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。     

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、     

凸轮轴数控磨削工件主轴转速优化建模与实验研究

根据凸轮轴X-C轴联动恒线速度磨削加工数学模型,建立了砂轮架进给位移与速度、凸轮工件主轴转速的理论方程。根据数控凸轮轴磨床加工能力的约束条件,对砂轮架进给中速度、加速度或加加速度值超出限定值的凸轮转角区间,通过积分反求方法求解出相应转角区间工件主轴所允许的转速值,并以该段转速值替换对应的转角区间上凸轮轴恒线速度磨削时理论转速值。对优化计算前后的工件主轴转速曲线进行了凸轮轴磨削加工实验。实验结果表明：采用优化后的凸轮工件主轴转速进行加工,相比于恒线速度理论转速加工,其升程最大误差与最大相邻误差减小,工件表面粗糙度降低,提高了凸轮轴高效精密磨削加工质量。     

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。     

凸轮轴高速数控磨削在位测量技术

基于USB总线技术与自复位光栅位移传感器开发了凸轮轴轮廓在位测量装置,对磨削后的凸轮轴进行了在位升程测量。介绍了测量原理及升程测量过程,采用“敏感点”法并结合三次均匀B样条拟合与最小二乘法对测量数据进行了处理,求解了凸轮升程的起始转角,获得了凸轮的实测升程。利用在位测量装置与BG1310-10型凸轮轮廓检测仪针对同一凸轮轴样件进行了对比检测实验。结果表明,该在位测量装置能够满足凸轮轴加工轮廓误差检测的精度要求。     

高精度凸轮磨削的凸轮升程误差分析

在凸轮磨削加工中，影响凸轮升程误差的因素很多，本文主要分析高精度凸轮磨削加工中造成凸轮升程误差的原因。     

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。     

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。     

凸轮磨削的动态分析与靠模修正

喷油泵凸轮的升程,直接关系到喷油泵的供油规律,对柴油机的性能影响很大。针对节油和减少空气污染的要求,为了获得理想的凸轮升趋,许多油泵厂正在不断地对凸轮的型线进行研究和改进。同时,在凸轮磨削中有关减少升程误差的探讨,也已成为油泵行业中的一个重要课题。本文对凸轮的磨削运动进行了动态分析,得出了凸轮磨削的动态特性对凸轮升程的磨削误差影响的规律性。我们以这种动态分析为基     

发动机凸轮轴的检测与处理方法(续)

5　凸轮升程起始基准　　凸轮的起始升程值 (零升程 ) ,一般以凸轮实际基圆的母线为基准 ,由于实际基圆形状误差的存在 ,会因选择位置的差异造成较大的人为误差 ,而使检测数据重复性差。为了避免实际基圆形状误差的影响 ,笔者曾以实际基圆的最小二乘圆的母线为基准来确定“零升程”。尽管理论分析和检测实践均证明比较理想 ,但求出实际基圆的最小二乘圆的操作性差 ,不适合于加工过程中的凸轮轴的检测。为了简化测量和计算过程 ,笔者根据凸轮磨削加工误差的规律性 ,选择凸轮基圆上的“基点”(与桃尖相对应1 80°的一点 )作为“零升程”的基准…     

基于时序分析的凸轮廓型曲线拟合研究

以凸轮轴仿形磨床为研究对象 ,建立了以凸轮靠模升程作为输入、工件升程作为输出的磨床加工系统二阶定常线性自回归数学模型。基于此数学模型 ,提出了凸轮靠模廓型计算的新方法 ,计算表明新方法产生的工件误差较小     

