组装凸轮轴的组装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用烧结金属粉末的组装凸轮轴的组装方法，并且更具体地，涉及一种通过以下步骤将凸轮固定至轴的方法:在通过凸轮的预烧结执行压装时，通过凸轮的损害保护和凸轮内直径形状的改进使对轴的压装量最小化。可以在不使用现有技术的固定方法的在凸轮和轴中形成的组装凹槽和组装凸起的情况下，固定凸轮和轴。因此，自动组装是可能的，可以提高可操作性和生产率，并且可以使完整性稳定。通过组装之后的主烧结工艺，产生凸轮的液相烧结和收缩以及凸轮和轴之间的扩散粘结，以进行最终的结合，从而完成组装凸轮轴的组装方法。
【背景技术】
[0002]通常，凸轮轴设置有具有不同位相的多个凸轮，所述不同位相以预定间隔设置在其轴线上，凸轮轴接收曲柄轴的旋转功率，重复地执行旋转运动，以精准定时周期性地调节燃烧室的进气阀和排气阀的开关时间，并且连续不断地驱动发动机。
[0003]在这种现有的凸轮轴中，凸轮和轴使用相同材料以一体块类型形成。在这种情况下，制备方法包括铸铁浇铸和铸造型特种钢锻造。
[0004]在这种制备方法中，因为凸轮表面需要固化，所以问题在于在若干步骤中应该执行热处理工艺。由于由热处理工艺产生的环境状况的抑制因素和由于制造工艺特性的困难的工艺，自动化是困难的并且生产率降低。
[0005]此外，当使用现有的制备方法制备凸轮轴时，难以降低发动机的重量，并且难以提高燃料效率。存在若干缺点，包括:调节排气的困难、设计部件形状的自由度的困难、选择自由度的材料的困难等。
[0006]为了解决这种凸轮轴的整个问题，研发了一种改进的组装的凸轮轴。该组装凸轮轴的例子在于:在具有预定厚度和长度的中空轴内制备分离的凸轮，并且通过各种方法结合凸轮。
[0007]与一体的凸轮轴相比，上述中空的组装凸轮轴能够显著降低其重量。凸轮和轴根据每个互补材料的特性由不同材料制成并结合，并且因而用于较小的轻型车辆。
[0008]此外，存在若干优点，例如高性能、高效率以及工艺改良。属于传统制备方法的浇铸和铸造工艺的凸轮轴最近已经变为这样的组装凸轮轴。
[0009]随着制备这种组装凸轮轴的方法，引入了若干方法，例如，在凸轮和轴之间焊接和机械压装、使用各种固定组件在凸轮和轴之间固定、通过轴的延伸固定凸轮以及使用烧结金属粉末的凸轮与轴烧结粘合。
[0010]具体地，在这些制备方法中，使用烧结金属粉末的组装凸轮轴具有若干优点，例如，在凸轮和轴之间的精良结合力、部件的高耐久性和稳定性。因此，在发达国家，正越来越多地使用这种技术。
[0011]如图1中所示，使用烧结金属粉末的组装凸轮轴10’的技术配置包括多个凹槽I’ a(在下文，称为“组装凹槽”)，所述多个凹槽I’ a在长度方向上设置在轴I’的外圆周表面上。凸起2’ a设置在通过金属粉末的模铸形成的凸轮2’(在下文，称为“凸轮件”)的插入槽的内圆周表面上，以待固定至轴I’的组装凹槽I’ a，这些部件被组装。因此，在大约100tC或更高的温度下在炉内执行烧结和热处理，通常，轴I’和凸轮2’紧密结合。
[0012]在这种情况下，由于烧结金属粉末的组分和成分，使用能够产生液相烧结表现和与轴扩散粘结的金属粉末。
[0013]如上所述，为了容易地组装凸轮2’和轴1’，组装凹槽I’ a设置在轴I’中并且组装凸起2’ a形成在凸轮2’件的插入槽的内圆周表面上，以待固定至组装凹槽I’ a。因此，由于在轴的牵拉过程中的困难，自动化是不可能的，并且需要手动组装。在凸轮2’和轴I’的组装过程中，凸轮2’件的损害频繁发生。
