装配式凸轮轴制造技术现状与发展趋势

本文论述了装配式凸轮轴的发展背景及其技术优势。分析了装配式凸轮轴的连接方法和优缺点。介绍了装配式凸轮轴的制造技术,使用范围及国内外的生产技术现状和发展趋势。

发动机装配式凸轮轴——极具竞争力的新技术

装配式凸轮轴采用凸轮、芯轴、轴颈等若干部件分别制造再组装成整体的新型组合设计与制造模式 ,其构思新颖 ,极具竞争力 ,受到广泛关注。对传统凸轮轴及其加工技术进行了分析 ,论述了装配式凸轮轴技术原理与优势 ,探讨了凸轮与芯轴的连接技术、凸轮精密成形、装配技术与设备等装配式凸轮轴关键技术问题 ,介绍了装配式凸轮轴技术研究与应用现状。

装配式凸轮轴生产工艺及应用

装配式凸轮轴是发动机凸轮轴制造新技术,它与传统的由铸锻制造的凸轮轴相比,具有质量轻、加工成本低、材料利用合理等优点。介绍了装配式凸轮轴的生产工艺及应用。其连接方法主要包括焊接式、烧结式、机械式等3种。着重分析了各种连接方法及其优缺点,可根据生产实际情况采用不同的连接方法。阐述了装配式凸轮轴的使用范围及国内外生产技术、发展趋势。

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。

装配式凸轮轴滚花连接机理及连接强度研究

装配式凸轮轴与传统凸轮轴相比具有重量轻、加工成本低、材料利用合理等优点。是新型的凸轮轴制造技术, 具有广泛的发展空间。而其连接方法是装配式凸轮轴制造的关键技术。本文基于相异材料的咬合连接理论, 提出了滚花式塑性变形连接机理, 对不同材料、尺寸的滚花式凸轮轴静连接强度及疲劳强度进行了实验研究, 同时分析了滚花连接的不同连接状况以及凸轮压装张紧应力。

滚花连接装配式凸轮轴连接机理及生产新工艺

介绍了滚花连接装配式凸轮轴的制造优势及滚花连接机理.论述了轴向滚花连接和横向滚花连接的生产方式及装配工艺,并进行了连接扭转强度试验,分析了影响两种滚花连接强度的因素。研究表明,当芯轴硬度大于凸轮时,应采用轴向滚花连接方式装配凸轮轴,反之采用横向滚花连接方式;此两种连接方式装配生产的凸轮轴,其连接扭矩均能满足凸轮轴的工作要求。

中空装配式凸轮轴扩径联接强度影响因素分析

针对某汽车发动机装配式凸轮轴,对机械扩径联接强度的主要影响因素进行了数值模拟研究,并进行了钢球扩径联接装配及静扭强度试验对比。研究结果表明:对GCr15钢凸轮和35钢轴管可进行机械扩径联接,材料匹配性能良好,完全满足产品联接强度要求;凸轮与轴管的初始装配间隙值、球体过盈量、轴管厚度和球体加载速度等工艺参数对联接区压配力和静力扭转力矩有很大影响;对工艺参数进行合理选择与匹配,可提高静扭强度35%,且高于凸轮轴产品要求的三倍以上,具有很高的联接可靠性。

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。

滚花装配式凸轮轴关键技术研究

从环保及节能角度考虑,装配式凸轮轴比传统制造的凸轮轴有更广阔的发展空间,与其他连接方式相比滚花装配式凸轮轴又有着明显的优势。本文全面研究了滚花装配式凸轮轴三大关键技术:凸轮连接技术、凸轮制造、装配式凸轮轴自动化装配设备研制,介绍了具体工艺过程,对于滚花装配式凸轮轴的制造具有很好的借鉴作用。

装配式凸轮轴加工工艺及其优越性

分析了传统整体式凸轮轴及其加工工艺;阐述了装配式凸轮轴的技术原理及其连接方法(主要包括机械式、烧结式、焊接式等);装配式凸轮轴是发动机凸轮轴的新技术,它与传统整体式凸轮轴相比,具有质量轻、加工成本低、材料利用合理等优点。

发动机装配式凸轮轴滚花连接原理及轴向滚花连接数值模拟分析

阐述了发动机滚花装配式凸轮轴滚花连接成形原理,进行了轴向滚花压装、扭转试验,分析了压装力及扭转强度的影响因素,并通过数值模拟加以研究。由此得到大量有关压装与扭转的试验数据和相关结论,为设备的研制及滚花装配式凸轮轴的工艺制定提供了可靠的依据。

