中空凸轮轴校直工艺优化开发

基于中空凸轮轴的物理特性,对校直工艺及其参数进行重新设计优化,校直下压量重新核算和优化设计,外扩校直支点增加下压量解决回弹问题。通过大量实际数据拟合校直曲线,优化中空凸轮轴校直的理论基础,进行修正系数权重优化和校直次数管控。同时对前工序进行过程控制,控制中空凸轮轴的校直质量和废率,实现精益制造和提升中空凸轮轴生产过程的品控等级。

粉末冶金烧结硬化凸轮材料的摩擦磨损性能研究

本研究将铁基Fe-Cr-Mo-Cu-Si-P-C粉末冶金材料用于组合烧结式粉末冶金中空凸轮轴的凸轮制备,使用MR-H5型高速环块磨损实验机进行摩擦磨损性能测试,并通过白光干涉形貌法对该凸轮材料在不同转速下的摩擦磨损性能进行研究。结果表明,凸轮材料烧结后密度可达7.5 g/cm3以上,硬度HRC达到53.7;材料的磨损状况与转速密切相关,在1 000--2 000 r/min转速范围内,磨损机制主要为磨粒磨损,随着转速提高,微凸体啮合程度不断降低,摩擦因数降低。磨损量则呈现先增加后减少的趋势。当转速达到3 000r/min时,以粘着磨损为主,材料磨损严重。在同样的实验条件下,该粉末冶金凸轮材料的磨损量仅为传统球墨铸铁凸轮材料的1/3,显示了优异的耐磨性。

滚花连接的中空凸轮轴装配过程影响因素分析

介绍了中空装配式凸轮轴的滚花连接机理,采用有限元数值模拟分析了滚花连接压装力的影响因素,并进行了凸轮和轴体的压装试验。结果表明,凸轮和轴体材料的匹配、滚花连接区长度、过盈量、滚花齿形及齿间距都是影响装配压装力的主要因素;在凸轮与轴体材料一定的条件下,选用合理的滚花齿形、增大装配过盈量和连接区长度均可提高连接强度。滚花连接压装试验显示,数值模拟预测结果合理、准确、可靠,可为装配机的设计和装配式凸轮轴的生产提供依据。

组合式空心凸轮轴液力连接及连接强度测试

介绍了凸轮轴液力连接原理,采用低碳钢轴管、中碳钢凸轮和轴颈,试制了某6缸柴油用凸轮轴,并对样件进行了连接结构静态扭转强度和疲劳强度测试。试验结果表明所制造的组合式空心凸轮轴能满足该柴油机的使用性能要求。

材料力学性能对液力胀接过程的影响分析

为寻求装配式空心凸轮轴结构设计和材料选择的理论依据,应用弹塑性力学分析了弹性模量和流动应力对液力胀接的影响.将内外管的变形过程简化为平面应变问题,根据典型点应力-应变曲线分析了液力胀接过程,并给出了不同材质套管的连接条件.研究结果表明:影响液力胀接的主要因素是内外管弹性模量和流动应力,这两个材料参数决定胀后内外管弹性回复量的大小;实现液力胀接内外管应满足的条件是: 内外管弹性模量的比值大干内外管流动应力的比值.

中空装配式凸轮轴连接技术及应用

中空装配式凸轮轴的技术关键为凸轮和轴体之间的连接。介绍了中空装配式凸轮轴的原理及其技术优势,归纳总结了中空装配式凸轮轴的关键连接技术及其制造方法,分析了轴管扩径、焊接、烧结扩散、过盈装配和机械滚花等主要连接工艺的优缺点,阐述了中空装配式凸轮轴制造技术在国内外的应用现状和发展前景。

粉末冶金组合烧结中空凸轮轴的组织与性能

采用粉末冶金组合烧结技术制备由Fe-Cr-Mo-P-Si-Cu-C凸轮和16Mn钢管为芯轴组成的中空凸轮轴,对凸轮的密度、硬度等物理性能、摩擦磨损性能和微观组织进行测试与分析,研究烧结致密化机理,并与传统凸轮材料球墨铸铁的摩擦磨损性能进行对比。结果表明:Fe-Cr-Mo-P-Si-Cu-C凸轮材料在烧结过程中产生Fe-C-P三元液相,Cr、Mo元素溶解于液相中使得液相量显著增加,促进液相烧结,体积收缩率高达19.1%。凸轮材料的平均密度为7.51 g/cm3,平均硬度(HRC)53.7,与钢制芯轴形成牢固的冶金结合,扭矩高达1 150 N·m,连接可靠性较好;该凸轮材料的硬度与传统球墨铸铁凸轮材料相近,耐磨性是球墨铸铁的3倍,质量减轻35%,满足发动机使用要求。

