用于凸輪軸的端件的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于凸輪軸的端件，并且更具體地，涉及下述用于預制凸輪軸的 端件：其中，因為具有滾花部的端件被壓裝到位于將在精確的位置耦接的凸輪軸的端部的 軸中，并且不進行后加工，加工性和生產率得到了提高，并通過在機器加工的狀態(tài)下連接端 件以簡化裝配過程而使質量穩(wěn)定。
【背景技術】
[0002] 在一般情況下，凸輪軸根據曲軸的轉動而轉動以驅動發(fā)動機，并包括多個具有不 同相位并以預定間隔配置在具有預定長度和厚度的軸的外周上的凸輪，。
[0003] 凸輪軸包括布置在軸上的凸輪。當軸轉動時，進氣/排氣閥被順序地打開和關閉。 在相關技術的制造方法中，將凸輪軸分類為集成型以及預制的中空型，其集成型中，軸和凸 輪通過澆鑄合金鑄鐵一體形成，在預制的中空型中，凸輪（凸輪凸角）耦接到由拉制鋼管制 成的中空軸。
[0004] 在現有技術中公開了凸輪軸的各種制造方法。例如，具有軸和凸輪的凸輪軸通過 澆鑄，即將熔融金屬澆鑄到模具中而一體形成軸和凸輪的方法而一體形成。然而，通過傳統(tǒng) 鑄造的制造方法因為降低生產效率的工作過程的特點而不容易實現自動化。此外，需要進 行熱處理過程以修改其表面，這導致了工作過程的繁瑣。更進一步地，由于后處理，材料的 使用量增加，并且這導致材料的過度浪費。此外，鑄造材料是特別重的，難以應付發(fā)動機部 件的輕量化的趨勢，并且降低了內燃機的燃料效率。
[0005] 為了解決由傳統(tǒng)的鑄造材料形成的凸輪軸的問題，開發(fā)了一種制造預制中空凸輪 軸的方法，其中，由拉制管形成的中空軸和凸輪被分開裝配。
[0006] 由于預制中空凸輪軸與集成凸輪軸相比能夠顯著地降低重量，并且各種裝配件如 凸輪、軸頸、傳感器、驅動齒輪等可根據其功能和需要由不同的材料制成，預制中空凸輪軸 被廣泛用于小型輕量的車輛中。
[0007] 此外，由于凸輪被插入軸中以緊密連接軸和凸輪凸角，以提供各種優(yōu)點，例如輕重 量、高性能、高效率、工藝改進等，通過傳統(tǒng)制造方法--鑄造方法制造的凸輪軸正在被預 制凸輪軸所取代。
[0008] 另外，配置為驅動凸輪軸的鏈輪和齒輪，或用于改善燃料效率和發(fā)動機效率的連 續(xù)可變氣門正時（CVVT)裝置，被緊固到凸輪軸以根據曲軸的轉動而轉動凸輪軸。配置為緊 固這些部件的端件耦接到凸輪軸的端部。
[0009] 如圖1所示，在現有技術中，大體上是圓棒材的端件20通過摩擦焊接過程耦接至 軸10,用于使鏈輪和齒輪安裝在端件的另一表面上的孔、螺栓連接抽頭等通過機械加工過 程加工，并且特別地，用于安裝CVVT裝置的多個油孔和槽單獨加工以制造最終產品。
[0010] 即，如圖1的a部分所示，當端件20在軸10和端件20固定在軸上并緊密地彼此 連接的狀態(tài)下快速轉動時，從接觸面之間產生摩擦熱。在此，當施加一定的壓力時，端件20 和凸輪軸10的末端通過摩擦焊接相連接，如圖1的b部分所示。在此，在嵌合部的表面上 3 CN 204386678 U 說明書 2/4頁 產生了焊珠。
[0011] 在上述焊接之后，當將摩擦焊珠移除時，外徑被恒定地保持，如圖1的C部分所示。
[0012] 如上所述，在將端件20和凸輪軸10壓裝后，端件20和凸輪軸10被移至下一個加 工過程。多個孔25和抽頭23用單獨的加工設備（鉆孔、攻絲、車削等）形成在端件20的 另一表面上，如圖1的部分d所示，并且多個槽24形成在其表面上，如圖1的部分e所示。
[0013] 然而，如上所述，端件20和軸10通過摩擦焊接相連接，端件20的孔25和槽24以 凸輪軸的某一參考角度和距離精確加工。當端件20連接至軸10并隨后被加工時，機械加 工設備的體積增加，加工時間增加，因此根據各加工過程需要單獨的加工設備。
