[發明專利]過盈裝配方法及設備

無效

• 申請號: 201210048110.6
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102528381A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 秦祖安
• 申請（專利權）人: 綿陽華晨瑞安汽車零部件有限公司
• 主分類號: B23P11/02
• 分類號: B23P11/02
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 王睿

技術領域

本發明涉及一種過盈裝配方法及設備，具體涉及一種熱裝法及熱裝設備。

背景技術

由于高壓共軌油泵中的凸輪軸所承受的載荷遠遠高于普通凸輪軸，因此目前國內外生產的高壓共軌油泵用凸輪軸均采用整體式結構，即芯軸與凸輪片是在同一坯料上一起被加工出來的。由于該凸輪軸采用了整體式結構，因此其加工難度較大，成本較高。鑒于此問題，本申請人的發明人考慮用組合式結構來代替整體式結構，即將芯軸與凸輪片分開加工后再組裝到一起。然而，通過實踐發現，將高壓共軌油泵的凸輪軸設計為組合式結構以后，按照常規的工藝根本無法制造出滿足技術要求的組合式凸輪軸。問題的關鍵在于凸輪片與芯軸的過盈裝配以及凸輪片的熱處理上。

本領域公知的實現包容件與被包容件的過盈裝配方法有壓入法、熱裝法、冷裝法和油壓法四種。由于高壓共軌油泵的凸輪軸所承受的載荷大，因此要求芯軸與凸輪片的過盈量大(達到0.1毫米左右)，采用壓入法、冷裝法和油壓法根本無法實現高壓共軌油泵凸輪軸的芯軸與凸輪片的過盈裝配。因此，適合于高壓共軌油泵的凸輪軸的過盈裝配方法只能是熱裝法。由此便出現了熱裝時凸輪片的加熱問題。

在熱裝法過盈裝配技術中，最為關鍵的工藝便是對加熱溫度的控制以及對零件熱處理時機的掌握。根據“機械零部件手冊：選型/設計/指南，余夢生、吳宗澤主編，機械工業出版社，1996年6月”第1548頁中的記載，對于未經熱處理的包容件，加熱溫度應低于400℃；對于已經過經熱處理的包容件，加熱溫度應低于回火溫度。也就是說，目前的熱裝法是將包容件的熱處理與過盈裝配分開進行的，即要么先將包容件熱處理后再與被包容件進行裝配，要么先將包容件與被包容件進行裝配然后再對包容件進行熱處理。

針對本申請的高壓共軌油泵凸輪軸，由于對凸輪片要求很高的表面硬度，因此必須對其進行淬火熱處理；實踐發現，如果先通過熱裝法將凸輪片過盈裝配到芯軸上以后再對凸輪片進行淬火熱處理，則會因凸輪片的熱處理變形導致芯軸與凸輪片之間的配合變松，凸輪片相對于芯軸的抗轉動扭矩只能達到200-300NM，完全無法滿足使用要求；但如果先對凸輪片進行淬火熱處理后再通過熱裝法將凸輪片過盈裝配到芯軸上，由于凸輪片與芯軸之間的過盈量大，故對凸輪片的加熱溫度要求較高，而凸輪片的回火溫度一般為160℃左右，凸輪片熱裝時的加熱溫度將大大高于凸輪片的回火溫度，這樣就相當于對凸輪片進行了一次正火處理，導致凸輪片的表面硬度下降到HRC30左右，無法滿足高壓共軌油泵凸輪軸的使用要求。

因此，以現有技術制造的組合式高壓共軌油泵凸輪軸不可能同時達到凸輪片與芯軸通過過盈配合聯接后兩者之間的抗轉動扭矩明顯高于300NM且凸輪片的表面硬度遠大于HRC30。

發明內容

本申請所要解決的第一個技術問題是提供一種用于高壓共軌油泵的凸輪軸，該凸輪軸的芯軸與凸輪片通過過盈裝配后既能滿足凸輪片相對芯軸的抗轉動扭矩，同時又能夠保證凸輪片的表面硬度；本申請要解決的第二個技術問題是提供一種用于高壓共軌油泵的凸輪軸的制造方法，該方法可將芯軸與凸輪片過盈裝配并滿足凸輪片相對芯軸的抗轉動扭矩，同時保證凸輪片的表面硬度；本申請要解決的第三個技術問題是提供一種實施上述方法的用于高壓共軌油泵的凸輪軸的過盈裝配設備；本申請要解決的第四個技術問題是提供一種過盈裝配方法，以通過熱裝法將包容件與被包容件過盈裝配后滿足包容件與被包容件之間較高的抗轉動扭矩，同時保證包容件的表面硬度；本申請要解決的第五個技術問題是提供一種過盈裝配設備。

本申請為解決上述第一個技術問題所提供的用于高壓共軌油泵的凸輪軸包括了芯軸和位于該芯軸上的凸輪片，所述凸輪片與芯軸之間通過過盈配合聯接后該凸輪片相對于芯軸的抗轉動扭矩≥500NM，并且該凸輪片的表面硬度≥HRC58。本申請認為，上述用于高壓共軌油泵的凸輪軸不同于現有的高壓共軌油泵凸輪軸；其中，凸輪片相對于芯軸的抗轉動扭矩≥500NM的技術特征表征了熱裝后凸輪片與芯軸之間的配合關系，而凸輪片的表面硬度≥HRC58的技術特征則表征了熱裝后凸輪片的材料性能；上述這些技術特征使得本申請的凸輪軸本質上區別于現有的高壓共軌油泵凸輪軸，這種區別的產生源于本申請發明人創造性思維和實踐，在現有技術中找不到相應的教導或啟示。

對于高壓共軌油泵的凸輪軸而言，當凸輪片相對于芯軸的抗轉動扭矩≥500NM時，該凸輪軸就已經能夠滿足在高壓共軌油泵中的使用要求了。在此基礎上，最好能使凸輪片與芯軸之間通過熱裝法過盈配合聯接后該凸輪片相對于芯軸的抗轉動扭矩≥3000NM，從而進一步的提高凸輪軸的使用性能。