球体扩径连接装配式凸轮轴装配过程分析

介绍了装配式凸轮轴钢球扩径连接的连接机理,采用数值模拟方法对钢球扩胀过程中凸轮与空心轴体的等效应力、残余接触压力的分布进行了研究。分析了装配后轴体壁厚的减薄量和凸轮内表面的径向变形情况。结果表明:扩径过程中最大等效应力出现在轴体内表面,且经扩径后凸轮与轴体的最大残余应力出现在临界连接处,相应凸轮该位置的径向位移最大,而轴体与凸轮的扩胀部位对应的径向位移最小,壁厚减薄量却最大。经球体扩径连接试验显示,数值模拟预测结果合理、准确、可靠,可为装配机的设计和装配式凸轮轴的生产提供依据。

通用中空凸轮轴三点弯曲断裂载荷的统计分析

采用Weibull统计分析方法分析了通用中空冷激铸铁凸轮轴三点弯曲断裂载荷的分布规律。Weibull统计分析表明,通用中空冷激合金灰铸铁凸轮轴三点弯曲断裂载荷符合Weibull统计规律,其Weibull模量为15.9。断口分析表明,渗碳体体积分数高的凸轮轴,其三点弯曲断裂载荷也高,反之亦然。凸轮轴中渗碳体体积分数的差异是导致其三点弯曲断裂载荷分散的原因。

中空组合式凸轮轴滚花连接强度研究

凸轮与轴体的连接强度是评价中空组合式凸轮轴的重要技术指标.本文介绍了中空组合式凸轮轴的技术优势和滚花连接的特点,通过有限元数值模拟并结合试验对滚花装配压装力和连接强度的影响因素进行了分析.结果表明,材料、过盈量、滚花连接区长度、滚花齿形和齿间距都是影响滚花压装力和连接强度的主要因素;凸轮与轴体材料的优化匹配、滚花齿形的合理选取以及装配过盈量和连接区长度的增大,都可提高滚花连接中空组合式凸轮轴的连接强度.

中空装配式凸轮轴滚花连接数值模拟分析

介绍了中空装配式凸轮轴的技术优势以及滚花连接的连接机理,采用数值模拟的方法分析了影响滚花连接压装力和连接强度的各种因素,并进行了滚花连接压装试验。试验结果表明:材料、过盈量、滚花连接区长度、滚花齿形及齿间距都是影响滚花连接压装力和静扭强度的主要因素,并且凸轮和轴体材料的优化匹配、滚花齿形的合理选取以及增加装配过盈量和增大连接区长度都可提高连接强度。

消失模铸造空心凸轮轴充型过程中热平衡计算

试验测得消失模铸造空心凸轮轴充型过程的温度场 ,对其热量分布进行了计算。计算结果表明 ,金属液充型过程中热量主要损失于使砂型和钢管加热 ,采用薄壁钢管、提高浇注温度可以解决空心凸轮轴浇不足缺陷 ,与试验验证结果一致。

中空凸轮轴制备工艺发展现状

凸轮轴是汽车发动机五大关键零部件之一。中空凸轮轴因其质量轻,能耗低,中空结构可做润滑油路,材料利用率高等优点而逐渐取代传统实心凸轮轴,成为目前和未来的发展方向。主要叙述了中空凸轮轴制备工艺的发展及应用现状,重点讨论了组合式中空凸轮轴常用连接方式的原理和特点,并对粉末冶金中空凸轮轴和滚花装配式中空凸轮轴进行了详细介绍。

气化模铸造空心凸轮轴的充型过程分析

对气化模铸造空心凸轮轴的充型过程进行分析 ,并对影响充型过程的工艺参数进行探讨 ,为进一步优化气化模铸造的充型工艺提供了参考。

基于ABAQUS的空心一体化凸轮轴模态分析

利用有限元软件ABAQUS对空心一体化凸轮轴进行了自由模态和约束模态的仿真,得出了固有频率和相应的振型,通过对比分析壁厚对各阶固有频率和振型的影响,结果表明:固有频率随着壁厚的降低而减小,但不会发生共振,而且壁厚的减小对轻量化设计有一定的意义。通过模态分析出的振型图和最大变形位置也对之后的优化设计提供了有效参考。

碳化物对凸轮轴三点弯曲断裂性能的影响

以某型号通用汽车中空凸轮轴为对象,研究了激冷深度不同的2种凸轮轴的三点弯曲断裂载荷和挠度,结果表明：（1）凸轮桃尖激冷深度较浅（10~12 mm）的凸轮轴中非激冷部位的碳化物较少,而凸轮桃尖激冷深度较深（16~18 mm）的凸轮轴中非激冷部位的碳化物较多;（2）碳化物较多的凸轮轴的三点弯曲断裂载荷和挠度大大高于碳化物较少的通用凸轮轴;（3）灰铸铁中含有适量的碳化物对其强度和韧度都有利。

焊接式空心凸轮轴的开发

通过对现有凸轮轴和焊接式空心凸轮轴从制造难易程度、强度、试验验证等方面进行分析,得出成本低、周期短、强度可靠的新式凸轮轴。