制造凸轮轴的方法
【专利摘要】本发明公开了一种制造凸轮轴的方法。具体地，本发明涉及制造凸轮轴的方法，该方法包括单次烧结操作和钎焊操作，由此降低了制造时间。
【专利说明】制造凸轮轴的方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及制造凸轮轴的方法，更具体地，涉及使用钎焊工艺制造凸轮轴的方法，由此减少了制造时间。
【背景技术】
[0002]一般来说，凸轮轴具有多个凸轮，所述凸轮不同相位布置在轴上的以预定间隔彼此间隔开的位置。凸轮轴由曲柄轴的旋转力重复地旋转，由此周期性地打开和关闭燃烧室的进气阀和放气阀，从而发动机可以连续地运转。
[0003]这种常规的凸轮轴以整体杆类型制造，其中凸轮和轴由相同材料整体地形成，或者以组件类型制造，其中通过单独的工艺制造的凸轮以各种方式与轴连接。
[0004]组件型的中空凸轮轴可以比整体的凸轮轴轻。此外，组件类型是有利的，因为凸轮和轴可以由不同材料制成并且匹配分别接触凸轮和轴的元件的特性。
[0005]具体地，在由烧结金属粉末形成组件型凸轮轴的情况下，存在若干优势，因为凸轮和轴之间的粘结强度相对较高，并且产品具有优越的耐久性和可靠性。
[0006]由烧结金属粉末形成的组件形式的凸轮轴的技术构造包括:在轴的周向外表面中形成多个纵向凹陷，和在由金属粉末形成的凸轮的插入孔的周向内表面上提供突起，从而突起被插入到相应的凹陷中。在凸轮与轴组装好之后，其被烧结并在熔炉中以大约1000°c或更高温度进行热处理，从而凸轮和轴可以牢固地彼此连接在一起。
[0007]【文献I】韩国专利注册号10-0799604
[0008]根据文献I中公开的常规技术的制造凸轮轴的方法包括:以使得至少两个突起周向地形成在凸轮的周向内表面上的方`式形成凸轮；预烧结形成的凸轮，使得其维持在预定温度；在轴的表面上形成至少一个突起；将若干预烧结的凸轮在对应于预设间隔的位置并且以预定的相位角装在轴上，并且临时将这些凸轮紧固到轴上；以及主烧结通过组装凸轮和轴而得到的产品，从而该产品被维持在预定温度。
[0009]因此，文献I的技术包括预烧结操作和主烧结操作，其中预烧结操作用于实现凸轮所需的硬度并使得凸轮能够临时地与轴组装，而主烧结操作用于使已经被临时地紧固在一起的凸轮和轴彼此连接。因此，制造凸轮轴所花费的时间很长。
[0010]此外，文献I的技术是有缺陷的，因为如果有必要增加凸轮轴的产量，就必须增加十分昂贵的烧结装置的数量。
[0011]而且，在文献I的技术中，位于轴的外表面上的突起定向为轴的纵向方向。因此，当将凸轮紧固到轴上时，大的载荷被施加到凸轮上，这可能导致凸轮破裂。
[0012]此外，在文献I的技术中，当在凸轮已经被紧固到轴上之后进行主烧结操作时，轴可能弯曲。在这种情况下，需要单独的整直操作来纠正弯曲的轴。
[0013]由于主烧结操作中的液相烧结，凸轮的体积收缩了 5%至8%。因此，已经烧结的凸轮轴需要相对较大的组装公差。这导致了原料的不必要的浪费，并且处理的时间增加。
[0014]【文献2日本专利特开昭62-6772】[0015]【文献3日本专利特开平3-189308】
[0016]文献2和文献3中提出了在凸轮适配到轴上之后利用钎焊将凸轮和轴结合在一起的技术。
[0017]然而，在文献2和文献3的技术中，凸轮和轴之间的粘结强度不够。因此，在钎焊期间，齿轮和轴的相对位置可能改变。这导致在钎焊完成之后，产品会出现误差。
[0018]【现有技术文献】
[0019]【专利文献】
[0020](专利文献I)【文献I】韩国专利注册号10-0799604
[0021](专利文献2)【文献2】日本专利特开昭62-6772
[0022](专利文献3)【文献3】日本专利特开平3-189308
【发明内容】
[0023]技术问题
[0024]相应地，鉴于现有技术中的上述问题，提出了本发明，本发明的一个目的在于提供一种以如下方式制造凸轮轴的方法:在凸轮被紧固到轴之前，通过主烧结凸轮而增加凸轮的断裂强度，由此防止了在凸轮中引起破裂，即使对凸轮施加较大的紧固载荷。
[0025]本发明的另一目的是提供一种制造凸轮轴的方法，其中，凸轮的高断裂强度使得增加紧固力(即，凸轮临时性地与轴连接所借助的力)成为可能，由此避免了在凸轮和轴的连接过程期间与凸轮和轴之间相对位置的变化有关的缺陷产品的问题。
