0 引言

      近幾年，我國汽車（chē）工業得（dé）到了飛速發展，對發動機及其零部件的性能和技術水（shuǐ）平也提出了較高的要求（qiú）。從根本上提高零部件的質量和（hé）生產效（xiào）率也成為了各個汽車（chē）工業企業所麵臨（lín）的一項（xiàng）重大課題。由於凸輪軸本身具有形狀複雜、剛性差以及加工精度要求高等特點，在分析影響數控凸輪軸磨削加工精（jīng）度（dù）若幹因素的基礎上，研究數控凸輪（lún）軸磨削加工的新工藝和新方法對提高凸輪軸的整體質量具有重（chóng）要意義。

      1 影響數控凸輪軸磨削加工精度的若幹因（yīn）素

      在數控凸輪軸磨削（xuē）加工的過程中，能夠對其精度產生影響的因素有很（hěn）多，本文主要對兩個最具有代表性的因素進行分析，分別是機械傳動係統（tǒng）和伺（sì）服係統參數（shù）。

      1）伺服係統參數對凸輪軸數（shù）控磨削的影響。

      伺服係統參數對凸輪軸數控磨削的影響（xiǎng）主要是由（yóu）伺服係統的性能決定的，主要包括最高移動速度、跟蹤精度以及定位精度等。國內目前伺服係統的類型主要可以（yǐ）分為4 種，即開環位置伺服（fú）係統、半閉環位置伺服係統（tǒng）、全閉環位置伺（sì）服係統和混合（hé）閉環位置伺服係統。根據（jù）目前的應用情（qíng）況，半閉環位（wèi）置伺服係統的應用是最為廣泛的。主要是（shì）因（yīn）為該類型的伺服係統的機械與電氣自動控製部分（fèn）是相對獨立的，在使用的過程中，不會受到間隙、摩（mó）擦等非線性因素的影響。該（gāi）係統相對（duì）於其他係統來說，不僅能夠滿足（zú）對凸輪軸加工精度的要求，而且成本較低。

      2）機（jī）械傳動係統對磨（mó）削加工精（jīng）度的影響。

      在（zài）對凸輪軸進行（háng）磨削加工的時候，確保其輪（lún）廓的（de）精度是非常（cháng）重要的。一般來說，除了伺服係統的性能之外，機械（xiè）傳動係統也是非常重要的一項（xiàng）影響因（yīn）素（sù）。如果機械傳動部分不在伺服（fú）係統的控製範圍內，機械傳動部分就會產生誤差，影響凸（tū）輪軸的加工精度。除此之外，機械傳動係統本身的質量、剛度、間隙以及爬行等，也（yě）會在（zài）一（yī）定程度上影響到凸輪軸的加工精度，因此（cǐ），為了能夠進一步（bù）提高凸（tū）輪軸的加工質量，工作人員必須根據其實際（jì）需求進行建模、分（fèn）析和仿真，以此來找出（chū）導致加工精度下（xià）降的根本原因（yīn），在此基礎（chǔ）上（shàng）采取合理的優化措施。

      2 提高凸輪軸磨削加工精度的措施

      根據上文對（duì）影（yǐng）響數控凸（tū）輪軸磨削加工精度若幹因素的分析，工（gōng）作人員根據（jù）凸（tū）輪軸加工精度的需求，可以采取以下措施來提高凸輪軸磨削的加工精度。

      1）係（xì）統誤差預測建模與補（bǔ）償。為了進一步提高凸輪軸的加工精度，減少由於機械傳動係統所導致的誤差，建立相應的數（shù）學模型與補償是不容忽（hū）視（shì）的。通常情（qíng）況下，構（gòu）成機械傳動係統數學模型主要（yào）包括兩（liǎng）個（gè）部分，即砂輪架係統和工件旋轉軸。其中，砂輪架係統根據（jù）需（xū）求不同可以設置（zhì）為不同的形式（shì），如齒輪齒條副、絲杠（gàng）螺母副以（yǐ）及蝸輪（lún）蝸杆副等。在對該部分（fèn）模型進行建立的時（shí）候需要進行必要的折算，將複雜的傳動係統（tǒng）加以等價簡化。砂輪架機械的具體結構圖如圖（tú）1 所示。 

      其次（cì），對於機械傳動（dòng）係統數（shù）學模型的構建還需要考慮間隙、爬行（háng）等因素（sù）對（duì）凸輪軸磨削加工精度所造成的影響，並在此基礎上進行實驗、仿真和分析。在凸輪軸加工過程中，最常見的問題就是凸（tū）輪軸的多棱邊（biān）現象。為了（le）能夠將該問題有效解決（jué），首先（xiān）要對機械傳動係統結構的間隙進行（háng）測量，每次給（gěi）伺服電機輸入兩個脈衝，觀測光柵尺的輸出；其次要對砂（shā）輪架的動態特性進行實驗，然後（hòu）觀察具體的實驗結果。從對實驗結（jié）果的分析，實驗（yàn）人員發現，導致凸輪軸出現多（duō）棱邊現象的根本原因，並不是間隙（xì）和爬行因素造（zào）成的。根本原因在於砂輪架的機械傳動（dòng）係統的動態特性（xìng），此外還有一部分原因是由於伺服係統所造成的。工作人員在對凸輪軸進行加工的時（shí）候，可以在提高傳動元件製造及安裝精度的基礎上，采取間隙補償（cháng）措施來減小該因素（sù）對磨削加工精（jīng）度（dù）所造成的影響。同時對輸入曲線進行優化，彌補當前係統某些特性的不足。

      2）對伺服係統參數的優化措施。對伺服（fú）係統（tǒng）參數進行（háng）優化（huà），首先要確保係統精度能夠滿足凸輪軸加工（gōng）精（jīng）度的（de）需求，這（zhè）就必須對係統進行必要的校正。應用於伺服係（xì）統校正的方法有很多，應用最廣泛的就是PID 校正，這種校正方（fāng）法不僅能夠實現一個難點的（de）PID 參數的精確調整，而（ér）且還能夠從（cóng）根本上提高（gāo）凸輪軸的磨削質量（liàng）。其次，還（hái）要根據（jù）實際需求對伺服係統進行分析、建模。在建模過程中，能夠對係統特性產生影響的因素有很多，必須對其（qí）加以仔細考慮（lǜ）。一方麵，要（yào）確保模型的（de）建立能夠將控製係統的實際（jì）動態特性準確（què）反映出來；另一（yī）方麵，為了進一步方便對模型進行控製設計，在對數學模型進行設計的時候，要盡可能（néng）將其簡（jiǎn）化，在確（què）保準確性的前提下，可以進行一些必要的近似處理，允許忽略一些對係統影響較小的物理過程。隻有這樣，才能夠從根本上對伺服係統的參數進行優化，提高凸輪軸加工的精度（dù）。

      3 結語

      綜上所述，隨著我國現代汽車工業（yè）的飛（fēi）速發展，凸輪軸作為汽車發動機和其他（tā）內燃機的重要零件，其加工質量必然（rán）會得到越來越高的（de）重（chóng）視。為了確保其質（zhì）量能夠滿足現代（dài）汽車工業發展的需求，在未來的時間裏，相關工作人員必（bì）須對影響數控凸輪軸磨削加工精（jīng）度的若（ruò）幹（gàn）因素進行全麵係統（tǒng）的了解，並在此基（jī）礎上采取合理（lǐ）的措施對其加工方法進行優化，以此來更好地提高零件（jiàn）加工的質量。