[发明专利]对盘形凸轮进行精确轮廓测量及精确加工的方法

摘要

本发明公开了一种对盘形凸轮进行精确轮廓测量及精确加工的方法。该方法包括如下步骤：通过凸轮精密测量仪测得母轮轮廓离散点的初始数据；使用切点偏移角度确定方法确定母轮轮廓的各离散点与测量头的切点偏移角度；根据母轮轮廓与测量头的切点偏移角度使用升程补偿方法得到母轮轮廓真实近似数据；根据母轮轮廓的真实近似数据使用切点偏移角度确定方法确定凸轮轮廓的各个离散点与砂轮的切点偏移角度；根据凸轮轮廓与砂轮的切点偏移角度使用升程补偿方法计算得到加工用的凸轮轮廓的离散点数据；将加工用的凸轮轮廓的离散点数据输入数控磨床来对凸轮毛坯进行加工而得到凸轮成品。通过该方法可获得精确的凸轮轮廓数据并加工出与母轮同步性良好的凸轮。

主权项

一种对盘形凸轮进行精确轮廓测量及精确加工的方法，包括以下步骤：①通过仪器测得母轮轮廓的离散点的初始数据：所使用仪器为凸轮精密测量仪(2)，凸轮精密测量仪(2)包括测量杆(21)，测量杆(21)包括测量头(21‑1)；取母轮轮廓上曲率半径最小处的点为0度角所对应的点，该0度角所对应的点即为第一个离散点，记为p1；以第一个离散点p1为测量的起始点，相邻离散点之间的间隔角度的数值相等，且周角为该间隔角度的整数倍，依照顺时针或逆时针的方向依次在母轮轮廓上取得所有离散点；任一离散点记为pi，pi与母轮中心的连线相对于母轮中心与第一个离散点p1之间所形成的交角，即为该离散点pi的极角，在此极角下，凸轮精密测量仪(2)测量母轮轮廓所得到的极径测量值即为该离散点pi的初始极径，从而得到该离散点pi的初始数据；由此而得到所有离散点的初始数据；②将步骤①所取得的母轮轮廓的所有离散点依次作为母轮轮廓的当前离散点，进行下述步骤③的过程，而得到母轮轮廓的各个离散点与测量头(21‑1)的切点偏移角度；所述的母轮轮廓的当前离散点是指母轮轮廓上的某一离散点，该离散点处于母轮中心与测量头中心的连线上时，就称为当前离散点；由于任一离散点处于上述特殊位置就称为当前离散点，故也将当前离散点记为pi；③确定母轮轮廓的当前离散点与测量头(21‑1)的切点偏移角度：根据测量头(21‑1)的半径、母轮轮廓的当前离散点与附近一系列离散点的某一离散点之间相对于母轮中心的交角、以及步骤①所得到的母轮轮廓的相应的离散点的初始数据，并假设该某一离散点与测量头(21‑1)相接触，也即相切，从而计算得出此时母轮中心至测量头中心之间的距离λ，该距离λ简称为两中心之间的距离，其数值称为λ值；再计算出上述一系列离散点的各自的两中心之间的距离λ；将测量头(21‑1)的半径与步骤①所得到的当前离散点的极径之和简称为两者之和，再在两者之和以及各个λ值之间进行比较，若所有的λ值均小于两者之和，则表明切点没有发生偏移，当前离散点为切点，若所有的λ值中只要有一个λ值大于或等于两者之和，则取得最大λ值的离散点为切点，该离散点与当前离散点相对于母轮中心的交角即为母轮轮廓的当前离散点与测量头(21‑1)的切点偏移角度；④根据步骤②得到的相应的切点偏移角度，使用升程补偿方法计算得到母轮轮廓的各个离散点的极径的真实近似数据，从而得到母轮轮廓的各个离散点的真实近似数据；⑤根据成品凸轮的形状与母轮的形状相一致的原则，设定成品凸轮轮廓的所有离散点与步骤①得到的母轮轮廓的相应的离散点相一致，从而由步骤④所得到的母轮轮廓的各个离散点的真实近似数据直接得出成品凸轮轮廓的所有离散点的真实近似数据，其中：成品凸轮轮廓的第一个离散点记为q1，q1所对应角度为0度角，第一个离散点q1的极径的数值在所有离散点的极径数值中是最小的，成品凸轮轮廓上所取得的所有离散点中的任一离散点记为qj，qj与成品凸轮中心的连线相对于成品凸轮中心与第一个离散点qj之间所形成的交角，即为该离散点qj的极角，该离散点qj的极径数据为真实近似数据，相邻离散点之间的间隔角度的数值相等，且周角为该间隔角度的整数倍；⑥将步骤⑤所取得的成品凸轮轮廓的所有离散点依次作为成品凸轮轮廓的当前离散点，进行下述步骤⑦的过程，而得到成品凸轮轮廓的各个离散点与砂轮(4)的切点偏移角度；所述的成品凸轮轮廓的当前离散点是指成品凸轮轮廓上的某一离散点，该离散点处于成品凸轮中心与砂轮中心的连线上时，就称为当前离散点；由于任一离散点处于上述特殊位置就称为当前离散点，故也将当前离散点记为qj；⑦按照与步骤②相对应的过程确定成品凸轮轮廓的当前离散点与砂轮(4)的切点偏移角度：根据砂轮(4)的半径、成品凸轮轮廓的当前离散点与附近一系列离散点的某一离散点之间相对于成品凸轮中心的交角、以及步骤⑤得到的成品凸轮轮廓的相应离散点的真实近似数据，并假设该某一离散点与砂轮(4)相接触，也即相切，从而计算得出此时成品凸轮中心至砂轮中心之间的距离λ′，该距离λ′简称为两轮之间的距离，其数值称为λ′值；再计算出上述一系列离散点的各自的两轮之间的距离λ′；将砂轮(4)的半径与所设定的当前离散点的极径之和简称为两轮之和，再在两轮之和以及各个λ′值之间进行比较，若所有的λ′值均小于两轮之和，则表明切点没有发生偏移，当前离散点为切点，若所有的λ′值中只要有一个λ′值大于或等于两轮之和，则取得最大λ′值的离散点为切点，该离散点与当前离散点相对于成品凸轮中心的交角即为成品凸轮轮廓的当前离散点与砂轮(4)的切点偏移角度；⑧根据步骤⑥得到的相应的切点偏移角度，使用升程补偿方法计算得到打磨加工时在凸轮轮廓的所有离散点处的加工最终状态的数据，也即凸轮轮廓的每个离散点在处于凸轮中心至砂轮中心的连线上时，凸轮中心至砂轮边缘的距离的数值；⑨将步骤⑧得到的在凸轮轮廓的所有离散点处的加工结果数据输入数控磨床，将凸轮的毛坯固定在磨床夹具上，并将凸轮的毛坯的轮廓上曲率半径最小处的点对准机床上的基准点，再开动数控机床而对凸轮的毛坯进行自动加工而得到凸轮成品。