[发明专利]凸轮轴数控磨削轮廓误差补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种误差补偿方法，特别是涉及一种凸轮轴数控磨削加工过程中的轮廓误差补偿方法。

背景技术

凸轮轴是发动机主要零件之一，用于控制发动机的进气和排气，其型线精度对发动机性能的影响是极其关键的，凸轮轴的加工质量和加工效率直接影响到汽车产品的质量和汽车工业的发展。加工精度是凸轮轴磨削加工最重要技术指标之一，提高加工精度的方法主要有：误差防止和误差补偿。误差防止是通过提高机床硬件精度来实现高精度加工，这种方法代价高，不经济，而且加工精度达到一定程度后就很难再提高。而误差补偿是通过对整个加工过程进行分析和建模，并人为地在系统中加入一种新的原始误差去减少、抵消原有的原始误差，该方法经济实用，在现代高精加工研究与应用中具有重要的意义。

影响凸轮轮廓误差因素有很多，其中包括机床机械精度、控制系统控制参数、环境温度、位置伺服系统特性和控制精度以及仿形建模的准确程度等等。在已有的凸轮轮廓误差补偿研究中，主要有两种途径：一是针对单项误差影响因素实施补偿，通过对系统参数、轴控制参数的合理设置来提高凸轮轮廓精度。由于实际加工出的凸轮轮廓是多种因素综合作用的结果，所以针对单项误差影响因素建模的方法具有很大局限性；二是基于多体系统运动学理论，建立机床各个运动部件的数学模型，推导精密运动的约束方程和参数，并最终生成精密数控指令，以此提高凸轮磨削精度，该方法也只是针对大部分误差影响因素展开补偿研究，无法全面的考虑各种误差的综合影响，且计算量较大，不易推广。可见，现有凸轮轮廓误差补偿的技术存在不完善之处，影响了其在实际加工中的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够分析在特定工艺条件下，各种误差对凸轮轴数控磨削加工精度的综合影响，反映误差全面，能够有效提高凸轮轴轮廓精度的凸轮轴数控磨削轮廓误差补偿方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的凸轮轴数控磨削轮廓误差补偿方法，包括以下步骤：a.通过多次试切加工，对加工后凸轮片轮廓线即型线进行离线测量，获取实际轮廓线数据一升程；b.通过对比理论升程和实测升程数据大小，求解整个凸轮片一周的升程误差值，分析升程误差，预测误差；c构建虚拟升程表并对虚拟升程进行二次光顺处理；d.采用经后处理的虚拟升程表取代原有升程表，进行相同工艺条件下，与该试切凸轮轴同型号的凸轮轴的数控加工，其特征是：

(1)、试切加工

对凸轮片进行试切加工测量前，先将凸轮轴清洗干净，并尽可能将工件放置一小段时间再测量，测量时，对每个凸轮片做多次测量，获得多组实测升程数据；经公式(a)计算出几组数据的升程误差值，观察几组误差的变换趋势；如果几组误差的变化趋势从整体上是基本趋于一致的，说明凸轮轴检测状态比较稳定，此时所检测出的实际轮廓也比较准确；

e＝h_S-h_L    (a)

式中：e-升程误差

h_S-实测升程

h_L-理论升程

经过m次试切加工，每个凸轮片将会产生m组实测升程和升程误差；多次试切升程误差的算数平均值x作为试切所得升程误差，以减小试切加工中不稳定因素影响，如公式(b)所示：