专利名称：分体式凸轮轴的装配工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及到机械传动中的分体式凸轮轴，尤其涉及到分体式凸轮轴的装 配工艺。
技术背景众所周知，整体式凸轮轴的制造工艺比较复杂，生产中需要采用自动线多 工位机床，设备投资较大，生产线占地面积大，生产成本较高；而且，凸轮轴 的自身结构决定了生产整体式凸轮轴时，原材料的利用率非常低，使得整体式 凸轮轴的制造成本非常高，而且在安装整体式凸轮轴时，只能使用哈夫结构的 轴套，给凸轮轴的安装带来了不便。为了简化制造工艺、降低成本，众多厂家 都放弃了传统的整体式结构，普遍采用了分体式结构，通常情况下，凸轮轴被 分解成主轴和凸轮片，主轴和凸轮片单独加工成型后再装配在一起，而且分体 式凸轮轴可以采用整体化轴套，这样就大大方便了凸轮轴的安装。在主轴、凸 轮片和轴套的加工过程中，可以采用不同材料，使得分体式凸轮轴的重量与整 体式凸轮轴相比可减轻30%~50%，同时还提高了原材料的利用率，大大降制了 制造成本；而且加工所需要的设备投资小，生产线占地面积小，降低了生产成 本。因此，分体式结构已经成为凸轮轴的主流结构，得到了广泛的应用。就目 前而言，分体式凸轮轴的装配大致有热套法、内部高压成型法、管内滚压扩张 法和凸轮压力套装定位法等几种工艺，下面分别对其进行说明1、 热套法，具体的配套过程为在常温下，作为外部零件的凸轮片和轴套 的孔与作为主轴的钢管的外径之间有过盈，装配之前先对凸轮片和轴套进行加 热，并对钢管进行冷却，以消除过盈。这种装配工艺的效率较低，而且还会带 来氧化皮和热变形等缺陷；2、 内部高压成型法，具体的配套过程为IHU分体式凸轮轴是由壁厚为2.5mm或3.0 mm的精密钢管上安装等温淬火的凸轮片和钢管堵头组成，整个周长 上等壁厚的凸轮片被置入一台专门的设备中，这台设备可保证轴向对准凸轮片 中心线和凸轮片转角位置。钢管推入定位好的凸轮片中， 一台真空抓取机将预 先定位好的各个零件放到带IHU工具的液压机上，IHU工具的模腔形状正好与 制好的毛坯轴的外形轮廓相一致，然后将液体介质注入管内后，钢管两端用轴 向塞头封死，增加管内压力，使整个钢管发生塑性变形，直到贴合在IHU工具 上。此时，钢管和凸轮片之间产生了力联接和形状联接。使用这种装配工艺所 需的设备价格昂贵，大大增加了生产成本。3、 管内滚压扩张法，具体的配套过程为利用滑动滚压原理使得薄壁钢管 在带孔的外部零件中发生局部的扩张，利用带有滚压过盈量，穿过内管的滚压 工具，使内管发生塑性扩张。这种装配工艺带有一定的危险性，而且生产效率 不高，钢管的扩张也不均匀；4、 凸轮片压力套装定位法，具体的配套过程为首先在钢管外面滚压加工 出圆周方向的槽子，凸轮片的孔内加工出轴向的线槽，然后从轴向将加工好的 凸轮片套在钢管上，由于钢管外径和凸轮片孔之间有过盈，所以当凸轮片推入 到钢管上之后就会发生塑性变形，钢管表面和凸轮片孔都有一些锥度，推入之 后非常牢固。美中不足的是钢管外面的滚压圆周方向槽子工艺难度高，制造成本较高。发明内容本发明所要解决的一个技术问题是提供一种投资少、制造成本低、装配 方便且效率高的分体式凸轮轴的装配工艺。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是分体式凸轮轴的装配工 艺，其步骤为选用空心管作为主轴，然后将需要装配在主轴上的零部件套装 在主轴上，并通过定制的工装将其定位，接着将与主轴内孔相适应的锥形芯棒 推入主轴内孔，对主轴的内孔进行扩张，即对主轴进行胀管。采用流水作业的方式，使用多根锥形芯棒按照由细至粗的次序依次对主轴的内孔进行扩张。上述的多根锥形芯棒分成两组，分别从主轴的两头对其内孔进行扩张。 上述的多根锥形芯棒按照一隔一的方式分成两组，分别从主轴的两头对其 内孔进行扩张。本发明的有益效果是本发明通过胀管的方式对主轴的内孔进行扩张，从 而将需要装配在主轴上的零部件与主轴固定在一起，这种工艺简单安全，只需 要简单工装和设备就行，投资较少，大幅度地提高了装配精度和效率，是一种 十分理想的装配工艺。