装配式凸轮轴三点式轴向滚花过程

结合有限元分析及滚花试验,研究了三点轴向滚花过程中轴体表面应力、应变分布规律,滚齿形成过程,以及滚花刀参数对刀具负荷、装配过盈量、装配压装力及静扭强度的影响。结果表明:三点滚花工艺成齿饱满,轴表面金属流动充分且未超过材料破坏应力;滚花刀齿高和齿顶角是决定刀具负荷、装配过盈量、压装力及装配件静扭强度的重要因素;滚花数值模拟与试验结果基本吻合,可以为滚花装配工艺参数的制定提供可靠依据。

装配式凸轮轴横向滚花连接数值仿真及实验研究

基于有限元数值仿真方式建立装配式凸轮轴横向滚花塑性过盈装配模型,研究压装后钢管表面滚花区域应力应变特征,并进行了装配式凸轮轴横向滚花压装实验。实验结果与数值模型结果相一致,凸轮片凹槽内壁与钢管滚花外壁通过弹塑性压配形成十字花形啮合。采用算术平均滤波法消除计算误差对计算结果的影响,结果表明,横向滚花装配式凸轮轴压装力呈阶梯状周期跳跃上升;若不考虑齿形影响,随着压装长度的增大,压装力呈多阶段多斜率线性增加。

2005汽车发动机工艺与装备(第十二届)国际研讨会系列(三) 装配式凸轮轴制造工艺

目前，很大部分发动机制造企业（包括汽油机和柴油机）都采用整体式凸轮轴，其材料有的采用中碳低合金锻钢，经高频淬火，有的采用球墨铸铁。整体式凸轮轴工艺流程长，整个加工工艺包括粗加工，半精加工和精加工，使用设备较多，加工工艺复杂，采用自动线多工位机床，设备投资较大，生产线占地面积多，生产成本较高。

装配式凸轮轴的先进制造技术

凸轮轴作为发动机三大关键摩擦副之一，是发动机配气机构中气门传动组最关键的零部件。凸轮轴结构设计与加工质量的好坏，直接影响发动机的性能。装配式凸轮轴制造工艺作为一种先进制造技术，以其构思新颖、经济和社会效益显著等优点，满足了现代企业发展的要求。

装配式凸轮轴的工装设计

本文对装配式凸轮轴类零件加工过程中的重要工装设计进行了分析,提出了装配式凸轮轴配铰钻模及铣键槽分度夹具的设计方法,通过设计、应用工装夹具,保证了零件加工要求,提高了加工效率,降低了加工成本。

基于液压胀形的三叶等距型面装配式凸轮轴的接触有限元分析

采用一种非圆的异形凸轮孔截面(即三叶等距型面)的凸轮,通过Pro/Engineer对装配式凸轮轴的零部件进行建模并完成组装,然后利用ABAQUS对该凸轮轴零部件的液压连接过程进行模拟,并对凸轮与芯轴在连接过程中的接触状态进行分析,采用了残余接触压力、残余接触面积和弹性回复量来表征其接触状态,并利用统计学的方法对目标曲线进行了拟合,最后,建立了上述3个变量之间的关系。研究表明,随着液压力与轴向进给量的增大,残余接触压力和残余接触面积呈现近线性增长的趋势,而弹性回复量呈现近线性下降的趋势;残余接触面积与残余接触压力呈正相关关系,与弹性回复量呈负相关关系。

材料力学性能对装配式凸轮轴球体扩径连接性能的影响

为给球体扩径连接装配式凸轮轴在结构设计和材料优化匹配阶段提供相应的理论依据,应用弹塑性力学分析了弹性模量和屈服强度对球体扩径连接的影响,并根据不同材料匹配下相应的应力-应变曲线分析了球体扩径连接过程,给出了不同材料对应凸轮和轴体的连接条件,最后完成了扩径连接试验。结果表明：凸轮和轴体材料的弹性模量和屈服强度是球体扩径连接的关键,直接决定着扩径后凸轮和轴体弹性回复量的大小;在凸轮弹性模量小于轴体弹性模量情况下,可以不考虑凸轮和轴体材料的屈服强度;对于凸轮和轴体材料弹性模量相接近的情况,只有轴体屈服强度小于凸轮屈服强度才能够实现扩径连接。

过盈量及滚花方式对装配式凸轮轴压装失效的影响

基于有限元仿真方法,研究了过盈量及滚花方式对装配式凸轮轴滚花连接塑性变形及相对滑动等压装失效问题的影响。结果表明:增加连接过盈量能够获得更大的压装力和摩擦剪应力,使连接件配合面越不容易发生相对滑动;另外,过盈量的增加也将导致凸轮轮廓面径向位移数值变大且梯度变化更不均匀,轮廓面过渡区域附近的应力集中明显。为保证配合面不发生打滑,当轴体相对凸轮片较硬时,宜选用轴向滚花连接;反之,则采用横向滚花连接。横向滚花压装试验测得的压装力数据验证了1/36等分压装模型和完整压装模型的合理性。