专利名称：组装焊接式凸轮轴的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种凸轮轴，特别是一种组装焊接式凸轮轴。
背景技术：
目前所使用的凸轮轴基本上都是整体式结构，这种整体式凸轮轴的制造工艺主要有三种类型一是用圆钢棒料直接机加工；二是锻造(或楔横轧)；三是铸造。用圆钢棒料直接机加工和采用锻造(或楔横轧)工艺生产凸轮轴不仅浪费材料和能源，而且耗费机加工工时和相应的辅助材料；用铸造工艺生产凸轮轴虽然能够节约一部分原材料，但仍要消耗大量能源，对环境亦有一定的污染。另外这种整体式凸轮轴的轴心油孔都需再行加工，一般采用钻削方法，不仅加工难度大，而且钻孔时间长，一旦钻头断在孔内很难取出，往往造成产品报废。从上分析可看出，由于目前凸轮轴为整体式结构，因此无论采用哪种生产工艺生产成本都较高。
公告号为CN2422449Y的专利公开了一种复合式中空凸轮轴，该凸轮轴是将凸轮、轴颈制成单一组合件后用高强度复合焙结剂粘结而成，这种凸轮轴虽然可降低消耗，减少成本，但由于它无法保证凸轮在芯轴上的准确定位，因此只能用于单缸内燃机发动机。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种适用于各种发动机的组装焊接式凸轮轴，该凸轮轴不仅性能好，而且生产成本低。
为达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是该凸轮轴由预先加工成单件形式的凸轮、轴颈和芯轴组成，凸轮和轴颈加工有与芯轴过渡配合的内孔，凸轮上还开有键槽，芯轴上加工有与凸轮数目相等的径向孔，径向孔在芯轴上的分布与凸轮在芯轴上分布的相位角一致，起定位作用的钢球压在径向孔内并与凸轮上的键槽配合，凸轮定位后和轴颈通过焊接固定在芯轴上，芯轴为实心钢轴或钢管。
本实用新型由于预先将凸轮和轴颈通过精锻或精铸工艺制成单片形状，其上仅留有少许加工余量，因此本实用新型可节约材料、节约能源和节省加工工时，最突出的是节约材料，以YC4102四缸柴油机凸轮轴为例，整体式凸轮轴如采用圆钢棒料加工需用材料12公斤，而组装焊接式凸轮轴只需材料6.5公斤，可节约材料45％左右；另外本实用新型的芯轴可以是一根实心钢轴，也可以是无缝钢管，当凸轮轴有轴心油孔时，可采用钢管作为芯轴，钢管内孔就作为凸轮轴的轴心油孔，从而无需再加工油路孔，因此不仅可节省加工工时，节约能源，而且还可节省钻头和相应设备，并可彻底避免因钻头断在孔内而造成的产品报废。除上述优点外，本实用新型还具有性能好、结构简单、组装方便等优点，并且本实用新型能适用于各种型号的发动机。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本实用新型一个实施例的结构简图。
图2为图1所示凸轮轴的剖面图(图中只画出了一段凸轮轴)。
图3为图1的A-A剖面图。
图4为图1的B-B剖面图。
图5为本实用新型另一个实施例的剖面图。
图面序号说明凸轮1、轴颈2、芯轴3、钢球4、焊缝5。
具体实施方式
实施例1图1为四缸机凸轮轴的结构简图，图2为它的剖面图，图3、图4为其在凸轮、轴颈处的断面图。图中，凸轮1为单片凸轮，其外形采用精锻或精铸而成，精锻或精铸后的单片凸轮1留有少许加工余量，它的内孔和键槽在组装前加工完成，支承轴颈2也预先加工成单件形式，它只需加工内孔，不需加工键槽，单片凸轮1与单件轴颈2的内孔与芯轴3为过渡配合，它们内孔的两端倒有角，用于焊接。芯轴3为实心钢轴，其上钻有与凸轮1数目相等的径向小孔，径向小孔的深度小于2毫米，它在芯轴3上的分布与单片凸轮1在芯轴3上分布的相位角一致，如本实施例为YC4102四缸机凸轮轴，在它上面共有8个凸轮，其中第一缸进气凸轮和排气凸轮之间的夹角为107°，四个缸的4个进气凸轮之间的角度为90°，4个排气凸轮之间的角度也为90°，那么芯轴3上就需钻出8个径向小孔，径向小孔在芯轴3上的分布与上述凸轮1在芯轴3上分布的相位角一致。由于凸轮1的相位角要求较高，因此凸轮1在芯轴3上的角度定位很重要，定位越准确，加工余量就越少，反之，相位角定位不准，加工余量就较大，甚至出现凸轮到了公差要求的极限仍然磨不圆而造成产品报废的现象。本实用新型为保证凸轮1在芯轴3上的准确定位采取的措施一是使用自行设计的专用数控钻床来钻出径向小孔，以保证径向小孔的相位角公差，二是采用将钢球4压入径向小孔内并使钢球4与凸轮1上的键槽配合来使凸轮1定位。具体装配过程是在芯轴3上的径向小孔加工完成后，将8个钢球4分别压入8个径向小孔内，再将凸轮1和轴颈2按顺序装配在芯轴3上，应保证凸轮1上的键槽与钢球4配合，最后把装配好的轴放在专用机床上焊接，焊接时采用二氧化碳气体保护，焊缝5位于凸轮和轴颈内孔的两端倒角处，这样可使整个凸轮轴外形更美观。
实施例2本实施例所示凸轮轴的结构如图5所示，与实施例1不同的是，本实施例中芯轴3为无缝钢管，钢管内孔就是凸轮轴的轴心油孔，对于要求有轴心油孔的凸轮轴就采用这种结构，可省去加工油路孔这道工序。
权利要求1.一种组装焊接式凸轮轴，包括凸轮(1)、轴颈(2)和芯轴(3)，其特征在于a.凸轮(1)和轴颈(2)加工有与芯轴(3)配合的内孔，凸轮(1)上还加工有键槽，芯轴(3)上加工有与凸轮(1)数目相等的径向孔，径向孔在芯轴(3)上的分布与凸轮(1)在芯轴(3)上分布的相位角一致，起定位作用的钢球(4)压在径向孔内并与凸轮(1)上的键槽配合；b.凸轮(1)和轴颈(2)通过焊接固定在芯轴(3)上；c.芯轴(3)为实心钢轴或钢管。
专利摘要本实用新型公开了一种组装焊接式凸轮轴，该凸轮轴由加工有内孔和键槽的单片凸轮(1)、加工有内孔的轴颈(2)和芯轴(3)组成，芯轴(3)上加工有径向小孔，凸轮(1)通过压在径向小孔内的钢球(4)与其键槽的配合而定位，凸轮(1)定位后与轴颈(2)通过焊接固定在芯轴(3)上，芯轴(3)根据需要可为实心钢轴或无缝钢管。本实用新型与现有技术相比具有性能好、节约材料和能源、节省工时、成本低、结构简单、组装方便、能适用于各种型号的大、中、小型发动机等优点。
文档编号F01L1/047GK2816360SQ200520035148
公开日2006年9月13日 申请日期2005年8月16日 优先权日2005年8月16日
发明者魏晓林, 张鸿光 申请人:成都市西菱汽车配件有限责任公司