凸轮轴是汽车发动机的关键部件之一,国内的大多数厂家采用传统的靠模仿形法进行凸轮零件的加工,这种方法效率低、精度差及缺乏柔性。目前国际上普遍采用的先进方法是具有高效、高柔性、高质量等特点的无靠模数控凸轮磨削技术,该方法正逐渐发展成为主要的凸轮加工技术。 本文叙述了凸轮的功能及形状特点,阐述了凸轮加工的发展历程和发展趋势,介绍了凸轮磨削方法的分类及各自的优缺点。CNC无靠模凸轮磨削具有效率高、柔性好、精度高、质量稳定等众多靠模仿形法无法比拟的优点。数控方法磨削凸轮轴时,凸轮廓形主要有三种方式,其中工件C轴转动和砂轮架X轴移动的两坐标联动方式的结构简单、精度较高。凸轮磨削时易出现精度达不到要求、表面烧伤、波纹等质量问题,对其主要影响因素进行了分析。对CBN砂轮在磨削效率、磨削质量等的优越性及CBN砂轮的特性进行了分析研究。 用数控方法磨削凸轮廓形,关键和首要的问题是建立适用不同条件的通用砂轮中心位移数学模型。凸轮的已知条件可为升程表或r(θ)关系式,两者可用数学方法进行转换,针对两种已知条件分别推导了两种砂轮中心位移数学模型。前者适用于已知升程表时对应的各种推杆形式和偏距方式,具有较强的通用性。 砂轮半径、磨削力、磨削点线速度等参数的变化会造成凸轮尺寸精度不够、表面烧伤、波纹等质量问题,分别研究了砂轮半径、磨削力、磨削点线速度的变化对凸轮尺寸精度和表面质量的影响机理及对凸轮的加工质量的控制,并建立了已知升程表和r(θ)关系时恒线速度磨削的通用数学模型,以实现恒磨除率磨削。 砂轮架是数控凸轮磨床的关键部件,直接影响机床的加工精度,液体静压轴承能够满足数控磨床高精度、高转速及高刚度的要求。叙述了液体静压轴承的原理、特点。对砂轮架薄膜节流液体静压轴承进行了模糊优化设计,进行了砂轮架结构的初步设计。