制造凸輪軸的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制造凸輪軸的方法。具體地，本發(fā)明涉及制造凸輪軸的方法，該方法包括單次燒結操作和釬焊操作，由此降低了制造時間。
【專利說明】制造凸輪軸的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及制造凸輪軸的方法，更具體地，涉及使用釬焊工藝制造凸輪軸的方法，由此減少了制造時間。
【背景技術】
[0002]一般來說，凸輪軸具有多個凸輪，所述凸輪不同相位布置在軸上的以預定間隔彼此間隔開的位置。凸輪軸由曲柄軸的旋轉力重復地旋轉，由此周期性地打開和關閉燃燒室的進氣閥和放氣閥，從而發(fā)動機可以連續(xù)地運轉。
[0003]這種常規(guī)的凸輪軸以整體桿類型制造，其中凸輪和軸由相同材料整體地形成，或者以組件類型制造，其中通過單獨的工藝制造的凸輪以各種方式與軸連接。
[0004]組件型的中空凸輪軸可以比整體的凸輪軸輕。此外，組件類型是有利的，因為凸輪和軸可以由不同材料制成并且匹配分別接觸凸輪和軸的元件的特性。
[0005]具體地，在由燒結金屬粉末形成組件型凸輪軸的情況下，存在若干優(yōu)勢，因為凸輪和軸之間的粘結強度相對較高，并且產品具有優(yōu)越的耐久性和可靠性。
[0006]由燒結金屬粉末形成的組件形式的凸輪軸的技術構造包括:在軸的周向外表面中形成多個縱向凹陷，和在由金屬粉末形成的凸輪的插入孔的周向內表面上提供突起，從而突起被插入到相應的凹陷中。在凸輪與軸組裝好之后，其被燒結并在熔爐中以大約1000°c或更高溫度進行熱處理，從而凸輪和軸可以牢固地彼此連接在一起。
[0007]【文獻I】韓國專利注冊號10-0799604
[0008]根據(jù)文獻I中公開的常規(guī)技術的制造凸輪軸的方法包括:以使得至少兩個突起周向地形成在凸輪的周向內表面上的方`式形成凸輪；預燒結形成的凸輪，使得其維持在預定溫度；在軸的表面上形成至少一個突起；將若干預燒結的凸輪在對應于預設間隔的位置并且以預定的相位角裝在軸上，并且臨時將這些凸輪緊固到軸上；以及主燒結通過組裝凸輪和軸而得到的產品，從而該產品被維持在預定溫度。
[0009]因此，文獻I的技術包括預燒結操作和主燒結操作，其中預燒結操作用于實現(xiàn)凸輪所需的硬度并使得凸輪能夠臨時地與軸組裝，而主燒結操作用于使已經被臨時地緊固在一起的凸輪和軸彼此連接。因此，制造凸輪軸所花費的時間很長。
[0010]此外，文獻I的技術是有缺陷的，因為如果有必要增加凸輪軸的產量，就必須增加十分昂貴的燒結裝置的數(shù)量。
[0011]而且，在文獻I的技術中，位于軸的外表面上的突起定向為軸的縱向方向。因此，當將凸輪緊固到軸上時，大的載荷被施加到凸輪上，這可能導致凸輪破裂。
[0012]此外，在文獻I的技術中，當在凸輪已經被緊固到軸上之后進行主燒結操作時，軸可能彎曲。在這種情況下，需要單獨的整直操作來糾正彎曲的軸。
[0013]由于主燒結操作中的液相燒結，凸輪的體積收縮了 5%至8%。因此，已經燒結的凸輪軸需要相對較大的組裝公差。這導致了原料的不必要的浪費，并且處理的時間增加。
[0014]【文獻2日本專利特開昭62-6772】[0015]【文獻3日本專利特開平3-189308】
[0016]文獻2和文獻3中提出了在凸輪適配到軸上之后利用釬焊將凸輪和軸結合在一起的技術。
[0017]然而，在文獻2和文獻3的技術中，凸輪和軸之間的粘結強度不夠。因此，在釬焊期間，齒輪和軸的相對位置可能改變。這導致在釬焊完成之后，產品會出現(xiàn)誤差。
[0018]【現(xiàn)有技術文獻】
[0019]【專利文獻】
[0020](專利文獻I)【文獻I】韓國專利注冊號10-0799604
[0021](專利文獻2)【文獻2】日本專利特開昭62-6772
[0022](專利文獻3)【文獻3】日本專利特開平3-189308

【發(fā)明內容】

[0023]技術問題
[0024]相應地，鑒于現(xiàn)有技術中的上述問題，提出了本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的在于提供一種以如下方式制造凸輪軸的方法:在凸輪被緊固到軸之前，通過主燒結凸輪而增加凸輪的斷裂強度，由此防止了在凸輪中引起破裂，即使對凸輪施加較大的緊固載荷。
[0025]本發(fā)明的另一目的是提供一種制造凸輪軸的方法，其中，凸輪的高斷裂強度使得增加緊固力(即，凸輪臨時性地與軸連接所借助的力)成為可能，由此避免了在凸輪和軸的連接過程期間與凸輪和軸之間相對位置的變化有關的缺陷產品的問題。