[0014]在组装过程中，为了固定凸轮2’件和轴I’，在设定距离处执行插入，并且然后使用粘合剂等执行附接和固定。在组装操作或者移动组装产品的过程中，存在改变凸轮2’的距离的风险。
[0015]在处理轴I’的轴颈部分时，由于组装凹槽I’ a的脱离导致制备性能降低，制备是不方便的，操作时间增加，并且产品效率降低。
[0016]为了克服这些缺点，生产商考虑这些问题及其改进。
【发明内容】
[0017]本发明用于解决现有组装凸轮轴的组装方法的问题，并且改进该方法，本发明的目的如下。
[0018]本发明主要用于在不使用现有技术的在凸轮和轴中形成的组装凹槽和组装凸起的情况下，使用烧结金属粉末通过使凸轮和轴的自动组装，提高组装凸轮轴的组装方法中的可操作性和生产率。
[0019]本发明还用于通过以下方法在凸轮和轴之间执行容易的组装操作:在通过凸轮的预烧结执行压装时，通过凸轮的损害保护和凸轮内直径形状的改进使压装力最小化，并且本发明通过以下方法增加了结合力:通过组装操作之后的主烧结工艺，产生凸轮的液相烧结和收缩以及凸轮和轴的扩散粘结，本发明提高了生产率并且使完整体稳定。
【附图说明】
[0020]图1A是现有技术中的组装凸轮的侧视图，其中凸起形成在组装孔中。
[0021]图1B示出了现有技术中的组装轴的侧视图和外观的透视图，其中组装凹槽形成在外圆周表面上。
[0022]图1C是示出现有技术中的组装凸轮轴的组装状态的外观透视图。
[0023]图2A是本发明的组装凸轮的侧视图。
[0024]图2B示出了本发明的组装轴的侧视图和外观的透视图。
[0025]图3示出了本发明的组装凸轮轴的外观的透视图以及示出了凸轮被压装至轴的状态的示意图。
[0026]图4A至4E是示出了本发明的凸轮的凸轮内部部分的组装孔形式的侧视图。【具体实施方式】
[0027]由于以上目的，本发明提供了一种组装凸轮轴的组装方法。
[0028]—种使用烧结金属粉末的组装凸轮轴的组装方法，其中分开制备中空轴I和凸轮2，所述中空轴I通过钢管的牵拉工艺具有预定厚度和长度以及设定的外直径，所述凸轮2压装至轴1，凸轮2和轴I被组装，组装的凸轮轴10通过主烧结结合，所述方法顺序地包括:
[0029]预烧结步骤，其中将烧结金属粉末的模铸的凸轮2保持在750°C至1050°C的温度10至60分钟；
[0030]定制尺寸步骤，其中将已经执行过预烧结步骤的凸轮2的组装孔21的内直径保持成小于轴I的外直径，以及精准地修整凸轮2的内直径形状以保持凸轮2和轴I之间的压装量(夹紧量)为10至50 μπι ;
[0031]压装步骤，其中根据设定距离和角度，将已经执行过定制尺寸步骤的多个凸轮2固定和装配在轴I中；以及
[0032]主烧结步骤，其中将通过压装步骤而其中组装有凸轮2的凸轮轴10保持在1050°C至1200°C的温度30分钟至3小时以进行烧结。
[0033]在这种情况下，可以理解，已经执行过预烧结步骤的凸轮2件的断裂强度是模铸的凸轮2件的断裂强度的10至20倍。因此，在压装至轴I时，不存在损害担忧。
[0034]可以理解，铸模的凸轮2件具有6.2至6.6的模铸强度，在预烧结之后，强度为6.9或更高，并且线性形变率为4 %或更少。
[0035]通过在预烧结之后修整过程的定制尺寸步骤，控制作为凸轮2的内直径的组装孔21的精度。在这种情况下，凸轮2的内直径Dl小于轴的外直径D2。
[0036]在这种情况下，优选地，将凸轮2和轴I之间的压装量(夹紧量)控制在10至50 μ mD
