[发明专利]制造带齿凸轮轴的方法

说明书

本发明涉及一种制造带齿凸轮轴的方法、针装置的使用方法、施加的塑性表面变形的使用方法和带齿凸轮轴。在制造带齿凸轮轴的方法包括：a)用测量装置测量带齿凸轮轴以确定不平衡，b)通过变形装置将至少局部形成的塑性表面变形分段地施加至所述带齿凸轮轴的齿根以矫正所述不平衡，所述塑性表面变形形成冲击部，且随后，c)将固定元件推动至所述带齿凸轮轴上，当推动所述固定元件时，所述固定元件具有与所述冲击部的重叠部分且从而被轴向固定在所述带齿凸轮轴上。

技术领域

本发明涉及一种制造带齿凸轮轴的方法，其中利用测量装置测量带齿凸轮轴以确定不平衡，且固定元件随后被轴向固定至带齿凸轮轴。此外，本发明涉及一种用来矫正带齿凸轮轴的不平衡的针装置的使用方法以及利用针装置机加工的带齿凸轮轴。

背景技术

凸轮轴、特别是带齿凸轮轴，在各种制造和处理步骤中承受应用特定的载荷。这种机加工步骤可以包括机加工、齿轮成形、钻孔、研磨和至少部分硬化。通过各个机加工步骤，凸轮轴有时会经受相当大的形状偏差，且随后必须进行重新调整，以便将形状偏差减小至可容许的水平。

现有技术是所谓的弯曲矫直，由此材料被加载至屈服点以上且通过径向进给力的偏移来引起邻接部分的塑性变形。该力总是被选择得如此之高，以使其处于永久塑性范围内。

专利AT 36 1273 B揭示了一种通过对工件进行冲击加工来矫直由金属 (诸如铁、工具钢等)制成的优选细长的工件(诸如棒、板、轴或棒)的方法，由此通过具有弯曲尖端的撞针将一系列目标冲击以高频分布在弯曲件的内侧之上。

在现有技术的带齿凸轮轴生产工艺中，固定元件被施加至带齿凸轮轴。为了紧固固定元件，在带齿凸轮轴和用于传输扭矩和进行销连接的毂之间设有齿连接，以防止固定元件在带齿凸轮轴上的轴向位移。

此外，在现有技术中已知隆起是通过在圆轴上进行粗糙化而产生的，当接合毂形组件时，隆起在轴的外轮廓和毂的内轮廓之间形成重叠，且因此使得能够在两个元件之间传输力和扭矩。

现有技术的缺点在于，用于矫直凸轮轴的已知程序可能非常耗时且是成本密集型的。由于对凸轮轴矫直质量的要求越来越高，弯曲矫直正在达到另外的限制。应用特定的不同处理步骤确保了从塑性到弹性范围的精确过渡在每个矫直点处不具有相同的值。这导致了迭代搜索过程以确定每个参考点的精确值。这意味着矫直凸轮轴所需的时间超过了任何可接受的水平。

而且，当夹紧固定元件时，相对精确的预加工是必要的，这是因为固定元件中和齿条中的孔必须对齐且销必须与孔中的至少一个形成压入遮盖。这是防止固定元件移动的唯一方法。此外，销代表以便能够实现连接的额外构造元件。这导致了额外的成本。另一个缺点是通过中心冲压在轴和毂之间仅能传输相对低的扭矩。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于生产带齿凸轮轴的高效工艺，其既不是成本密集型的，也不耗时，且额外地满足了关于矫直质量的高要求。

根据本发明，该任务通过用于生产带齿凸轮轴的工艺、针装置的使用方法、所施加的表面变形以及带齿凸轮轴来解决。

在从属权利要求中指出了适应本发明的工艺的有利且变通的形式。

本发明基于以下思想：首先用测量装置来测量带齿凸轮轴以确定其不平衡。在随后的步骤中，使用变形装置来将至少局部形成的塑性表面变形分段地施加至带齿凸轮轴的齿根以矫正不平衡，塑性表面变形形成冲击部。随后，将固定元件推动至带齿凸轮轴上，当推动固定元件时，固定元件覆盖该冲击部且从而被轴向固定在带齿凸轮轴上。

该独创方法的一个优点是，能够通过测量凸轮轴的精确不平衡来对其进行确定。由于齿根中局部形成的塑性表面变形，特定应力被施加至轴的圆周。该应力矫正了先前测量的不平衡，以使得高对齐质量地补偿了带齿凸轮轴的形状偏差。