[发明专利]一种凸轮轴升程误差补偿加工方法

说明书

技术领域

本发明属于数控加工凸轮轴的方法，具体涉及一种凸轮轴升程误差补偿加工方法。 

背景技术

汽车发动机关键零部件凸轮轴磨削加工是一种非圆磨削加工，其加工精度和生产效率与我国节能减排与绿色制造密切相关。而非圆磨削升程误差补偿是机械制造业中较难解决的问题。目前主要依赖丰富经验的工程师，采用人工的方法修改，对于局部误差较小部分，通过修改工件旋转轴的转速，修正轮廓误差，该方法因降低工件转速，会使凸轮表面产生波纹等现象，并且还降低了加工效率。对于较大的误差，只能采用三次差分法，人工修改升程值。该方法修改复杂，修改一点会影响相邻的三次差分值变化，有时甚至需要修改整个升程值，在修改的同时，还要观察加速度曲线必须平滑。由于人工修改而产生高阶噪声，还影响表面加工质量。厂家生产的大升程凸轮的升程误差（重型卡车、柴油发电机）放宽至0.04mm以内仍算合格。以湖南大学许第洪等提出的切点跟踪原理与恒磨除率的方法进行建模，从理论上实现了凸轮轴的磨削加工（切点跟踪磨削法核心技术的研究，博士论文，湖南大学，2004年6月）。湖南大学章振华、曹彦飞等建立了凸轮轴磨削的运动方程即误差补偿方法（“凸轮轴磨削的误差补偿新研究”《金刚石与磨料磨具工程》2006.4），使凸轮轴磨削从理论进入实用阶段，但仍存在精度不高，有波纹和振纹现象。湖南大学邓朝晖等提出了根据实测轮廓误差建立虚拟升程表提高轮廓磨削精度（中国专利：200910044326.3）。能明显提高凸轮轮廓精度，但操作复杂，仍存在一定的波纹等现象。中国专利（ZL201010278922.0）公开了“一种凸轮轴数控磨削加工方法”，该方法通过加减速控制方法预测工件旋转轴（Ｃ轴）转速，实现了凸轮轴高精度磨削加工，但对于油泵凸轮和大升程的凸轮，存在腰部起升程曲率大的部位，还是会出现较大凸轮升程误差。通过降低工件旋转轴某部位转速， 虽能减少凸轮升程误差，一般只能在0.01mm以内，效果较好。但速度过低会出现波纹现象，同时还降低了工件的加工效率，距高档桥车和油泵凸轮需求的高精度、高效率加工要求还有一定差距。尤其是我国生产厂家对大升程凸轮的升程误差适当放宽至±0.040mm，与国家标准±0.025mm相差甚远。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适合油泵凸轮和大升程凸轮、高精度和高效率的凸轮轴升程误差补偿加工方法。 

为了解决所述技术问题，本发明提供的凸轮轴升程误差补偿加工方法，包括以下步骤： 

步骤一、利用计算机的数控程序控制数控凸轮轴磨床中作为X轴的砂轮架的横向进给系统使砂轮架作往复运动和作为C轴的头架的旋转系统作旋转运动； 

步骤二、根据待加工凸轮的理论凸轮升程值h_P(i)，对待加工的凸轮进行磨削加工，通过凸轮测试仪对磨削加工后的凸轮进行测试，获得实测凸轮升程值h_S(i)与所述理论凸轮升程值h_P(i)之差值，即凸轮升程误差值e'(i)； 

e'(i)=h_P(i)-h_S(i)          （1） 

式中e'(i)为凸轮升程误差值，h_S(i)为实测凸轮升程值，h_P(i)为理论凸轮升程值，i为0、1、…、l-1，即凸轮升程值个数； 

步骤三、将凸轮升程误差值e'(i)中小于0.005mm以下的误差忽略不计，获得处理后的凸轮升程误差值e(i)，