[0037]当压装量等于或小于10 μπι时，在组装过程中压装量是小的，并且凸轮2和轴I之间的固定是困难的。当压装量等于或大于50 μπι时，压装力增加，并且不存在对凸轮2的损害的担忧。
[0038]此外，作为凸轮2的内部部分的组装孔21的形状包括多边形、均匀的凸起形状、波形、椭圆形、小波形等中任何一个，当与轴I组装时，最优化接触区域，压装力最小化，并且因此借助压装的组装操作变得容易。
[0039]可以通过处理具有一定等级的腔室11制备轴I的一个端部，从而凸轮I的压装变得容易。
[0040]根据本发明，在不使用现有技术的在凸轮和轴中形成的组装凹槽和组装凸起的情况下，凸轮和轴的自动组装是可能的，并且可以提高可操作性和生产率。
[0041]当通过凸轮的预烧结执行压装时，通过凸轮的损害保护和凸轮内直径形状的改进使与轴的压装量最小化，并且可以容易地执行组装操作。
[0042]通过在组装之后的主烧结，凸轮和轴之间的结合力增加，生产率可以提高，并且整体性稳定。由于轴颈处理工艺的减少，提高了工艺的效率。由于去除了轴的组装凹槽，额外地可以减小凸轮轴的重量。由于若干有益效果，显而易见地是本发明是非常有用的发明。
[0043]参考标号
[0044]1:轴
[0045]2:凸轮
[0046]10:凸轮轴
[0047]21:组装孔
【主权项】
1.一种使用烧结金属粉末组装凸轮轴的组装方法，其中分开制备中空轴(I)和烧结金属粉末的凸轮(2)，所述中空轴(I)通过钢管的牵拉工艺具有预定厚度和长度以及设定的外直径，凸轮(2)和轴(I)通过压装来组装，并且组装的凸轮轴(10)通过主烧结而结合，所述方法顺序地包括: 预烧结步骤，其中将模铸的凸轮(2)保持在750°C至1050°C的温度10至60分钟；定制尺寸步骤，其中将已经执行过预烧结步骤的凸轮(2)的组装孔(21)的内直径精准地修整成小于轴(I)的外直径； 压装步骤，其中根据轴(I)的设定的距离和角度，固定和装配已经执行过定制尺寸步骤的多个凸轮⑵；以及 主烧结步骤，其中使通过压装步骤其中组装有凸轮(2)的凸轮轴(10)保持在1050°C至1200 °C的温度30分钟至3小时以进行烧结。2.根据权利要求1所述的方法，通过预烧结之后的作为修整过程的尺寸定制步骤，控制作为凸轮⑵的内直径的组装孔(21)的精度，凸轮⑵的内直径Dl小于轴⑴的外直径D2，以及在这种情况下，凸轮(2)和轴(I)之间的压装量(夹紧量)为10至50 μπι。3.根据权利要求2所述的方法，其中凸轮(2)的内部部分的形状包括多边形、均匀的凸起形状、波形、椭圆形和小波形中的任何一种。
【专利摘要】本发明涉及一种使用烧结金属粉末组装凸轮轴的组装方法，并且更具体地，涉及一种利用将凸轮固定至轴的方法而使用烧结金属粉末的组装凸轮轴的组装方法，将凸轮固定至轴的方法利用以下步骤：在通过凸轮的预烧结执行压装时，通过凸轮的损害保护和凸轮内直径形状的改进使对轴的压装量最小化。在不使用现有技术的在凸轮和轴中形成的组装凹槽和组装凸起的情况下，凸轮和轴的自动组装是可能的，可以提高可操作性和生产率，并且可以使完整性稳定。
【IPC分类】F01L1/047, B22F7/06, B25B27/02
【公开号】CN105626176
【申请号】CN201410616303
【发明人】金容均, 朴隆商, 宋俊浩, 朴清范, 宋钟勋
【申请人】株式会社瑞进凸轮轴
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月5日