[發明專利]一種空心剎車凸輪軸及加工方法

有效

• 申請號: 201410212847.6
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN105081569B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 姚遠;魏偉;李瀟一;鄭培和;陳明;孔德舉;張敏;高建昊;喻皓淳
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: B23K26/28
• 分類號: B23K26/28;B23K26/14
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司22100
• 代理人: 王薇

技術領域

本發明涉及一種空心剎車凸輪軸及加工方法，屬于汽車工業中空心剎車凸輪軸的制造領域。

背景技術

節能、減排是汽車發展的趨勢，因此汽車零件的輕量化方案越來越受到關注。空心剎車凸輪軸就是汽車零件輕量化產品之一。相比實心剎車凸輪軸的整體鍛造和切削成形，空心剎車凸輪軸主軸體為無縫鋼管，不能與凸輪、花鍵一次成形，必須分體加工后焊接成一體。采用何種工藝實現剎車凸輪軸其他功能組件與空心軸體的焊接，成為了亟待解決的問題。由于剎車凸輪軸制造材料為中、高碳合金鋼，采用電弧焊焊接容易形成裂紋，且焊接變形量較大，影響裝配精度。摩擦焊雖然可以實現中碳合金鋼的焊接，但設備造價很高并且只能滿足單一結構、單一規格產品生產，導致產品成本較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種空心剎車凸輪軸及加工方法。其結構簡單、焊后變形小、精度高，不僅可以獲得優良的焊接質量，而且有效控制了剎車凸輪軸的生產成本。符合汽車工業中的寬系列、多規格柔性化生產的需求。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種空心剎車凸輪軸，其組成部分包括主軸體、凸輪、花鍵軸，其特征在于：主軸體為空心管結構，主軸體兩端需要分別焊接凸輪和花鍵軸，從而形成完整的剎車凸輪軸。

其具體的加工步驟如下：1）采用與焊接激光束同軸的氦氖激光束進行精確定位，保證焊接激光束4對準空心剎車凸輪軸焊接位置。2）感應加熱器環繞于焊接區域，將該區域材料溫度加熱至600℃～800℃溫度區間，溫度達到要求后停止感應加熱。3）加熱停止時刻開始激光焊接，激光器輸出功率區間4400W～4700W，焊接速度2.5m/min，離焦量-2.5mm。焊接時焊縫側吹保護氣為氮氣，流量為30L/min；激光同軸保護氣為氦氣，流量為10L/min。高能量激光束將接頭兩側母材熔化混合，液態金屬冷卻凝固后將焊件連接為整體，形成細致而均勻的焊縫。4）采用上述方法，依次進行主軸體與凸輪、花鍵軸兩處焊接，完成空心剎車凸輪軸制造。

所述的激光束對準空心剎車凸輪軸焊接位置，感應加熱器環繞于焊接區域，當該區域材料溫度加熱至300℃～400℃溫度區間時，停止感應加熱；使激光焊接與感應加熱在同一時刻開始，激光器輸出功率3700 W～4000W，焊接速度2m/min，離焦量0mm，焊接時焊縫側吹保護氣為氬氣，流量為20L/min；激光同軸保護氣為氦氣，流量為10L/min；加熱后的液態金屬冷卻凝固后將焊件連接為整體，形成細致而均勻的焊縫；采用上述方法，依次進行主軸體與凸輪、花鍵軸兩處焊接，完成空心剎車凸輪軸加工。

所述的焊接激光束通過同軸的氦氖激光束進行精確定位，保證焊接激光束對準空心剎車凸輪軸焊接位置后，即開始激光焊接，激光器輸出功率5000W～5300W，焊接速度3m/min，離焦量-2.5mm；焊接時焊縫側吹保護氣為氮氣，流量為30L/min；激光同軸保護氣為壓縮空氣，流量為15L/min；當焊接結束時刻再對焊縫進行感應加熱，加熱溫度至100℃～200℃區間內停止加熱，讓焊縫自然冷卻至室溫；采用上述方法，依次進行主軸體與凸輪、花鍵軸兩處焊接，完成空心剎車凸輪軸加工。

所述的焊接接頭形式分為對接、角接、搭接。

本發明的積極效果是：

（1）解決了空心剎車凸輪軸結構及材料的焊接制造需求。

（2）為軸類零件空心化技術奠定了制造基礎，便于結構復雜化的軸類零件的分

體設計、制造。

附圖說明

圖1為本發明的空心剎車凸輪軸結構示意圖。

圖2為本發明的加工示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：一種空心剎車凸輪軸，其組成部分包括凸輪1、主軸體2、花鍵軸3，其特征在于：主軸體2為空心管結構，主軸體2兩端需要分別焊接凸輪1和花鍵軸3，從而形成完整的剎車凸輪軸。