凸轮轴数控磨削轮廓误差分析与补偿

在分析国内外磨削加工误差分析与补偿研究现状基础上,针对X轴和C轴两轴联动的凸轮轴数控磨削的轮廓误差提出一种轮廓误差分析和补偿策略,以提高凸轮磨削加工精度。基于凸轮轴数控磨削的X-C联动运动模型,推导了由凸轮升程表到磨削加工位移表的数学模型;指出凸轮升程与轮廓的误差变化规律在趋势上具有一致性。基于最小二乘多项式方法对多次磨削加工实验的凸轮升程误差进行一系列拟合处理,得到稳定的、可重复的凸轮升程预测误差;将升程预测误差按一定比例反向叠加到理论升程表中,采用最小二乘多项式法进行光顺,得到光顺的虚拟升程表;利用虚拟升程表对同类型凸轮轴进行磨削加工实验。实验结果表明,砂轮架速度和加速度在机床伺服响应范围之内,凸轮最大升程误差与最大相邻误差降低,凸轮轮廓表面粗糙度值满足加工要求,从而证明该误差分析和补偿方法是正确可行的。     

复杂轴类零件非圆轮廓接触式随动测量方法

非圆轮廓随动接触测量方法研究对实现曲轴、凸轮轴等复杂轴类零件高精度、高效率检测具有重要意义,针对复杂轴类零件非圆轮廓表面检测设计了一套接触式随动测量方案。借助头尾架环规建立工件坐标系,提出了回转中心与顶尖几何中心相对位置关系标定方法,建立了随动接触测量装置沿工件轴线方向运动时与回转轴线不平行引起的系统误差计算模型。利用凸轮基圆区域的转角与径向尺寸进行基圆最小二乘圆心位置寻优,以实现凸轮偏心修正,采用敏感点法与最小二乘法相结合的方式构建了凸轮升程误差评价模型。仿真分析了随动接触测量装置安装误差与顶尖几何中心标定误差对凸轮升程误差评定的影响。与ADCOLE 1200SH专用量仪的对比试验和重复性测量试验研究表明:SE13-J10型轴类零件随动接触测量机的凸轮尺寸、形位误差测量精度和重复精度满足轴类零件高精度测量需求,验证了接触式随动测量方案与凸轮误差评价模型的正确性。     

内燃机凸轮轴外轮廓检测仪

设计了一种内燃机凸轮轴外轮廓形状检测仪,该检测仪主要用来对内燃机凸轮轴中凸轮的升程和相位角在制造过程中进行检验。凸轮的升程采用直线光栅来检测,相位角采用旋转编码器来检测。具有参数设定的功能,可以检测不同类型的凸轮或凸轮轴。检测到的数据既可以通过LED显示器进行显示,也可以通过并行打印机打印输出,还可以通过串行接口传送到PC机生成凸轮的实测模型,与存储在PC机中的理想模型进行比较,得出凸轮的合格情况,从而实现可视化检测。     

凸轮“桃形”解析方法

论述了在凸轮轴自动测量仪上,对凸轮轮廓形状进行测量、处理、评定的全过程。为求解凸轮符合"最小条件"要求的升程误差值,提供了一种更精确、快捷的实用方法。     

敏感点定位原理及应用

在凸轮轴的加工中,受凸轮轮廓特殊形状的限制,定位接触点的选择不是随意的,应选择凸轮几何大小误差对夹角的影响最小的点。理论实践证明,选用凸轮敏感点(凸轮升程变化率最大),作为定位接触点,可满足以上要求。一、敏感点定位原理在以凸轮定位铣键槽时,一般选用配气凸轮作为定位凸轮,而配气凸轮在设计和测量时都用平测头,且通常将凸轮顶点作为升程测量起始点。因此,升程角度α与升程 h 的关系可用图1表示。     