基于多体系统理论的汽车凸轮轴磨削几何误差建模与辨识技术理论研究

针对汽车凸轮轴磨削加工中存在的精度问题,从提高MKS8332A数控凸轮轴磨床几何精度出发,以达到提高凸轮轴磨削精度和加工效率为目的进行了相关研究。运用多体系统运动学理论,分析并建立了该磨床磨削高精密凸轮轴过程的几何误差模型,推导出了该磨床精密加工运动约束条件方程;在多体系统理论误差参数辨识模型基础上,结合球杆仪测量原理所提出的辨识方法,能够很好地对该磨床的几何误差参数进行辨识;在此基础上研究了精密数控指令和逆变凸轮廓形的求解算法、理想数控指令的生成方法、砂轮轮廓误差的计算方法;最后给出了凸轮廓形曲线的拟合方法和刀具路线的计算方法。      

Research on constant grinding depth model for cam grinding

In order to mitigate the problems in CNC grinding of a camshaft caused by varying grinding depth along the periphery of the cam, a novel grinding strategy is proposed to keep the grinding depth constant during the process. In comparison with the current cam grinding strategy, analysis results derived from the modelling of the process indicate that it is applicable to keep the grinding depth constant. Consequently, in combination with a constant grinding infeed speed, the material removal rate (MRR) is also kept stable. With the same grinding depth, the volume of removed material in a certain single revolution with the new processing strategy is less than the conventional process. This new strategy can increase the grinding depth without causing grinding burns. Therefore, the total number of grinding revolutions/steps decreases dramatically. Moreover, experiments for comparison of both the single revolution machining and the whole cam grinding have been carried out on a CNC8325B camshaft grinder. The results show that the new process improves machining efficiency dramatically while ensuring the machining quality.     

数控随动磨床加工凸轮方法及其精度补偿策略

针对凸轮随动磨削中因工件轴转速差、伺服系统响应偏差、硬件制造误差等重复性误差影响因素造成的零件制造精度下降问题,将在线测量技术和Sinumerik 840D数控系统的插补表与电子齿轮功能应用到机床运动控制系统中,开展了随动磨削工艺的运动轨迹和控制方案分析,提出了由内嵌在系统PCU上的VB程序来处理在线测量获得的360个离散误差补偿数值,自动生成带插补表与电子齿轮功能的专用加工程序,利用同轴运动叠加控制方法,把补偿值叠加到进给轴上,使带误差补偿数据的凸轮加工NC程序不断根据实际加工状态更新,最后在工程样机上进行了磨削试验。试验结果表明,发动机凸轮轴的廓型最大加工误差降到了2.6μm以下,残余误差主要来源为机械振动、非线性摩擦扰动等随机性偏差。该运动控制和误差补偿方法能在实际加工中较好地补偿重复性误差因素对工件精度产生的影响。     

基于切点跟踪磨削法凸轮运动模型的研究

凸轮加工采用的是一种非圆磨削策略,根据凸轮切点跟踪磨削原理给出了凸轮磨削数学模型和恒线速度磨削条件下凸轮转速数学模型。重点分析了在恒转速和恒线速度磨削两种情况下凸轮转速规律的变化,通过仿真分析,找出影响凸轮加工精度的原因,并依此寻求恰当的加工方法。     

凸轮切点跟踪磨削过程振动分析

切点跟踪磨削是提高汽车凸轮制造精度的一种重要加工手段。某型号凸轮磨削时发现砂轮架切点跟踪时机床振动噪声较大,并且对凸轮磨削质量有很大的影响。本文针对该磨床工作过程中出现的砂轮架振动过大、噪声较大等问题通过对砂轮架模态测试、响应测试、砂轮架各工况下振动测试等原型试验方法,探明砂轮架非正常工作的根本原因与解决方案。     

摇摆式凸轮轴数控磨削插补算法及控制策略研究

根据摇摆式凸轮轴磨削运动几何原理 ,提出了一种多约束凸轮轴凸轮型线数控磨削插补技术 ,建立了以凸轮矢角θ为参变量的插补算法模型。给出了插补过程与实时伺服相分离的前后台式控制策略思想 ,并验证了插补算法的精度和效率 ,为研制摇摆式凸轮轴数控磨床提供了理论参考