摘 要 論述了凸輪軸測量儀的測量原理和凸輪測量數據的處理與評定方法。
Abstract: The article mainly introduces the principle of the cam shaft measuring system and the method of data processing and assess in cam shaft measuring system.
關鍵詞 凸輪軸 測量 數據處理 評定
keywords: cam shaft ,measure, data processing , assess.
1概 述
凸輪機構廣泛應用於自動化機械、精密儀器、自動化控制系統中，作為發動機的關鍵部件，凸輪軸是影響發動機氣門開閉間隙大小和配氣效率的主要因素。隨着凸輪軸自動化加工水平的不斷提高，為了高精度、高效率地檢測凸輪軸，並正確處理、評定它的各項工藝誤差，及時快速地反饋凸輪軸的質量信息，傳統的光學機械量儀以及採用人工數據處理的方法，已不能適應凸輪軸工藝質量管理的實際檢測需要。為此廣州威而信精密儀器有限公司研製了基於計算機為檢測、處理核心的L系列凸輪軸測量儀，它可以實現對凸輪軸加工質量的高效、高精度檢測，從而對凸輪軸磨牀的磨削工藝進行實時監控，以保證產品質量和提高生產效率。
發動機凸輪軸的測量包括與設計有關因素的測量項目和與質量管理有關因素的測量項目。L-2000型凸輪軸測量儀的主要功能有：
(1)檢測凸輪軸的軸頸(凸輪軸的裝配基準)誤差(圓度，跳動);
(2)檢測凸輪軸的桃型(包括基圓段，爬行段，升程段等)誤差;
(3)檢測凸輪軸的鍵槽(或定位銷)與參考桃的相位角度;
(4)檢測凸輪軸的各個桃型與參考桃的相位角度;
(5)計算凸輪軸的各個桃型輪廓的相鄰誤差;
(6)計算凸輪軸的各個桃型輪廓最大升程和高度;
(7)具有偏心修正功能，可以最大限度的減少由於凸輪軸各個桃型輪廓不同心而引起的附加測量誤差;
(8)具有靈活的參數設置功能和方便的桃型升程表修改功能，被檢凸輪軸的軸頸和桃型輪廓的個數可自由設定，可以適應不同廠家的使用需要;
(9)具有測試數據自動備份功能，以方便建立工藝質量的過程控制和統計分析;
(10)提供有完善的數據分析報告。打印升程誤差曲線，桃型輪廓的極座標誤差圖，每個桃型的升程誤差數據、理論升程表以及實際升程表等。
本文對凸輪軸測量儀中涉及的主要檢測功能、處理方法予以介紹。
2 定位基準的檢測
在凸輪軸加工過程中，通常藉助凸輪軸端面的鍵槽或定位孔作為角度基準來完成後續的加工工序,因此在凸輪軸測量時需要確定凸輪軸端面的鍵槽或定位孔的中心位置——定位基準。鍵槽的中心位置可以通過測量柱形鍵銷(要求與鍵槽緊密配合)的中心位置獲得;當定位基準是凸輪軸端面的定位孔時，可以通過測量定位銷(要求與定位孔緊密配合)的中心位置獲得定位孔的中心位置。按設計要求，應當選用測頭為球型測頭，由於測頭(球)與定位銷(圓柱)是點與線的接觸，其中心位置不易找準，致使測量中出現了數據不穩定，重複性不好的情況。通過多種方法試驗，也沒有取得滿意的效果。定位銷中心位置的測量，一度成為凸輪相位角度測量中的棘手問題。
通過進一步的分析可知，定位銷雖不在凸輪軸的旋轉中心，但當被測凸輪軸以其旋轉中心轉動時，定位銷的運動軌跡是凸輪軸的同心圓，這樣，隨着測頭與定位銷接觸點位置的不斷改變，測頭將產生相應位移(升降)，因此，可以把定位銷看成是凸輪軸上的一個凸輪，這個凸輪的“桃尖”——定位銷中心的位置，則可按求解凸輪測量起點轉角類似的數據處理方法，用“敏感點法”[1] 予以求解，從而解決了定位銷中心位置的測量問題。