基于相对速度瞬心不同型号测头升程与转角折算算法的研究

测头的选择受到凸轮设计要求的严格限制,严重制约检测仪器检测效率的提高。为解决不符合设计要求的滚柱测头难以检测相应凸轮片的问题,扩大凸轮轴检测仪的检测范围,提出基于相对速度瞬心的不同型号滚柱测头升程与转角之间转换关系的折算算法。介绍凸轮轴检测设备的测绘原理,分析不同型号滚柱测头升程及转角之间能够相互折算的条件及场合。通过检测实例,分别采用正向验证及由理论测头检测数据反求凸轮测量数据两种方法对不同型号滚柱测头的折算算法进行验证。对折算修正后离散的凸轮轮廓数据进行三次参数样条插值拟合,去"毛刺"等处理。对比分析非理论测头的折算数据与理论滚柱测头所测凸轮轮廓数据:经该算法修正优化后的非理论测头升程的最大误差是1.4μm,满足凸轮机构高精度运动分析的要求。     

光学分度头测量凸轮升程和相位角的精度分析

凸轮升程和相位角通常由光学分度头和卧式测长仪配合进行测量,根据凸轮的曲线函数,利用仪器找到凸轮升程“最佳”零点,按照凸轮升程表,逐点或按选择点测量升程。相位角为凸轮轴上各凸轮桃尖间夹角。本文就此种方法,对凸轮升程和相位角的测量精度进行分析。一、测量升程的精度分析 1.每一凸轮升程h与凸轮转角α,测头曲率半径r_p之间存在函数关系,其通式为:     

凸轮升程测量时起始基准的确定

测量凸轮轮廓升程时,升程起始基准的确定,目前尚未统一。本文针对这个问题,谈一些看法。一、应用尺寸公差控制凸轮轮廓形状凸轮轮廓升程的测量,属于形状公差的控制范畴。采用轮廓度公差控制凸轮轮廓升程误差,概念上是正确的,但不能只看到凸轮轮廓升程测量,在建立轮廓度公差概念之后,应采用轮廓度公差控制的一般性,而忽略凸轮轮廓升程测量,仅要求控制半径方向     

凸轮检测中的数据处理方法研究

为了降低凸轮轴的检测成本,使数据处理可实现在线测量,在对数据处理原理进行深入研究的基础上,借助MATLAB工具编写了一套数据处理程序,提出了一种凸轮检测数据处理的完备实施方案.首先对数据进行滤波去扰,初步排除外界明显干扰;其次进行数据对正处理,用基圆段误差均值二次减小实测升程误差,以最小二乘法进行曲线拟合处理,将实测值与拟合所得升程值相减,得到凸轮升程误差,再将凸轮升程曲线画出;最终以实例验证了方法的可行性.     

凸轮廓形解析自动处理方法（上）

发动机凸轮的轮廓形状一般简称为“凸轮廓形”或“桃形”,凸轮廓形解析包括：测量基准（任选基准）的选择,测量位置的确定（测量起始转角的求解）、升程起始基准（零升程）的确定,凸轮机构从动件升程（习惯称为凸轮升程）的测量、升程误差测量数据的获得与处理,以及凸轮廓形合格性的评定等。     

测量凸轮升程时基准值的确定

当采用图1所示的测量装置测量汽车发动机凸轮升程时,其实际凸轮升程h_i,应采用下式计算。 h_i=A_(i-r)…(1) 此处A_i值是在凸轮轮廓部位,对应凸轮转角为i°时,其测头平面至凸轮回转中心的距离可直接通过跌数装置读数。而r值是确定凸轮升程的基准值,应是凸轮的基圆半径。而对实际存在形状和位置误差的凸轮就不能再把实际凸轮基圆半径这一线性尺寸作为凸轮升程的基准值。     

