凸轮轴的检测方法的综述3

凸轮轴的检测方法的综述 3 凸轮轴的升程公差，常用的有两种标注方法：①标注的是带正负号的公差值，公差带的位置由凸轮轴升程的理论正确尺寸确定，且公差带位置是固定的，升程公差控制的仅是实际凸轮的轮廓尺寸。这时，凸轮轴的升程误差应按尺寸公差来处理：凸轮轴的升程公差要求，设定了两个极限尺寸——最大实体尺寸（MMS）和最小实体尺寸（LMS）来限制升程的实际尺寸，要求凸轮轴升程的任一局部尺寸不得超出两个极限尺寸；②标注的是不带正负号的公差值，公差带的方向随凸轮的实际形状而定（变动），公差带的位置是浮动的，升程公差控制要素是实际凸轮轴的轮廓形状。这时，凸轮的升程误差应按形位公差来处理（升程误差的测量数据，应按“最小条件”要求进行评定）：凸轮的升程公差要求，设定了两个平行（或等距）的界面或界线，构成形状公差带来限制实际被测要素。

凸轮测量数据按尺寸公差要求处理时，应把升程误差与升程公差联系起来，最大限度的保证凸轮升程的合格（图2）；凸轮测量数据按形位公差要求处理时，应把升程误差与“最小条件”联系起来，保证凸轮

升程误差（包容区域的宽度）的最大值为最小（图3）。处理时可根据设计要求，选择相应的处理方法。

在此应强调指出：当凸轮异侧（左、右侧）升程公差相等时，“等距”误差点也是“等值”误差点。

尺寸误差和形位误差数据的处理方法相一致。所不同的只是，形位公差带位置浮动，尺寸公差带位置固定。

5 凸轮轴测量仪的工作原理

凸轮轴的测量是二维测量系统。目前凸轮轴测量仪的分度装置大都采用圆光栅编码器测量系统，线值

装置采用直线光栅测量系统。凸轮轴测量仪的原理框图[3] 如图4所示：由计算机发出的控制信号启动直

流同步电机旋转，由驱动机构带动被测凸轮轴转动，通过Y轴圆光栅传感器，X轴直线光栅传感器分别将凸

轮轴的角位移、径向、轴向位移转换成明暗条纹的光强变化信号，经光电转换电路转换成电压信号，再经前置放大和整形滤波，形成角度脉冲和径向位移脉冲经T/C计数板送入计算机。经计算机处理后，就获得了每个凸轮轮廓对应于各个转角的径向测量值（升程）。应用计算机控制技术，凸轮测量仪的机械运动、测量数据的采集和处理均可由计算机自动控制完成。

这里，应特别强调：凸轮测量时，测头的形状应与凸轮机构中的从动件的形状一致，这样才能更好的模拟凸轮机构的实际工作情况，使测量出的凸轮升程值准确反映凸轮机构从动件的工作位移和运动规律。

6 凸轮轴各项参数的自动测量

以广州威而信精密仪器有限公司L系列凸轮轴测量仪为例：仪器结构采用立式安装和测量方式，旋转轴系由精密气浮主轴与气浮顶尖构成，双气浮直线导轨为直线运动基准，由进口电机驱动；电器部分由高级计算机及德国海德汉公司（HEIDEHAIN）精密圆光栅传感器、精密光栅位移传感器组成。测量软件采用基于中文版WINDOWS操作系统平台的WILSON测量软件，完成参数输入、测量选择、数据采集、处理及测量数据管理和测量结果打印输出等工作。它可以准确、快速地完成凸轮轴各项参数的测量、处理、管理、打印输出等，达到了高精度、高效率地检测凸轮轴的目的。

（1）定位销中心位置的确定

如图5，设测头（球）的半径为SR C，定位销（圆柱）的半径为R X，定位销中心运动轨迹圆的半径为

R Z，定位销（凸轮）的虚拟基圆半径为，轴的转角为，测头（球）中心到轴的旋转中心的距离L（O C O），

则可由 O C OO X依据余弦定理求出：

L=R Z cos +

式中的取值范围为

定位销（凸轮）的升程、升程变化率为：

=L-（R0+R C）=R Z cos + -（R0+R C）

式中虚拟基圆半径