图1是本发明所述的装配工艺流程图； 图2是图1中的锥形芯棒的结构示意图；图3是图1中主轴、凸轮片和轴套由定制工装定位后的结构示意图；图4是图3中定制工装的结构示意图；图5是图1中凸轮片的结构示意图；图6是装配完成后的凸轮轴的结构示意图；图1至图6中1、主轴，2、凸轮片，21、花键，3、轴套，4、工装上模， 5、工装下模，6、锥形芯棒。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的分体式凸轮轴的装配工艺，其步骤为选用空 心的钢管作为主轴1，然后将八个凸轮片2套装在主轴1上，并且将三个整体式 轴套2预先套装在主轴1的相应位置上，接着通过定制上模4和定制下模5构 成的工装将主轴l、凸轮片2和轴套3定位——参见图3所示，工装的结构参见 图4所示，然后，采用流水作业的方式，选用四根由细至粗的锥形芯棒6在运 动机构的驱动下分四次对主轴1进行胀管操作，锥形芯棒6的结构参见图2所 示，其中第一、三次为一组，第二、第四次为另一组，两组分别从主轴1的 两头对主轴1进行胀管，使得主轴1与凸轮片2紧密固定在一起——装配完成后的凸轮轴参见图6所示。采用多次胀管的方式，可以减小每次胀管对主轴1 造成的形变量，使得胀管变得更加容易；此外，为了使主轴1与凸轮片2固定 得更牢，所述的凸轮片2的内孔的圆周面上加工出由多个轴向键槽构成的花键 21——参见图5所示。本发明通过胀管的方式对主轴1的内孔进行扩张，从而将需要装配在主轴 上的凸轮片2与主轴1固定在一起，这种工艺简单安全，只需要简单工装和设 备就行，投资较少，大幅度地提高了装配精度和效率，是一种十分理想的装配 工艺。
权利要求
1.分体式凸轮轴的装配工艺，其步骤为选用空心管作为主轴，然后将需要装配在主轴上的零部件套装在主轴上，并通过定制的工装将其定位，接着将与主轴内孔相适应的锥形芯棒推入主轴内孔，对主轴的内孔进行扩张，即对主轴进行胀管。
2. 如权利要求1所述的装配工艺，其特征在于采用流水作业的方式，使 用多根锥形芯棒按照由细至粗的次序依次对主轴的内孔进行扩张。
3. 如权利要求2所述的装配工艺，其特征在于所述的多根锥形芯棒分成 两组，分别从主轴的两头对其内孔进行扩张。
4. 如权利要求3所述的装配工艺，其特征在于所述的多根锥形芯棒按照 一隔一的方式分成两组，分别从主轴的两头对其内孔进行扩张。
全文摘要
本发明公开了一种投资少、制造成本低、装配方便且效率高的分体式凸轮轴的装配工艺，其步骤为选用空心管作为主轴，然后将需要装配在主轴上的零部件套装在主轴上，并通过定制的工装将其定位，接着将与主轴内孔相适应的锥形芯棒推入主轴内孔，对主轴的内孔进行扩张，即进行胀管。本发明通过胀管的方式对主轴的内孔进行扩张，从而将需要装配在主轴上的零部件固定在一起，这种工艺简单安全，只需要简单工装和设备就行，投资较少，大幅度地提高了装配精度和效率，是一种十分理想的装配工艺。
文档编号B21D39/08GK101249541SQ20081002442
公开日2008年8月27日 申请日期2008年3月21日 优先权日2008年3月21日
发明者斌 谢 申请人:斌 谢