发动机凸轮轴检测方法综述

本文论述了凸轮轴的测量和凸轮升程误差数据处理与评定方法。     

一种凸轮升程检测方法

内燃机凸轮轴凸轮升程及夹角的测量,先要找凸轮桃尖（理论上最大升程点）。凸轮桃尖是凸轮升程和夹角的设计基准,若选择的检测方法不能使设计基准和检测基准完全重合,必然使升程产生测量误差。 选择桃尖一般采用敏感点法,利用敏感点升程变化率最大的特点,间接找凸轮桃尖。此法简单实用,但精确度差。为解决这个问题,可测出一组凸轮升程误差,利用计算机选出误差最小的偏角,重新确定桃尖,使测量精度得到提高。下面简要介绍此方法。 一、理论依据 众所周知,改变凸轮桃尖测量位置,所得升程误差也改变。由此可知,升程误差不仅包括加…     

砂轮磨损对凸轮升程误差的影响

从理论上分析了凸轮轴仿形磨床由于砂轮磨损所造成的凸轮升程误差，并结合凸轮的升程方程对升程误差进行了实例计算。     

砂轮直径的变化对凸轮升程的影响与对策

在内燃机凸轮轴凸轮磨削加工中,影响凸轮升程大小的因素较多。其中砂轮直径的变化对凸轮升程的影响较明显,产生变值性系统误差。一、升程误差的计算公式内燃机凸轮轴凸轮多数为圆弧凸轮。它由顶弧r_2、     

基于交替隔点插值的凸轮升程拟合方法在磨削加工中的应用

在以往凸轮升程离散型值点曲线拟合的基础上,基于三次参数样条曲线拟合提出了采用奇偶交替隔点插值方式对曲线进行再拟合,并对这一过程进行多次循环的凸轮升程拟合新方法。通过设定拟合精度阈值和引入最大循环次数,实现升程曲线拟合误差控制以及算法的终止。利用Matlab编程对新方法与三次参数样条曲线拟合方法进行数值分析比较。结果显示新方法能够提高原始升程曲线及其一二阶差分曲线的光顺程度。在凸轮数控磨削加工中,能够提高砂轮架进给速度、加速度的连续性,减小进给轴柔性冲击和跟踪误差。在TKM120CNC全数控凸轮轴磨床上,将该方法的升程拟合结果与三次参数样条曲线升程拟合结果进行对比加工试验。结果表明,该方法能够显著改善凸轮表面质量,提高凸轮轮廓精度。     

凸轮轴磨削加工升程误差测量及抑制方法分析

凸轮轴的升程误差是评价其轮廓几何精度及表面磨削振纹的重要指标。在数控磨削加工工艺条件下发现,六缸四冲程货车YC6108凸轮轴的升程误差不符合要求。因此,从工件、夹具、工艺参数、冷却液、砂轮半径、金刚笔、中心架、顶尖、尾架和检验等方面分析了凸轮升程误差的抑制方法。经实测验证,提出的抑制方法能够确保凸轮型线满足公差要求。研究成果对于凸轮轴相关零件的工艺分析和质量控制具有一定的借鉴意义。     

数控凸轮轴测量仪问世

一种用于凸轮轴测量的精密仪器——数控凸轮轴测量仪,最近在西安航空发动机公司研制成功,并填补国内空白。该仪器采用先进的光栅和数控技术,可检测各种凸轮轴的升程曲线、轴颈尺寸和形位公差。这种仪器为立式结构,对细长凸轮     

发动机凸轮轴的检测与数据处理

对凸轮轴的检测内容 ,凸轮检测位置的确定 ,检测起始转角的求解 ,升程的检测方法以及检测数据处理等方面 ,进行了较系统的分析     

发动机凸轮轴参数化建模与加工力学分析

针对发动机凸轮轴在数控磨削时产生弹性变形与振动的问题,提出了凸轮轮廓曲线相邻三点逐次样条拟合方法。并利用该方法在ANSYS有限元软件中对某凸轮轴进行了APDL参数化建模,对凸轮轴磨削时不同位置和不同转角下凸轮轴的弹性变形量进行了计算公式推导和有限元分析,对凸轮轴的固有频率和磨削约束条件下的振型、谐响应进行了分析。应用三点拟合方法可以快速、准确地建立凸轮轴的有限元模型,而适当选取磨削参数可以减小凸轮轴的弹性变形与振动,从而提高凸轮轴的轮廓精度和升程精度。