[0026]本发明的又一目的是提供一种制造凸轮轴的方法，其中，已经彼此临时组装在一起的凸轮和轴通过钎焊工艺彼此连接在一起，因此，与利用主烧结工艺的常规技术相比，降低了用于连接的时间。
[0027]本发明的再一目的是提供一种使用钎焊操作制造凸轮轴的方法，从而凸轮和轴的组装公差增加，并且在主烧结操作期间轴的弯曲现象被最小化，由此简化了制造凸轮轴的工艺。
[0028]技术方案
[0029]为了实现上述目的，本发明提供了一种制造凸轮轴的方法，包括:制造凸轮，具有形成在凸轮的周向内表面中的凹陷；将凸轮以下述方式紧固到轴:凸轮或轴相对于凸轮和轴中的剩下的一个旋转，该轴由中空管形成，具有轴的周向外表面上提供的突起；在紧固之后，将凸轮与轴钎焊连接，其中，在轴的周向外表面和凸轮的凹陷之间限定了空间，所述空间用于接收钎焊连接中使用的填充剂。
[0030]在制造凸轮时，凸轮可以通过烧结、铸造或锻造形成，或者被制造成内件凸轮，其中，由钢制成的内件扩散结合到烧结的凸轮的内部，所述钢与轴的材料相同或不同。
[0031]本发明的有益效果
[0032]在传统技术中，在将预烧结的凸轮和轴彼此紧固的操作之后，它们必须长时间进行主烧结以在凸轮和轴之间扩散连接，与这样的传统技术不同，本发明在紧固操作之后使用钎焊而不是烧结，由此显著地降低了制造凸轮轴的时间。
[0033]此外，当烧结凸轮和将凸轮与轴钎焊连接时，可以最大化投料(charging)效率。因此，即使有必要增加凸轮轴的产量，也不需要增加十分昂贵的烧结装置的数量。[0034]此外，如果主烧结操作在将凸轮紧固到轴上的操作之后进行，则可能出现轴弯曲 的现象。在这种情况下，需要单独的整直操作来纠正轴。然而，在本发明中，在紧固操作之 后，通过钎焊实现将凸轮与轴连接的操作。因此，可以最小化轴弯曲的现象，由此减少单独 的整直操作的时间。【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1是凸轮的平面图；
[0036]图2是轴的立体图；
[0037]图3是凸轮轴的立体图；及
[0038]图4是流程图。【具体实施方式】
[0039]下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施方式。
[0040]根据本发明的制造凸轮轴的方法包括：制造其中形成有凹陷12的凸轮10，并将凸 轮10以下述方式紧固到具有突起21的轴20上：凸轮10或轴20相对于另一个旋转。在紧 固之后，通过钎焊而不是烧结将凸轮10与轴20连接。
[0041]【利用主烧结制造凸轮】
[0042]图1示出了根据本发明的具有凹陷12的凸轮10。
[0043]凸轮10的周向内表面包括形成较大直径的凹陷12以及小直径部分16。斜面14 形成在每个凹陷12和相邻的小直径部分16之间。
[0044]在形成具有凹陷12的凸轮10之后，该具有凹陷12的凸轮10被烧结。在本发明 中，在凸轮10与轴20组装之前进行的烧结是主烧结，而不是预烧结。
[0045]涉及这种烧结的许多类型的技术在本发明申请之前是公知的，因此略去了其详细解释。
[0046]在该实施方式中，尽管凸轮10已经被示出为由烧结形成，但凸轮10可以由其他方 法(例如锻造或铸造)形成。可选地，可以以内件凸轮型制造凸轮10，其中，由钢（与轴20的 钢相同或不同）制成的内件扩散结合到烧结的凸轮10的内部。
[0047]【轴】
[0048]图2示出了用在本发明中的轴20。轴20可以包括中空管。凹槽由凹槽形成板22 周向地形成在轴20的周向外表面中。突起21形成为与每个凹槽相邻。与该实施方式不同， 由凹槽形成板22形成的凹槽和突起21可以纵向地形成。
[0049]在该实施方式中，突起21在轴20的周向方向上延伸预定的长度。
[0050]多个突起21可以周向地形成在轴20的周向外表面上。
[0051]每个突起21相对于轴20的周向方向的长度与形成在凸轮10的内表面中的相应 凹陷12的长度相匹配。优选地，突起21相对于轴20的轴方向的宽度小于凸轮10的内表 面的宽度。
[0052]因此，轴20的突起21在轴20的周向方向上延伸相对较长的长度，从而突起21突 出的区域增加，由此显著地提升了将凸轮10紧固到轴20的可靠性。
[0053]【将凸轮紧固到轴上】[0054]图3示出了通过紧固操作彼此紧固在一起的凸轮10和轴20。
[0055]首先，轴20被插入到凸轮10中，从而轴20的突起21位于凸轮10的相应凹陷12中。