[0014] 如上所述，當進行摩擦焊接時，應當進行除去摩擦焊接后產生的焊珠的單獨過 程。
[0015] 此外，由于摩擦焊接和機械加工的不穩(wěn)定性，需要過多的端件加工裕度，并且由于 車床車削的間歇，工具的壽命減小。
[0016] 此外，當對具有復雜形狀的端件進行加工時，機械加工設備的加工基準是不穩(wěn)定 的，并且在精確位置的加工受到限制。在初步加工過程中某一部分由于小錯誤而產生缺陷， 并且在加工后除去毛刺是困難的，這導致了產品的質量問題。
[0017] 此外，由于端件通過摩擦焊接裝配，存在質量問題，如焊接部分的焊接缺陷或切 削。

【發(fā)明內容】

[0018] 為了解決這些問題，本發(fā)明旨在提供一種用于凸輪軸的端件，能夠提高端件的形 狀自由度，因為連接后的端件不通過將端件壓裝到軸中而單獨加工。
[0019] 此外，本發(fā)明還旨在提供一種用于凸輪軸的端件，能夠簡化制造工序，以提高加工 性和生產效率，并降低缺陷的生成，以使通過將端件壓裝到軸中的產品的質量穩(wěn)定。
[0020] 為了實現上述的方面，本發(fā)明提供了一種用于凸輪軸的端件，包括形成在軸的端 部中的插入孔，被壓裝到插入孔中以被牢固地固定的插入軸，與插入軸的一個表面一體形 成的端件，該端件具有設置在另一表面的多個孔和槽，所述多個孔和槽配置成緊固螺栓連 接抽頭。
[0021] 此外，所述多個孔和槽還被配置成緊固鏈輪、齒輪、連續(xù)可變氣門正時（CVVT)裝 置等。
[0022] 其中，在機器加工的狀態(tài)下通過壓裝將端件裝配到軸的端部。
[0023] 此外，軸的內徑Dl小于端件的插入軸21的外徑D2,軸的內徑公差為Φ0至+〇. 1， 在滾花前，插入軸21的外徑公差為Φ0至+〇· 1，并且在滾花后，插入軸21的外徑公差為 Φ+0. 3 至 +〇· 4。
【附圖說明】
[0024] 圖1示出了現有技術的端件和軸的加工過程；
[0025] 圖2是示出了根據本發(fā)明的裝配結構的透視圖；
[0026] 圖3和4是示出了根據本發(fā)明的裝配結構的剖視圖；和
[0027] 圖5是示出了根據本發(fā)明裝配的端件的扭轉力（耦接力）的測量的示意圖。 4 CN 204386678 U 說明書 3/4頁
【具體實施方式】
[0028] 在下文中，參照附圖詳細描述了本發(fā)明的典型實施例。
[0029]在下面的描述中，當已知功能或構造的具體描述可能會使本發(fā)明的精神模糊，則 詳細的描述將被省略。此外，本文所用的術語不應當被解釋為僅限于傳統(tǒng)的或字典定義，而 應當根據本發(fā)明的技術精神的含義和概念來解釋，基于的原則是發(fā)明人可適當地定義術語 的概念以描述本發(fā)明的最佳模式。
[0030] 本發(fā)明將在下面參照附圖進行描述。
[0031] 圖3是示出了根據本發(fā)明的裝配結構的透視圖，圖4和5是示出了根據本發(fā)明的 裝配結構的剖視圖。
[0032] 在此，如圖所示，在本發(fā)明中，插入孔11形成在軸10的端部。
[0033] 插入到插入孔11中的插入軸21與裝配到軸10的端部的端件20的一個表面一體 形成，并且配置為使插入軸21壓裝并牢固地固定到插入孔11中的滾花部22形成在插入軸 21的外周面上。
[0034] 滾花部22具有縱向形成的平行的滾花槽，并且滾花槽的間隔和深度可以根據插 入軸21的外徑而變化。
[0035]另外，多個孔25、槽24、螺栓連接抽頭23等形成在端件20的另一表面，并且在端 件的壓裝之前預先加工。其用途包括作為：各部件（鏈輪、齒輪、連續(xù)可變氣門正時（CVVT) 裝置等）的緊固部分，作為凸輪軸1的旋轉表面的軸頸部分，等等。
[0036] 具有上述構造的本發(fā)明將在下面詳細描述。
[0037] 首先，本發(fā)明的端件20通過單獨的加工過程被加工為最終產物，以通過壓裝裝配 至凸輪軸。
