凸轮轴的热装配装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及凸轮轴的技术领域，具体讲是一种凸轮轴的热装配装置。
【背景技术】
[0002]传统的凸轮轴的制造方法主要是整体锻造或铸造，凸轮与轴是一个整体，因此这种凸轮轴存在下面的缺点:由于凸轮轴后面的机加工的工序繁多，加工余量就大，这样会导致整个凸轮轴重量重，材料浪费多，不便于制造。现在比较常用的有装配式凸轮轴，而其关键技术是凸轮套与轴的连接方法。现在已有的制造方法有钢管内胀法、内部液压法、热套法、粉末冶金法及滚花连接法等，其中热套法是常用的制造方法。在常温下，凸轮片或其他功能件的孔和内部钢管的外径之间有过盈，装配之前先对凸轮片或其他功能件进行加热，对内部钢管进行冷却，借以消除过盈，在安装时将配件加温，使相互的装配间隙扩大，根据要求将凸轮片装配紧固于轴上，等安装完毕后温度再冷却至工作温度，使配件在冷却收缩的过程中紧紧地配合在一起，保证了轴承及各零部件的装配质量。但是，它存在的问题是:
[0003]I)现有技术中的热套法在加热凸轮套时大多采用在高温炉内加热的方式，它存在加热时间过长、传热效率不高的现象，因此，大大降低了生产效率，能耗大；
[0004]2)同时，由于凸轮套由于其形状的特殊性，其壁厚是不均匀的，因此，凸轮套各个区域的受热是不均匀的，这样，大大影响了齿轮套的性能。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种加热时间短、传热效率高，并且高效、低能耗的凸轮轴的热装配装置。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供的凸轮轴的热装配装置，它包括电磁控制系统、内加热体和外加热体，所述的内加热体和外加热体之间形成与凸轮套的几何形状相配套的加热空腔，凸轮套放置在加热空腔内，内加热体和外加热体均与安装有高频功率控制电路的电磁控制系统电连接。
[0007]所述的内加热体和外加热体均包括由外至内的加热线圈、线圈支撑架和多个铁氧体磁棒，加热线圈绕制在线圈支撑架上，多个铁氧体磁棒位于线圈支撑架内且沿线圈支撑架的边缘轮廓平行排列形成环状。
[0008]所述的内加热体中的线圈支撑架为与凸轮套的中心连接孔相配的圆柱体状的内线圈支撑架，缠绕在内线圈支撑架上的加热线圈为外发热线圈；所述的外加热体中的线圈支撑架为与凸轮套的外形相配的外线圈支撑架，缠绕在外线圈支撑架上的加热线圈为内发热线圈。
[0009]所述的外加热体的外部设有设有由金属管绕制而成的圆筒状螺旋金属管层，该圆筒状螺旋金属管层外设有全封闭的电磁屏蔽消除罩。
[0010]所述的外加热体内周上缠绕一层用于防止内加热体与外加热体之间的电磁场出现层流现象的扰流线圈。
[0011]采用以上结构后，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点:
[0012]I)由于本装置具有了与凸轮套形状相匹配的加热空腔，并在高频功率控制电路产生的高频工作频率下工作，解决了电磁加热器对空间辐射漏磁的问题，同时得了凸轮体的集肤效应，因此，使得工件表面形成均匀的高温，提高了热装配的质量;同时，由于采用内外组合式加热体的结构，使凸轮套的内表面和外表面得到全面升温，进而提高了凸轮套表面温度分布的均匀性，使凸轮套的加热更快、更均匀、更高效；
[0013]2)电磁屏蔽消除罩的设置，则消除了电磁屏蔽消除罩内的电磁辐射，从而消除电磁辐射对设备和周围人身的危害；
[0014]3)扰流线圈的设置，则是为了防止内加热体与外加热体之间的电磁场出现层流现象，并且将扰流线圈做成螺旋状后，增加湍流，确保加热效果。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型凸轮轴的热装配装置的结构示意图。
[0016]图2是本实用新型中加热主体的横剖结构示意图。
[0017]图3是本实用新型中高频电流控制系统的原理图。
[0018]其中，1、电磁控制系统；2、电磁屏蔽消除罩;3、圆筒状螺旋金属管层;4、内发热线圈；5、外线圈支撑架;6、扰流线圈；7、内线圈支撑架;8、外发热线圈;9、外加热体;10、内加热体;11、加热空腔;12、铁氧体磁棒。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细地说明。
[0020]由图1?图3所示的本实用新型凸轮轴的热装配装置的结构示意图可知，它包括电磁控制系统1、内加热体10和外加热体9，所述的内加热体10和外加热体9之间形成与凸轮套的几何形状相配套的加热空腔11，凸轮套放置在加热空腔11内，内加热体10和外加热体9均与安装有高频功率控制电路的电磁控制系统I电连接。电磁加热的原理是将50Hz交流电经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换器将直流电转换为高频交流电(10-99KHZ)，再将高频交流电加在加热线圈上，产生高频交变磁场，高频交变磁场直接作用在凸轮套上，在凸轮套内部产生涡流，使凸轮套本身自行高速发热，也就是凸轮套自身发热从而达到热过盈装配的目的。