[0056]在紧固操作中，优选地，当轴20被插入到凸轮10中时，轴20由凸轮10的斜面14引导。
[0057]当轴20旋转而凸轮10固定时，突起21通过相应的斜面14。
[0058]轴20相对于凸轮10旋转，直到轴20的突起21位于形成在凸轮10的内表面中的相应小直径部分16中。
[0059]凸轮10和轴20通过这种旋转彼此紧固在一起。
[0060]当然，将凸轮10紧固到轴20可以通过旋转凸轮10同时固定轴20来实现。
[0061]当轴20相对于凸轮10的旋转完成时，在轴20的周向外表面和凸轮10的每个凹陷12之间确定空间。
[0062]与常规技术不同，根据本发明的凸轮10通过主烧结形成。因此，根据本发明的凸轮10的硬度高于常规技术的硬度。这降低了在将凸轮10紧固到轴20的操作中可能引起的破裂问题的可能性。
[0063]此外，在本发明中，轴20的突起沿着轴20的周向方向延长，从而使凸轮10和轴20彼此紧固在一起的力可以增大。
[0064]此外，当轴20旋转以使得凸轮10和轴20彼此组装在一起，为了最小化周向地位于轴20的周向外表面上的突起21产生的应力，斜面14形成在凸轮10的每个凹陷12的端部上。因此，本发明可以防止在组装期间在凸轮10中引起破裂，由此最小化了有缺陷产品的数量。
[0065]【将凸轮和轴钎焊连接】
[0066]在凸轮10已经以凸轮10和轴20相对于彼此旋转的方式可靠地紧固到轴20之后，通过钎焊而不是烧结将凸轮10与轴20连接。镍基或铁基填充金属或类似物可以用在钎焊中。
[0067]钎焊连接是一种在本发明申请之前已经公知的技术，因此略过了对该技术的详细说明(参见日本特开昭62-6772以及日本特开平3-189308等)。
[0068]钎焊连接在三十分钟内完成。因此，相比于凸轮或凸轮轴必须由预烧结和主烧结长时间处理的常规技术来说，本发明可以显著地降低制造时间。
[0069]在通过将凸轮10紧固到轴20的操作而形成的凸轮轴中，限定了轴20的周向外表面和凸轮10的每个凹陷12之间的空间。该空间可以用作接收在钎焊连接时需要的填充剂的空间。[0070]同样地，在紧固操作之后，凸轮10和轴20通过钎焊而不是烧结彼此连接在一起。因此，本发明可以最小化在常规技术中造成的主烧结时的轴弯曲问题。
[0071]【本发明的工艺的概述】
[0072]图4简要地示出了本发明的整个工艺。
[0073]在第一操作步骤SI中，通过主烧结制造凸轮10，并且制备轴20。
[0074]在第二操作步骤S2中，凸轮10和轴20相对于彼此旋转，从而它们彼此紧固到一起。[0075]紧固操作以下述方式进行:沿着轴20的周向方向延长的突起21周向地旋转。
[0076]在紧固操作中，优选地，当轴20被插入到凸轮10中时，凸轮10的斜面14引导轴20。
[0077]在第三操作步骤S3中，通过紧固操作形成的凸轮轴组件的凸轮10和轴20通过钎焊而不是烧结彼此连接在一起。
[0078]换句话说，第三操作步骤S3是钎焊凸轮10和轴20的操作，其中，凸轮10和轴20在先前操作步骤中(即紧固操作)已经通过旋转沿着轴20的周向方向延长的突起21而被牢固地彼此紧固在一起，由此完成了凸轮10和轴20之间的连接。
[0079]在第四操作步骤S4中，对连接的凸轮轴进行所需的后处理。
[0080]【工业实用性】
[0081]通过本发明制造的凸轮轴可以用在交通工具的发动机中。
【权利要求】
1.一种制造凸轮轴的方法，包括: 制造凸轮，该凸轮具有形成在凸轮的周向内表面中的凹陷； 将凸轮以下述方式紧固到轴:凸轮或轴相对于凸轮和轴中剩下的一个旋转，该轴由中空管形成，具有在轴的周向外表面上提供的突起；以及在紧固之后，将凸轮与轴钎焊连接， 其中，在轴的周向外表面和凸轮的凹陷之间限定空间，所述空间用于接收钎焊连接中使用的填充剂。
2.根据权利要求1的方法，其中，在制造凸轮时，凸轮通过烧结、铸造或锻造形成，或者被制造成内件凸轮，其中，由钢制成的内件扩散结合到烧结的凸轮的内部，所述钢与轴的材料相同或不同。
【文档编号】B23K1/00GK103842122SQ201280047547
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年9月27日 优先权日:2011年9月28日
【发明者】金容均, 朴隆商, 宋俊浩, 韩栋圭, 金永浩 申请人:株式会社未宝