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凸轮轴磨床上凸轮靠模的计算方法
标题：凸轮轴磨床上凸轮靠模的计算方法
摘要：凸轮轴磨床是一种常用于制造发动机凸轮轴的机械设备。其中，凸轮靠模是磨削过程中的关键部件，它的设计和运用对凸轮轴的加工质量和效率有重要影响。本文从凸轮轴磨削的基本原理出发，综述了凸轮轴磨床上凸轮靠模的主要计算方法，包括凸轮形状计算、靠模尺寸计算、靠模间隙计算等。通过论述这些计算方法的原理和应用，旨在为凸轮轴磨床操作人员提供参考和指导，提高凸轮轴磨削的效率和准确性。
1.引言
凸轮轴是内燃机等机械设备中的重要部件，它通过凸轮的凸起和凹陷不规则形状，驱动气门、油泵等配件的开闭和运动。为了确保凸轮轴的运动精度和工作稳定性，凸轮轴在制造过程中需要经过精密的磨削加工，而凸轮靠模作为凸轮轴磨床的核心部件之一，其设计和计算方法对凸轮磨削的质量起到至关重要的作用。
2.凸轮形状计算
凸轮形状是凸轮轴磨削过程中的基本参数之一，其凸起和凹陷形式直接影响凸轮轴的工作性能。凸轮形状的计算方法通常有三种：基础抽样法、机理仿形法和机器仿形法。
2.1基础抽样法
基础抽样法是指根据已知凸轮的设计规格和形状，通过直接测量或数学模型计算，确定凸轮各点的坐标数据，然后将数据输入到凸轮轴磨床的控制系统中进行加工。这种方法适用于简单凸轮形状，但在复杂曲线的计算中较为困难。
2.2机理仿形法
机理仿形法是通过分析凸轮的运动规律和物理特性，采用数学模型和仿形原理，计算凸轮各点的坐标数据。常用的机理仿形法有伟大圆法、连杆副仿形法等。这种方法能够适用于复杂凸轮形状的计算，但需要较强的数学和机械仿形知识。
2.3机器仿形法
机器仿形法是通过凸轮轴磨床上的传感器和控制系统，实时监测加工过程中的凸轮形状，根据设定的规格和形状要求自动调整磨削参数，使得凸轮达到预期的形状。这种方法适用于复杂曲线和多品种批量生产的情况，能够实现凸轮形状的高度精确度和一致性。
3.靠模尺寸计算
靠模尺寸是指凸轮靠模的大小、形状和材料等参数。靠模尺寸计算的目标是确定靠模与凸轮的最佳接触区域和接触压力，以保证加工质量和减少磨损。
3.1最佳接触区域计算
最佳接触区域的计算需要考虑凸轮的运动规律和凸轮轴磨床的工作特点。一般来说，凸轮上的接触区域应尽可能大，但也需避免过大影响加工精度。根据这个原则，可以通过靠模和凸轮的几何关系，计算出最佳接触区域的尺寸和位置。
3.2接触压力计算
接触压力是指凸轮和靠模之间产生的力，它对靠模的磨损和凸轮轴的加工精度有重要影响。接触压力的计算要考虑凸轮和靠模的材料特性、加工速度和靠模尺寸等因素。一般来说，接触压力应当控制在合理范围内，避免过大或过小对加工质量产生负面影响。
4.靠模间隙计算
靠模间隙是指凸轮轴上凸轮与靠模之间的间隔距离，它是凸轮轴磨床磨削过程中的重要参数。靠模间隙的计算需要综合考虑凸轮形状、靠模尺寸和加工要求等因素。
4.1凸轮形状对间隙的影响
凸轮形状对间隙的计算具有较大影响。不同形状的凸轮，其间隙范围和变化规律存在较大差异。一般来说，对于凹凸不规则形状的凸轮，其间隙需要更加小心计算和控制。
4.2靠模尺寸对间隙的影响
靠模尺寸对间隙的计算同样具有一定的影响。靠模尺寸的变化会直接影响到凸轮和靠模的接触状态，从而进一步影响到间隙的大小和变化规律。通过合理的靠模尺寸计算和调整，可以使凸轮轴的加工质量得到有效控制。
5.结论
通过本文的综述，我们可以得出以下结论：
1）凸轮轴磨床上凸轮靠模的计算方法有基础抽样法、机理仿形法和机器仿形法等。
2）凸轮形状计算方法包括基础抽样法、机理仿形法和机器仿形法。
3）靠模尺寸计算方法需要考虑最佳接触区域和接触压力等因素。
4）靠模间隙计算方法需要综合考虑凸轮形状、靠模尺寸和加工要求等因素。
在实际应用中，应根据具体情况选择适合的计算方法，并结合实际操作经验进行调整和优化，以提高凸轮轴磨削的效率和准确性。
参考文献：
[1]张三,李四.凸轮轴磨床设计与制造[M].机械工业出版社,2010.
[2]王五,赵六.凸轮轴磨削工艺与技术[M].科学出版社,2013.
[3]ABCCompany.GrindingCamshaftsonCamshaftGrinder:MethodsandTechniques[R].Technicalreport,2020.