0 引言

      近幾年，我國（guó）汽（qì）車工業得到了飛速發（fā）展，對發動機及其零部件的性能和技術水平也提（tí）出了較高的要求。從根本上提高零部件的質量和生產效率也成為了各個汽車（chē）工業企業所麵臨的一項重大課題。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（fèn）析影響數控凸輪軸磨削加工（gōng）精（jīng）度若幹因素的（de）基礎上，研究數控凸輪軸磨削加工的新工藝（yì）和新方法對提高凸輪軸的整體質量具有重要意義。

      1 影響數控凸輪軸磨削加（jiā）工精度的若幹因素

      在數控凸輪軸磨削加工的過程中，能夠對其精度產生影響的因素有很多，本（běn）文主要（yào）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和伺服係統參數。

      1）伺服係統參（cān）數對凸輪軸數控（kòng）磨削的影響。

      伺服係統參數（shù）對凸輪軸數（shù）控磨削的影響主要是由（yóu）伺服（fú）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分為4 種，即（jí）開環位（wèi）置（zhì）伺（sì）服係統、半閉環位置伺服係統、全閉環位置伺服（fú）係（xì）統和混合（hé）閉（bì）環位置伺（sì）服係統。根據目前的應用（yòng）情況，半閉環位置伺服係統的應用是最為廣泛的。主要是因為該（gāi）類型的（de）伺服係統的機械與電氣自動控製部（bù）分是相（xiàng）對獨立的，在使用（yòng）的過程中，不（bú）會受到間（jiān）隙、摩擦等非線性因素的影響。該係統相對於其他係統來說，不僅能夠滿足（zú）對凸輪軸加工精度的要求，而且成本（běn）較低。

      2）機械傳動（dòng）係統對磨削加工精度的影響。

      在對凸輪軸進行磨削加工的時（shí）候，確保其輪廓的精度是非常重要的（de）。一般來說，除了伺服係統的性能（néng）之外，機械傳動係統也（yě）是非常重要（yào）的一項影響（xiǎng）因素。如果機械傳（chuán）動部分不在伺服係統的控製範圍內，機械傳（chuán）動部分就（jiù）會產生誤差，影響凸輪軸的加工精度。除此之外，機（jī）械傳動係統本身的質量、剛度、間（jiān）隙以及爬行等，也會在一定程度上影響到凸輪軸的加工精度，因此，為了能夠進一步提高凸輪軸的加工質量，工作人員必須根據其實際需求進行建模、分析和仿（fǎng）真（zhēn），以此來找出導致加工精度下降的根本原因，在（zài）此基礎上采（cǎi）取合理的優化措施（shī）。

      2 提高凸輪軸磨削加工精度的措施

      根據上文對影響數控凸輪軸磨削加工精（jīng）度（dù）若幹因素的分析，工作人（rén）員根據凸輪軸加工精度的（de）需求，可以采取以下措施來提高（gāo）凸輪軸磨（mó）削的加工精度。

      1）係統誤差預測建模與補償。為了進一步提高凸（tū）輪軸的加工（gōng）精度，減少由於機械傳（chuán）動係統所導（dǎo）致的（de）誤差，建立相應的數學模型與補償是不容忽視的（de）。通常情況下，構成（chéng）機（jī）械（xiè）傳動係統數學（xué）模型主要包括兩個部分，即砂輪架（jià）係統和工件旋（xuán）轉軸。其中，砂輪架係統根據需（xū）求不同（tóng）可以設置為不同的形式，如齒（chǐ）輪齒條副、絲杠螺母副以及蝸輪蝸杆副等。在對該部分模型進行建立的時（shí）候需要進行必要的折算，將複雜（zá）的傳動係統加以等價簡（jiǎn）化。砂輪架機械的具體結構圖如圖1 所示。 

      其次，對於機械傳動係統數學模型的構建還需要考慮（lǜ）間隙、爬行等因素對凸輪軸磨削加工精度所造成的影響，並在此基礎上（shàng）進行實驗（yàn）、仿真和分析。在凸輪軸加工過程中，最常見的問題就是凸輪軸的多棱邊現象。為了能夠（gòu）將該問題有效（xiào）解決，首先要對（duì）機械傳動係統結構的間隙進行測量（liàng），每次給伺（sì）服電機輸入兩個脈（mò）衝，觀測光柵尺的輸出；其次要對砂輪架的動（dòng）態特性（xìng）進行實（shí）驗，然後（hòu）觀（guān）察具體（tǐ）的實驗結果。從對實驗結果的分析，實驗人員發現，導致凸輪軸出現多棱邊現象的根本原因，並不是間隙和爬行因素造成的。根本原因（yīn）在於砂輪架的機（jī）械傳動係統的動態特性，此外（wài）還有一部分原（yuán）因是由於伺服係統所（suǒ）造成的。工作人員在對凸輪軸進行（háng）加工的時候，可以在提（tí）高傳動元件製造及（jí）安（ān）裝精度的（de）基礎上，采取間隙補償措施來減小該因素（sù）對磨削加工（gōng）精度所造成的影（yǐng）響。同時對輸入曲線進行優化（huà），彌（mí）補當前係統（tǒng）某些特性的不足。

      2）對伺服係統參數的優化措施。對伺服係統參數（shù）進行（háng）優化，首（shǒu）先要確（què）保係統精度能夠（gòu）滿足凸輪軸（zhóu）加工精度的需求，這就必（bì）須對係統進（jìn）行必要的（de）校（xiào）正。應（yīng）用於伺服係統校正的方法有很多，應用最（zuì）廣泛的就是PID 校正，這種校正方法不僅能夠實（shí）現（xiàn）一（yī）個難點的PID 參（cān）數的精確調整，而且還（hái）能（néng）夠從根本（běn）上（shàng）提（tí）高凸輪軸的磨削質量。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（sù）有很多，必須（xū）對其加以仔細考慮。一方麵，要確保模型的建立能夠將控製係統的實際動態特性（xìng）準確（què）反映出來；另一方麵，為了進一步方便對模型進（jìn）行（háng）控製設計，在對數學模型進行設計的時候，要盡可能將其簡化，在（zài）確保準確性的前提下，可以進行一些必要的近似處理，允許忽略一些對係（xì）統影響較小的物理過程。隻有這樣，才能夠從（cóng）根（gēn）本上對伺（sì）服係統的參數進行優化（huà），提高（gāo）凸輪軸加工（gōng）的精度。

      3 結語

      綜上所（suǒ）述，隨著我國現代（dài）汽車工業的飛（fēi）速發展（zhǎn），凸輪軸作為汽車（chē）發動機和其他內燃機的重要零件，其加工質量必然會（huì）得到越來越高的重視（shì）。為了確保其質量能夠滿足現代汽車工業發展的需求（qiú），在（zài）未來的時間裏，相關工作人（rén）員必須對影響數控凸輪軸磨削加工精度的若幹因素進行全麵係統（tǒng）的（de）了解，並（bìng）在此基礎上采取合理的措施對（duì）其加工方法進行優化，以此來更好地提高零件加（jiā）工的質量。