[發(fā)明專利]一種柴油機(jī)凸輪軸的增材成形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910984556.1
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110695621B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高保華
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山宇仁智能科技有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;F01L1/047
• 代理公司: 佛山幫專知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44387
• 代理人: 曾鳳云

本發(fā)明提出了一種柴油機(jī)凸輪軸的增材成形方法，包括如下步驟：S1打印支撐工裝，S2底部工裝安裝，S3打印底部凸輪和底部軸心，S4利用支撐工裝打印中部凸輪和中部軸心，S5利用支撐工裝打印頂部凸輪和頂部軸心，S6成形構(gòu)件整體去應(yīng)力，S7進(jìn)行表面機(jī)加工；該方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中制造凸輪軸反復(fù)鍛打，多次高溫?zé)崽幚恚瑱C(jī)加工量大，高成本，材料浪費(fèi)，坯件表面和芯部性能差異性大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及凸輪軸制造領(lǐng)域，具體涉及一種柴油機(jī)凸輪軸的增材成形方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的柴油機(jī)凸輪軸是采用鍛造(通過熔煉，反復(fù)鍛壓和熱處理)的方式成形出坯件，再經(jīng)過大量機(jī)加工的方法制造出產(chǎn)品，即減材制造。因此，傳統(tǒng)的凸輪軸制造方法具有需反復(fù)鍛打，生產(chǎn)工藝制程長；多次高溫?zé)崽幚恚斐膳骷牧系谋砻婧托静啃阅懿町愋源螅粰C(jī)加工量大，材料利用率低等缺點(diǎn)。而增材制造是采用高能熱源瞬時(shí)熔化原材料，通過逐層堆積的方式成形出具有產(chǎn)品大致尺寸的坯件，只需經(jīng)過少量的機(jī)加工的方法即可制造出產(chǎn)品。雖然簡便，快捷，但是現(xiàn)階段沒有增材制造凸輪軸的應(yīng)用先例。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種柴油機(jī)凸輪軸的增材成形方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中制造凸輪軸反復(fù)鍛打，多次高溫?zé)崽幚恚瑱C(jī)加工量大，高成本，材料浪費(fèi)，坯件表面和芯部性能差異性大的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種柴油機(jī)凸輪軸的增材成形方法，所述凸輪軸具有凸輪和軸心，所述凸輪套設(shè)在軸心上，位于軸心底部的凸輪為底部凸輪，與底部凸輪對應(yīng)的軸心為底部軸心；位于軸心頂部的凸輪為頂部凸輪，與頂部凸輪對應(yīng)的軸心為頂部軸心，位于頂部凸輪和底部凸輪之間的凸輪為中部凸輪，與中部凸輪對應(yīng)的軸心為中部軸心，所述增材成形方法包括如下步驟：

S1、分別打印與中部凸輪和頂部凸輪對應(yīng)的支撐工裝，所述支撐工裝的受熱會(huì)產(chǎn)生邊緣向上，整體形成頂面內(nèi)凹的形狀，對所述支撐工裝進(jìn)行表面處理；

S2、底部工裝安裝，將底部工裝安裝在打印平臺(tái)上；

S3、在底部工裝上，開始打印底部凸輪和底部軸心；

S4、將與中部凸輪對應(yīng)的支撐工裝翻轉(zhuǎn)套在底部軸心的頂部，繼續(xù)打印中部凸輪和中部軸心，所述支撐工裝受熱發(fā)生變形，其變形力會(huì)對所述支撐工裝進(jìn)行矯正，從而減少打印量和加工量；

S5、將與頂部凸輪對應(yīng)的支撐工裝翻轉(zhuǎn)套在中部軸心的頂部，繼續(xù)打印頂部凸輪和頂部軸心，所述支撐工裝受熱發(fā)生變形，其變形力會(huì)對與頂部凸輪對應(yīng)的支撐工裝進(jìn)行矯正，從而減少打印量和加工量；

S6、成形構(gòu)件整體去應(yīng)力；

S7、進(jìn)行表面機(jī)加工，表面有3-8mm的加工量，去除底部工裝。

所述的增材成形方法，步驟S1中，所述支撐工裝的個(gè)數(shù)為n′，所述凸輪軸上具備凸輪的個(gè)數(shù)為n，n-n′＝1。

所述的增材成形方法，所述支撐工裝為圓環(huán)形，所述支撐工裝的內(nèi)徑大小與對應(yīng)凸輪的內(nèi)徑相匹配；所述支撐工裝的外徑大小較對應(yīng)凸輪的外徑大5-15mm。

所述的增材成形方法，所述凸輪的厚度與對應(yīng)支撐工裝的厚度的比值為2-3。

所述的增材成形方法，步驟S2中，所述底部工裝為打印底板，所述打印底板為厚度30mm 以上的圓形板材，設(shè)打印底板的外徑為d_底板，底部凸輪外徑為d_A,d_底板-d_A≥10mm。

所述的增材成形方法，步驟S3至步驟S5在打印過程中選定相匹配的成形參數(shù)，具體如下表所示：

所述的增材成形方法，步驟S3，在開始打印前，需在增材成形設(shè)備上輸入和調(diào)整凸輪軸的成形軌跡控制程序；