[发明专利]一种柴油机凸轮轴的增材成形方法

权利要求书

1.一种柴油机凸轮轴的增材成形方法，所述凸轮轴具有凸轮和轴心，所述凸轮套设在轴心上，位于轴心底部的凸轮为底部凸轮，与底部凸轮对应的轴心为底部轴心；位于轴心顶部的凸轮为顶部凸轮，与顶部凸轮对应的轴心为顶部轴心，位于顶部凸轮和底部凸轮之间的凸轮为中部凸轮，与中部凸轮对应的轴心为中部轴心，其特征在于，所述增材成形方法包括如下步骤：

S1、分别打印与中部凸轮和顶部凸轮对应的支撑工装，所述支撑工装的受热会产生边缘向上，整体形成顶面内凹的形状，对所述支撑工装进行表面处理；

S2、底部工装安装，将底部工装安装在打印平台上；

S3、在底部工装上，开始打印底部凸轮和底部轴心；

S4、将与中部凸轮对应的支撑工装翻转套在底部轴心的顶部，继续打印中部凸轮和中部轴心，所述支撑工装受热发生变形，其变形力会对所述支撑工装进行矫正，从而减少打印量和加工量；

S5、将与顶部凸轮对应的支撑工装翻转套在中部轴心的顶部，继续打印顶部凸轮和顶部轴心，所述支撑工装受热发生变形，其变形力会对与顶部凸轮对应的支撑工装进行矫正，从而减少打印量和加工量；

S6、成形构件整体去应力；

S7、进行表面机加工，表面有3-8mm的加工量，去除底部工装。

2.如权利要求1所述的增材成形方法，其特征在于，步骤S1中，所述支撑工装的个数为n′，所述凸轮轴上具备凸轮的个数为n，n-n′＝1。

3.如权利要求1所述的增材成形方法，其特征在于，所述支撑工装为圆环形，所述支撑工装的内径大小与对应凸轮的内径相匹配；所述支撑工装的外径大小较对应凸轮的外径大5-15mm。

4.如权利要求1所述的增材成形方法，其特征在于，所述凸轮的厚度与对应支撑工装的厚度的比值范围为2-3。

5.如权利要求1所述的增材成形方法，其特征在于，步骤S2中，所述底部工装为打印底板，所述打印底板为厚度30mm以上的圆形板材，设打印底板的外径为d_底板，底部凸轮外径为d_A,d_底板-d_A≥10mm。

6.如权利要求1所述的增材成形方法，其特征在于，步骤S3至步骤S5在打印过程中选定相匹配的成形参数，具体如下表所示：

7.如权利要求1所述的增材成形方法，其特征在于，步骤S3，在开始打印前，需在增材成形设备上输入和调整凸轮轴的成形轨迹控制程序；

在打印同一层时，若由内圈开始打印，每道打印完成后，打印枪头向外圈水平移动道宽的1/2距离；相对应的，若由外圈开始打印时，每道打印完成后，打印枪头向内圈水平移动道宽的1/2距离；

打印相邻层时，从下一层的起始道宽位置较前一层起始道宽位置向里或向外偏移道宽的1/4距离。

8.如权利要求1所述的增材成形方法，其特征在于，步骤S6中，去应力温度为350℃-550℃。

9.如权利要求1所述的增材成形方法，其特征在于，在打印过程中，还配有冷却装置，所述冷却装置包括水箱，水泵和冷却型腔，所述水箱的出水口通过第一管路与冷却型腔的进水口连接，所述水泵安装在第一管路上；所述冷却型腔的出水口通过第二管路与水箱的回水口连接；所述冷却型腔的形状与凸轮轴待冷却部位的外形相匹配，所述冷却型腔直接套设式或围绕式安装在凸轮轴上的待冷却部位，即采用直接冷却凸轮轴外壁的冷却方式；所述冷却型腔的腔体内用于盛装冷却液。

10.如权利要求9所述的增材成形方法，其特征在于，所述冷却型腔为环形，由两块半环形的型腔拼接而成，所述两块型腔的进水口通过三通接口与第一管路连接，对应地，两块型腔的出水口通过三通接口与第二管路连接。