[0026]本發(fā)明的又一目的是提供一種制造凸輪軸的方法，其中，已經彼此臨時組裝在一起的凸輪和軸通過釬焊工藝彼此連接在一起，因此，與利用主燒結工藝的常規(guī)技術相比，降低了用于連接的時間。
[0027]本發(fā)明的再一目的是提供一種使用釬焊操作制造凸輪軸的方法，從而凸輪和軸的組裝公差增加，并且在主燒結操作期間軸的彎曲現(xiàn)象被最小化，由此簡化了制造凸輪軸的工藝。
[0028]技術方案
[0029]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種制造凸輪軸的方法，包括:制造凸輪，具有形成在凸輪的周向內表面中的凹陷；將凸輪以下述方式緊固到軸:凸輪或軸相對于凸輪和軸中的剩下的一個旋轉，該軸由中空管形成，具有軸的周向外表面上提供的突起；在緊固之后，將凸輪與軸釬焊連接，其中，在軸的周向外表面和凸輪的凹陷之間限定了空間，所述空間用于接收釬焊連接中使用的填充劑。
[0030]在制造凸輪時，凸輪可以通過燒結、鑄造或鍛造形成，或者被制造成內件凸輪，其中，由鋼制成的內件擴散結合到燒結的凸輪的內部，所述鋼與軸的材料相同或不同。
[0031]本發(fā)明的有益效果
[0032]在傳統(tǒng)技術中，在將預燒結的凸輪和軸彼此緊固的操作之后，它們必須長時間進行主燒結以在凸輪和軸之間擴散連接，與這樣的傳統(tǒng)技術不同，本發(fā)明在緊固操作之后使用釬焊而不是燒結，由此顯著地降低了制造凸輪軸的時間。
[0033]此外，當燒結凸輪和將凸輪與軸釬焊連接時，可以最大化投料(charging)效率。因此，即使有必要增加凸輪軸的產量，也不需要增加十分昂貴的燒結裝置的數(shù)量。[0034]此外，如果主燒結操作在將凸輪緊固到軸上的操作之后進行，則可能出現(xiàn)軸彎曲 的現(xiàn)象。在這種情況下，需要單獨的整直操作來糾正軸。然而，在本發(fā)明中，在緊固操作之 后，通過釬焊實現(xiàn)將凸輪與軸連接的操作。因此，可以最小化軸彎曲的現(xiàn)象，由此減少單獨 的整直操作的時間?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0035]圖1是凸輪的平面圖；
[0036]圖2是軸的立體圖；
[0037]圖3是凸輪軸的立體圖；及
[0038]圖4是流程圖?！揪唧w實施方式】
[0039]下文中，將參考附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的制造凸輪軸的方法包括：制造其中形成有凹陷12的凸輪10，并將凸 輪10以下述方式緊固到具有突起21的軸20上：凸輪10或軸20相對于另一個旋轉。在緊 固之后，通過釬焊而不是燒結將凸輪10與軸20連接。
[0041]【利用主燒結制造凸輪】
[0042]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的具有凹陷12的凸輪10。
[0043]凸輪10的周向內表面包括形成較大直徑的凹陷12以及小直徑部分16。斜面14 形成在每個凹陷12和相鄰的小直徑部分16之間。
[0044]在形成具有凹陷12的凸輪10之后，該具有凹陷12的凸輪10被燒結。在本發(fā)明 中，在凸輪10與軸20組裝之前進行的燒結是主燒結，而不是預燒結。
[0045]涉及這種燒結的許多類型的技術在本發(fā)明申請之前是公知的，因此略去了其詳細解釋。
[0046]在該實施方式中，盡管凸輪10已經被示出為由燒結形成，但凸輪10可以由其他方 法(例如鍛造或鑄造)形成?？蛇x地，可以以內件凸輪型制造凸輪10，其中，由鋼（與軸20的 鋼相同或不同）制成的內件擴散結合到燒結的凸輪10的內部。
[0047]【軸】
[0048]圖2示出了用在本發(fā)明中的軸20。軸20可以包括中空管。凹槽由凹槽形成板22 周向地形成在軸20的周向外表面中。突起21形成為與每個凹槽相鄰。與該實施方式不同， 由凹槽形成板22形成的凹槽和突起21可以縱向地形成。
[0049]在該實施方式中，突起21在軸20的周向方向上延伸預定的長度。
[0050]多個突起21可以周向地形成在軸20的周向外表面上。
[0051]每個突起21相對于軸20的周向方向的長度與形成在凸輪10的內表面中的相應 凹陷12的長度相匹配。優(yōu)選地，突起21相對于軸20的軸方向的寬度小于凸輪10的內表 面的寬度。
[0052]因此，軸20的突起21在軸20的周向方向上延伸相對較長的長度，從而突起21突 出的區(qū)域增加，由此顯著地提升了將凸輪10緊固到軸20的可靠性。
[0053]【將凸輪緊固到軸上】[0054]圖3示出了通過緊固操作彼此緊固在一起的凸輪10和軸20。