[0021]电磁控制系统I主要由时钟电路、数据存储器的扩展、串行通信接口、液晶显示器、A/D转换和信号调理电路等外围接口电路组成。主要功能是控制相控整流电路和全桥逆变电路产生交变脉冲磁场，并监控感应加热过程中的电压、电流和温度等重要参数，跟踪谐振频率使系统始终工作在谐振状态，通过调节相控整流电路的导通角可调节系统输出电压，达到恒定功率输出的目的。通过对加热时间的控制，来间接控制凸轮套的加热温度。
[0022]所述的内加热体10和外加热体9均包括由外至内的加热线圈、线圈支撑架和多个铁氧体磁棒12，加热线圈绕制在线圈支撑架上，多个铁氧体磁棒12位于线圈支撑架内且沿线圈支撑架的边缘轮廓平行排列形成环状。加热线圈由多根细的漆包线合股绕制而成，其绕制形式可以根据需要制成单桥、全桥以及推挽线圈
[0023]所述的内加热体10中的线圈支撑架为与凸轮套的中心连接孔相配的圆柱体状的内线圈支撑架7，缠绕在内线圈支撑架7上的加热线圈为外发热线圈8。所述的外加热体9中的线圈支撑架为与凸轮套的外形相配的外线圈支撑架5，缠绕在外线圈支撑架5上的加热线圈为内发热线圈4。
[0024]所述的外加热体9的外部设有由金属管绕制而成的圆筒状螺旋金属管层3，该圆筒状螺旋金属管层3外设有全封闭的电磁屏蔽消除罩2。本实施例中的电磁屏蔽消除罩由金属板、导电岩浆层、导电塑料、导电涂料层等多种导电材料组成完整的电磁屏蔽层，保证工业使用的安全性和高效性。
[0025]所述的外加热体9内周上缠绕一层用于防止内加热体10与外加热体9之间的电磁场出现层流现象的扰流线圈6。
[0026]本装置的电磁加热方法包括以下步骤:
[0027]I)待加热的凸轮套放置入内加热体10和外加热体9之间的加热空腔11中。
[0028]2)选择温度控制时间，启动控制开关0N。各组加热线圈通电，由于内加热体及外加热体均为磁性材料，且距离在感应范围之内，则外发热线圈和内发热线圈同时升温，凸轮套表层迅速升温。
[0029 ]电磁控制系统中设置有电磁控制器，一个电磁控制器为一组加热线圈提供高频电源，在每组加热线圈处都设置一个温度传感器(图中未示出)，用于采集凸轮套加热温度，并将这个温度上传给对应的控制仪表。当达到控制仪表的设定温度时，控制仪表停止相对应的这个电磁控制器的工作；低于设定温度时控制仪表启动相对应的这个电磁控制器的工作;这样，可将凸轮套表面的温度控制在设定的温度。
[0030]3)达到加热时间或温度时，加热完毕同时完成退磁动作，取下凸轮套即可装配。
【主权项】
1.一种凸轮轴的热装配装置，其特征在于:它包括电磁控制系统(I)、内加热体(10)和外加热体(9)，所述的内加热体(10)和外加热体(9)之间形成与凸轮套的几何形状相配套的加热空腔(11)，凸轮套放置在加热空腔(11)内，内加热体(10)和外加热体(9)均与安装有高频功率控制电路的电磁控制系统(I)电连接。2.根据权利要求1所述的凸轮轴的热装配装置，其特征在于:所述的内加热体(10)和外加热体(9)均包括由外至内的加热线圈、线圈支撑架和多个铁氧体磁棒(12 )，加热线圈绕制在线圈支撑架上，多个铁氧体磁棒(12)位于线圈支撑架内且沿线圈支撑架的边缘轮廓平行排列形成环状。3.根据权利要求2所述的凸轮轴的热装配装置，其特征在于:所述的内加热体(10)中的线圈支撑架为与凸轮套的中心连接孔相配的圆柱体状的内线圈支撑架(7)，缠绕在内线圈支撑架(7)上的加热线圈为外发热线圈(8);所述的外加热体(9)中的线圈支撑架为与凸轮套的外形相配的外线圈支撑架(5)，缠绕在外线圈支撑架(5)上的加热线圈为内发热线圈⑷。4.根据权利要求1所述的凸轮轴的热装配装置，其特征在于:所述的外加热体(9)的外部设有由金属管绕制而成的圆筒状螺旋金属管层(3)，该圆筒状螺旋金属管层(3)外设有全封闭的电磁屏蔽消除罩(2)。5.根据权利要求1所述的凸轮轴的热装配装置，其特征在于:所述的外加热体(9)内周上缠绕一层用于防止内加热体(10)与外加热体(9)之间的电磁场出现层流现象的扰流线圈(6)ο
【专利摘要】本实用新型公开了一种凸轮轴的热装配装置，它包括电磁控制系统(1)、内加热体(10)和外加热体(9)，所述的内加热体(10)和外加热体(9)之间形成与凸轮套的几何形状相配套的加热空腔(11)，凸轮套放置在加热空腔(11)内，内加热体(10)和外加热体(9)均与安装有高频功率控制电路的电磁控制系统(1)电连接。采用以上结构后，使得工件表面形成均匀的高温，提高了热装配的质量，并且使凸轮套的加热更快、更均匀、更高效。
【IPC分类】H05B6/10, B23P11/02
【公开号】CN205200940
【申请号】CN201521068020
【发明人】黄晓明, 李鑫, 徐鑫, 罗玉龙, 周培良, 刘春明, 俞黎明, 陈永龙
【申请人】宁波圣龙汽车动力系统股份有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月17日