[0038] 為了將端件20裝配至軸10的端部，端件20根據基準角被固定在裝配裝置的一個 表面上，并且軸10被布置在與端件20相同的軸線上。
[0039] 在此狀態(tài)下，當端件20被推向軸10時，插入軸21被壓裝到插入孔11中。在此， 由于形成在插入軸21的外周面上的滾花部22被壓裝，并與插入孔11的內周面進行接觸， 插入軸21和插入孔11之間產生耦接力（夾緊力）。
[0040] 同時，滾花部22具有在一方向上形成的平行的滾花槽，端件20也在該方向（即其 縱向方向）上耦接。
[0041] 此外，軸的內徑Dl可小于插入軸21的外徑D2,凸輪軸的內徑公差Dl可以為Φ0 至+〇· 1，在滾花前，插入軸21的外徑公差D2的可以是Φ0至+0. 1，滾花后該公差D2可以 為φ+0· 3至+〇· 4,并且滾花部的寬度t可以為15mm或以上。
[0042] 也就是說，由于嵌合量（D1-D2) = Φ0. 2至0. 4 =緊固量，當嵌合量為Φ0. 2或以 下時，端件和凸輪軸之間的耦接力降低，并且當嵌合量為Φ0. 4或以上，壓裝產生的嵌合力 增加，并在產品中發(fā)生變形。
[0043] 例如，當D = Φ17(端件S45C，軸STKM17)，嵌合量和扭轉力如表1所示。
[0044] 例如，當D = Φ 17且端件的滾花部插入軸的寬度t為15mm(韓國標準，端片：碳素 鋼圓棒SM45C，軸STKMl7材料）時，根據壓裝量（或夾緊量），端件的分離力如表：所示。 [0045][表 1] 5
【主權項】
1. 一種用于凸輪軸的端件，其特征在于，包括： 插入孔（11)，其形成在軸（10)的端部中； 插入軸（21)，其被壓裝到插入孔（11)中以被牢固地固定；和 端件（20)，其與插入軸（21)的一個表面一體形成，并具有設置在另一表面的多個孔 (25)和槽（24)，所述多個孔（25)和槽（24)配置成緊固螺栓連接抽頭（23)。
2. 根據權利要求1所述的用于凸輪軸的端件，其特征在于，所述多個孔（25)和槽（24) 還被配置成緊固鏈輪、齒輪和連續(xù)可變氣門正時裝置。
3. 根據權利要求1所述的用于凸輪軸的端件，其特征在于，滾花部（22)形成在插入軸 (21)的外周面上，并且滾花部具有在縱向方向上形成的平行滾花槽，端件（20)在縱向方向 上被耦接。
4. 根據權利要求1所述的用于凸輪軸的端件，其特征在于，在機器加工的狀態(tài)下通過 壓裝將端件（20)裝配到軸（10)的端部。
5. 根據權利要求1所述的用于凸輪軸的端件，其特征在于，插入軸（21)的外徑大于軸 (10)的內徑。
6. 根據權利要求1所述的用于凸輪軸的端件，其特征在于，軸的內徑（D2)小于端件的 插入軸（21)的外徑（D1)，軸的內徑公差為OO至+0. 1，在滾花前，插入軸（21)的外徑公差 為①0至+0. 1，在滾花后，插入軸（21)的外徑公差為①+0. 3至+0. 4,而滾花部的寬度⑴ 為15謹或以上。
【專利摘要】提供了一種用于凸輪軸的端件，其中，凸輪軸的端件通過壓裝耦接到中空軸，能夠提高該端件的形狀自由度，因為在耦合之后不進行分離加工，并通過顯著地簡化制造工序而改善加工性和生產率以及使質量穩(wěn)定。該端件包括形成在軸的端部中的插入孔，具有形成在外周面的滾花部并將插入軸壓裝到插入孔中以牢固地固定的插入軸，以及與插入軸的一個表面一體形成的端件，該端件具有設置在另一表面的多個孔和槽，所述多個孔和槽配置成緊固螺栓連接抽頭與各部件(鏈輪、齒輪、連續(xù)可變氣門正時(CVVT)裝置等)。
【IPC分類】F01L1-047
【公開號】CN204386678
【申請?zhí)枴緾N201420687649
【發(fā)明人】金容均, 樸隆商, 姜根鎬, 南智鎬, 金昭淵
【申請人】株式會社瑞進凸輪軸
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年11月17日