空，熔铁将采取模具的形状，并且一旦冷却，它将产生所需的轴。

在同一生产线中，后来出现的这种类型凸轮轴的一些变型在主体上带有一个孔，目的是减轻其重量以改善内燃机的性能。这个过程与前一个过程不同，在砂模内部放置玻璃或砂子元件，称为芯，这将避免熔融材料进入这样的区域，从而在所产生的轴的所需位置留下空洞。

当内燃机的需求开始发生变化时，需要更大的耐磨性和/或其部件的压缩强度超过目前通过诸如火焰、感应、TIG(钨惰性气体)和等温淬火等硬化过程所达到的程度；结合重量较轻的要求，工业界开发了组装的凸轮轴，即凸轮轴的所有部件一个接一个地组装在管中(或同时-液压成型)，所有这些部件通常由钢制成。

在组装轴的现有技术中，出现了若干组装过程，在它们之间改变了实现部件和管之间的机械夹持的方式，该过程从涉及管的滚花和功能部件的开槽的过程到另一个过程，其中功能部件被加热以使它们膨胀并且将它们滑过管，然后零件收缩。

以最后一道工序为例，这是通过分别制造轴的每个部件来实现的，诸如凸轮、支撑件、尾部、机头、牵引装置和所有先前组装好的管；这些制造过程根据其复杂程度而变化，能够被加工、烧结、锻造或印刷。一旦具有上述部件，所有部件都被转移到组装单元，其中用作所有其他部件的定位和组装的参考的部件通过机械压力(压配合)组装，通常它是机头，并且由于两个零件之间的机械干涉而产生调整。

在通过参考部件组装管之后，将管垂直放置并且逐个放置缺失的部件，将缺失的部件预先加热并且逐个组装；通过每个部件的内孔通过感应线圈(磁场)完成加热。

一旦加热，就将部件取出并且放置在管体中，在根据最终设计所需的纵向和角度位置。一旦到位，该零件就会冷却。加热部件的过程是扩大内径以避免设计干扰并且可以穿过管，并且当冷却时，直径将恢复到其原始尺寸。应该注意的是，在管道直径和部件孔之间还存在设计的机械干涉，以确保机械夹持。

已经完成了附接到轴上的所有部件的组装后，通常进行组装尾部，该尾部受到机械压力以及机头的压力。完成此操作后，已组装的轴完成并准备好按照最终设计的要求继续其加工过程。

在用于组装的凸轮轴的批量生产中，这些过程需要大量技术投资并且需要特定的机械和设备。作为上述过程的参考，该技术包括将组装零件的机械臂，因为组件的极端加热和放置需要极高的精度，并且操作人员无法实现这一点。它也指组件的内部钻孔加热机。所有这些技术和机械的投资在零件的最终成本和制造速度方面都是不利的。