[0055]首先，軸20被插入到凸輪10中，從而軸20的突起21位于凸輪10的相應凹陷12中。
[0056]在緊固操作中，優(yōu)選地，當軸20被插入到凸輪10中時，軸20由凸輪10的斜面14引導。
[0057]當軸20旋轉而凸輪10固定時，突起21通過相應的斜面14。
[0058]軸20相對于凸輪10旋轉，直到軸20的突起21位于形成在凸輪10的內表面中的相應小直徑部分16中。
[0059]凸輪10和軸20通過這種旋轉彼此緊固在一起。
[0060]當然，將凸輪10緊固到軸20可以通過旋轉凸輪10同時固定軸20來實現(xiàn)。
[0061]當軸20相對于凸輪10的旋轉完成時，在軸20的周向外表面和凸輪10的每個凹陷12之間確定空間。
[0062]與常規(guī)技術不同，根據(jù)本發(fā)明的凸輪10通過主燒結形成。因此，根據(jù)本發(fā)明的凸輪10的硬度高于常規(guī)技術的硬度。這降低了在將凸輪10緊固到軸20的操作中可能引起的破裂問題的可能性。
[0063]此外，在本發(fā)明中，軸20的突起沿著軸20的周向方向延長，從而使凸輪10和軸20彼此緊固在一起的力可以增大。
[0064]此外，當軸20旋轉以使得凸輪10和軸20彼此組裝在一起，為了最小化周向地位于軸20的周向外表面上的突起21產生的應力，斜面14形成在凸輪10的每個凹陷12的端部上。因此，本發(fā)明可以防止在組裝期間在凸輪10中引起破裂，由此最小化了有缺陷產品的數(shù)量。
[0065]【將凸輪和軸釬焊連接】
[0066]在凸輪10已經以凸輪10和軸20相對于彼此旋轉的方式可靠地緊固到軸20之后，通過釬焊而不是燒結將凸輪10與軸20連接。鎳基或鐵基填充金屬或類似物可以用在釬焊中。
[0067]釬焊連接是一種在本發(fā)明申請之前已經公知的技術，因此略過了對該技術的詳細說明(參見日本特開昭62-6772以及日本特開平3-189308等)。
[0068]釬焊連接在三十分鐘內完成。因此，相比于凸輪或凸輪軸必須由預燒結和主燒結長時間處理的常規(guī)技術來說，本發(fā)明可以顯著地降低制造時間。
[0069]在通過將凸輪10緊固到軸20的操作而形成的凸輪軸中，限定了軸20的周向外表面和凸輪10的每個凹陷12之間的空間。該空間可以用作接收在釬焊連接時需要的填充劑的空間。[0070]同樣地，在緊固操作之后，凸輪10和軸20通過釬焊而不是燒結彼此連接在一起。因此，本發(fā)明可以最小化在常規(guī)技術中造成的主燒結時的軸彎曲問題。
[0071]【本發(fā)明的工藝的概述】
[0072]圖4簡要地示出了本發(fā)明的整個工藝。
[0073]在第一操作步驟SI中，通過主燒結制造凸輪10，并且制備軸20。
[0074]在第二操作步驟S2中，凸輪10和軸20相對于彼此旋轉，從而它們彼此緊固到一起。[0075]緊固操作以下述方式進行:沿著軸20的周向方向延長的突起21周向地旋轉。
[0076]在緊固操作中，優(yōu)選地，當軸20被插入到凸輪10中時，凸輪10的斜面14引導軸20。
[0077]在第三操作步驟S3中，通過緊固操作形成的凸輪軸組件的凸輪10和軸20通過釬焊而不是燒結彼此連接在一起。
[0078]換句話說，第三操作步驟S3是釬焊凸輪10和軸20的操作，其中，凸輪10和軸20在先前操作步驟中(即緊固操作)已經通過旋轉沿著軸20的周向方向延長的突起21而被牢固地彼此緊固在一起，由此完成了凸輪10和軸20之間的連接。
[0079]在第四操作步驟S4中，對連接的凸輪軸進行所需的后處理。
[0080]【工業(yè)實用性】
[0081]通過本發(fā)明制造的凸輪軸可以用在交通工具的發(fā)動機中。
【權利要求】
1.一種制造凸輪軸的方法，包括: 制造凸輪，該凸輪具有形成在凸輪的周向內表面中的凹陷； 將凸輪以下述方式緊固到軸:凸輪或軸相對于凸輪和軸中剩下的一個旋轉，該軸由中空管形成，具有在軸的周向外表面上提供的突起；以及在緊固之后，將凸輪與軸釬焊連接， 其中，在軸的周向外表面和凸輪的凹陷之間限定空間，所述空間用于接收釬焊連接中使用的填充劑。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中，在制造凸輪時，凸輪通過燒結、鑄造或鍛造形成，或者被制造成內件凸輪，其中，由鋼制成的內件擴散結合到燒結的凸輪的內部，所述鋼與軸的材料相同或不同。
【文檔編號】B23K1/00GK103842122SQ201280047547
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月27日 優(yōu)先權日:2011年9月28日
【發(fā)明者】金容均, 樸隆商, 宋俊浩, 韓棟圭, 金永浩 申請人:株式會社未寶