滚花式装配凸轮轴的装配方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105574273A(43)申请公布日2016.05.11(21)申请号201510955165.9(22)申请日2015.12.17(71)申请人宁波圣龙汽车动力系统股份有限公司地址315104浙江省宁波市鄞州区投资创业中心金达路788号(72)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(74)专利代理机构宁波市鄞州甬致专利代理事务所(普通合伙)33228代理人李迎春(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称滚花式装配凸轮轴的装配方法(57)摘要本发明公开了一种滚花式装配凸轮轴的装配方法，它包括以下步骤：1)建立CAD三维参数化实体装配模型；2)将CAD模型转化为CAE模型；3)有限元建模提交；4)进行有限元分析，从而得到压力函数变化曲线；5)将压力函数变化曲线转入到压力机的CNC控制装置内；6)通过变压力下压力对凸轮套和芯轴进行滚花式装配，得到装配式凸轮轴成品。采用以上结构后，通过仿真获得压力机下压过程的动态下压载荷，其压力值根据待压装的凸轮套与芯轴的接触情况而变化，精确可靠，克服了压力机恒定下压载荷对实际下压过程的不均匀性带来的影响，因此，避免压偏从而保证工件的合格率。CN105574273ACN105574273A权利要求书1/1页1.一种滚花式装配凸轮轴的装配方法，其特征在于：它包括以下步骤：1)根据待装配的凸轮套和芯轴建立CAD三维参数化实体装配模型；2)将CAD模型转化为CAE模型；3)有限元建模提交；4)根据步骤3)的设置进行有限元分析，从而得到压力函数变化曲线；5)将压力函数变化曲线转入到压力机的CNC控制装置内；6)把待装配的凸轮套和芯轴放置到压力机上，通过变压力下压力对凸轮套和芯轴进行滚花式装配，得到装配式凸轮轴成品。2.根据权利要求1所述的滚花式装配凸轮轴的装配方法，其特征在于：在步骤1)中，它包括以下步骤：A、设置芯轴的参数，包括芯轴的外径D，芯轴的内径D1，滚花区域的齿间距L，齿间角β和滚花区长度B；B、设置凸轮套的参数，包括凸轮套的内孔直径d2，将凸轮套的内孔等分若干槽，其中槽底直径d1，相邻两个内孔槽的槽口间距l1，相邻两个内孔槽的槽底间距l2，相邻两个内孔槽的槽间角α；C、确定压装时的过盈量参数，δ＝(d-D)/2，其中，d为滚花后在芯轴表面成形的三角形齿齿尖处的外径，D为芯轴原始的外径。3.根据权利要求1所述的滚花式装配凸轮轴的装配方法，其特征在于：在步骤2)中，将建立好的CAD三维参数化实体装配模型保存为IGS格式，利用ABAQUS有限元分析软件导入此IGS格式的CAD三维参数化实体装配模型，形成CAE模型，此时导入后凸轮套和芯轴处于下压装配前状态。4.根据权利要求1所述的滚花式装配凸轮轴的装配方法，其特征在于：在步骤3)，凸轮套和芯轴均为对称，在减少计算量的前提下，选取CAE模型的1/36部件进行模拟分析。5.根据权利要求4所述的滚花式装配凸轮轴的装配方法，其特征在于：对步骤3)的有限元分析包括以下几点：A、材料属性的定义；凸轮套的选取材料为GCr15的高碳铬轴承钢，芯轴的选取材料为E355钢，根据两者的本构关系选用塑性随动硬化模型，其中的本构关系即应力张量与应变张量的关系；B、划分网格；在网格划分时，凸轮套与芯轴的接触区域网格密度大于非接触区域网格密度，两个区域之间的网格密度自动过渡；C、凸轮套与芯轴的接触定义；根据滚轮齿形和凸轮内表面发生挤压塑性变形的特点，凸轮套与芯轴之间采用无穿透接触定义，接触摩擦类型采用库仑摩擦模型；D、载荷边界定义；在压装时，芯轴处于全约束固定不动的状态，凸轮套则以恒定的速度下移，根据分析结果获得的1/36模型的接触力和下压载荷，通过拟合，将压装过程中不同位置点的应力值转化为相应的压力函数变化曲线。2CN105574273A说明书1/4页滚花式装配凸轮轴的装配方法技术领域[0001]本发明涉及凸轮轴的技术领域，具体讲是一种滚花式装配凸轮轴的装配方法。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。由于凸轮轴在工作时凸轮套和芯轴表面的接触应力很大、相对滑动速度较快，凸轮套外表面在周期的载荷和冲击下，学会出现擦伤、点蚀、快速磨损等失效形式。为了满足凸轮轴不同部位的性能要求，达到汽车轻量化、低成本的目的，往往将芯轴