專利名稱：一種凸輪軸凸輪升程的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械方法類，具體是一種凸輪軸凸輪升程的檢測方法。
背景技術(shù)：
在凸輪軸的精密加工過程中，例如控制內(nèi)燃機進氣、排氣門的凸輪軸加工，需要測量所加工凸輪軸的實際升程與理論升程的偏差值，從而確定加工精度以及被加工零件的質(zhì)量。目前用于凸輪軸凸輪升程檢測的方法，例如采用ADCOLE凸輪軸檢查儀檢測，主要是通過凸輪軸兩端中心孔將其固定在精密回轉(zhuǎn)軸上，采用電機帶動凸輪軸轉(zhuǎn)動，在凸輪軸轉(zhuǎn)動過程中，將與凸輪軸從動挺桿規(guī)格相同的測量頭采用彈性力壓緊于凸輪表面，并且測量凸輪軸每一轉(zhuǎn)角位置，測量頭的伸縮位移，從而獲得被檢測凸輪的實際升程參數(shù)。然而凸輪軸種類與規(guī)格多樣,其從動挺桿規(guī)格也多樣,例如平面挺桿,各種直徑的滾子挺桿等,這使得在檢測不同類型凸輪軸升程時，需要頻繁調(diào)換與之相匹配的從動測量頭。這使得測量過程復雜化，更是增加了測量過程檢測儀器的校準難度。目前還沒有一種能夠適應不同規(guī)格從動挺桿、科學合理、簡便易行的凸輪軸升程通用檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種科學合理、簡便易行、測量精度高、適應性強的凸輪軸凸輪升程的檢測方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下—種凸輪軸凸輪升程的檢測方法，其特征在于在底座一端上安裝一轉(zhuǎn)臺，在底座另一端與轉(zhuǎn)臺相對位置安裝一尾架，轉(zhuǎn)臺與尾架上分別安裝頂尖，尾架頂尖軸線與轉(zhuǎn)臺頂尖軸線重合；采用轉(zhuǎn)臺頂尖與尾架頂尖分別壓緊凸輪軸兩端中心孔，并將轉(zhuǎn)臺頂尖與凸輪軸頭部鎖緊；將一彈性伸縮測量頭安裝在直線導軌上，彈性伸縮測量頭可沿被測量凸輪軸軸向平行移動，彈性伸縮測量頭在凸輪法平面內(nèi)與凸輪表面的接觸形式為點接觸；測量時， 彈性伸縮測量頭移動至被測量凸輪的法平面內(nèi)，測量頭中心線指向被測量凸輪基圓中心； 轉(zhuǎn)臺裝有驅(qū)動電機和旋轉(zhuǎn)角度編碼器，彈性伸縮測量頭裝有直線位移傳感器，旋轉(zhuǎn)角度編碼器與直線位移傳感器連接至測控系統(tǒng)；凸輪軸在轉(zhuǎn)臺帶動下轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動過程中測控系統(tǒng)檢測凸輪每一轉(zhuǎn)角位置的測量頭直線位移，從而確定被測凸輪輪廓參數(shù)，并通過設定的從動挺桿參數(shù)計算出凸輪每一轉(zhuǎn)角位置的升程。本發(fā)明的測量頭在凸輪法平面內(nèi)與凸輪表面的接觸形式為點接觸(如可采用刀口結(jié)構(gòu))，被測凸輪連續(xù)轉(zhuǎn)過一圈后，測控系統(tǒng)即可通過測量頭直線位移數(shù)據(jù)與凸輪轉(zhuǎn)角位置確定被測凸輪的精確輪廓。由于從動挺桿與凸輪輪廓相互作用確定升程的幾何原理遵循外輪廓相切關(guān)系，在測控系統(tǒng)內(nèi)通過采集的凸輪輪廓數(shù)據(jù)構(gòu)造虛擬凸輪，通過設置的從動挺桿數(shù)據(jù)構(gòu)造虛擬挺桿，在每一個凸輪轉(zhuǎn)角角位置上搜索虛擬凸輪和虛擬挺桿滿足相切關(guān)系時挺桿的直線位移即可獲得凸輪的升程。由于測量過程直接檢測的是凸輪輪廓，對任意規(guī)格從動挺桿的凸輪軸均采用相同的刀口結(jié)構(gòu)測量頭，無需根據(jù)凸輪從動挺桿形式更換相應規(guī)格的測量頭，方案簡便易行，科學合理，測量精度高。


附圖為本發(fā)明示意圖。
具體實施例方式如圖所示，一種凸輪軸凸輪升程的檢測方法，其特征在于A、在底座I上，安裝轉(zhuǎn)臺2和尾架3，被檢測凸輪軸5的兩端中心孔分別與轉(zhuǎn)臺2 的頂尖、尾架3的頂尖壓緊，凸輪軸5的頭部通過夾緊機構(gòu)4與轉(zhuǎn)臺2的頂尖鎖緊；B、彈性伸縮測量頭6與配套的直線位移傳感器8安裝于直線導軌10上，直線導軌 10與凸輪軸軸線平行，彈性伸縮測量頭6與配套的直線位移傳感器8能移動至凸輪軸5上的任一凸輪的法平面內(nèi)；C、彈性伸縮測量頭6采用刀口結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部彈性力作用下，彈性伸縮測量頭6與被測量凸輪11保持緊密接觸，其接觸關(guān)系在凸輪軸向為線接觸，在凸輪法平面內(nèi)為點接觸；D、彈性伸縮測量頭6配套的直線位移傳感器8其信號連接至測控系統(tǒng)9，轉(zhuǎn)臺2配套的旋轉(zhuǎn)角度編碼器7其信號連接至測控系統(tǒng)9 ；E、凸輪軸5在轉(zhuǎn)臺2帶動下旋轉(zhuǎn)時，彈性伸縮測量頭6始終與被測量凸輪11保持緊密接觸，測控系統(tǒng)9通過檢測旋轉(zhuǎn)角度編碼器7的角度信號、直線位移傳感器8的位移信號，即可得知被測量凸輪11當前角度位置的瞬時半徑；F、當凸輪軸5在轉(zhuǎn)臺2帶動下連續(xù)轉(zhuǎn)過一圈，彈性伸縮測量頭6繞被測量凸輪11 表面連續(xù)掃描一圈，測控系統(tǒng)9即可采集到被測量凸輪11任意角度位置的瞬時半徑，并可得出其精確輪廓數(shù)據(jù)；G、測控系統(tǒng)9通過已采集被測量凸輪11的輪廓數(shù)據(jù)構(gòu)建虛擬凸輪，通過設定的從動挺桿數(shù)據(jù)構(gòu)建虛擬挺桿，在凸輪軸每一角度位置按照外輪廓相切關(guān)系查找虛擬挺桿相對凸輪基圓中心的直線位移，即可得到凸輪升程數(shù)據(jù)。本發(fā)明的彈性伸縮測量頭6其有效伸縮量必須保證測量過程中被測量凸輪11連續(xù)旋轉(zhuǎn)一周時彈性伸縮測量頭6與被測量凸輪11的表面始終保持緊密接觸。本發(fā)明的伸縮測量頭6檢測過程中，彈性伸縮測量頭6從動于被測量凸輪11，彈性伸縮測量頭6的伸縮量自動產(chǎn)生。本發(fā)明的彈性伸縮測量頭6帶有直線導向機構(gòu)并通過氣壓、彈簧等方式獲得伸縮彈性力，彈性伸縮測量頭6安裝有直線位移傳感器8并可通過直線導軌10移動至任意被檢測凸輪的法平面內(nèi)。權(quán)利要求
1.一種凸輪軸凸輪升程的檢測方法,其特征在于在底座一端上安裝一轉(zhuǎn)臺，在底座另一端與轉(zhuǎn)臺相對位置安裝一尾架，轉(zhuǎn)臺與尾架上分別安裝頂尖，尾架頂尖軸線與轉(zhuǎn)臺頂尖軸線重合；采用轉(zhuǎn)臺頂尖與尾架頂尖分別壓緊凸輪軸兩端中心孔；將一彈性伸縮測量頭安裝在直線導軌上，彈性伸縮測量頭可沿被測量凸輪軸軸向平行移動，測量頭在凸輪法平面內(nèi)與凸輪表面的接觸形式為點接觸；測量升程時，彈性測量頭移動至被測量凸輪的法平面內(nèi)，測量頭中心線指向被測凸輪基圓中心；轉(zhuǎn)臺裝有驅(qū)動電機和旋轉(zhuǎn)角度編碼器，彈性伸縮測量頭裝有直線位移傳感器，旋轉(zhuǎn)角度編碼器與直線位移傳感器連接至測控系統(tǒng)；凸輪軸在轉(zhuǎn)臺帶動下轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動過程中測控系統(tǒng)檢測凸輪每一轉(zhuǎn)角位置的測量頭直線位移，從而確定被測凸輪輪廓參數(shù)，并通過設定的從動挺桿參數(shù)由測控系統(tǒng)計算出凸輪每一轉(zhuǎn)角位置的升程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凸輪軸凸輪升程的檢測方法，其特征在于所述測控系統(tǒng)計算凸輪每一轉(zhuǎn)角位置的升程的方法是測控系統(tǒng)通過已采集凸輪的輪廓數(shù)據(jù)構(gòu)建虛擬凸輪，通過設定的從動挺桿數(shù)據(jù)構(gòu)建虛擬挺桿，在凸輪軸每一角度位置按照外輪廓相切關(guān)系查找虛擬挺桿相對凸輪基圓中心的直線位移，即可得到凸輪升程數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的凸輪軸凸輪升程的檢測方法，其特征在于彈性伸縮測量頭采用刀口結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部彈性力作用下，彈性伸縮測量頭與被檢測凸輪保持緊密接觸，其接觸關(guān)系在凸輪軸向為線接觸，在凸輪法平面內(nèi)為點接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的凸輪軸凸輪升程的檢測方法，其特征在于凸輪軸的頭部通過夾緊機構(gòu)與轉(zhuǎn)臺的頂尖鎖緊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的凸輪軸凸輪升程的檢測方法，其特征在于彈性伸縮測量頭的有效伸縮量必須保證 測量過程中被測凸輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)一周時彈性伸縮測量頭與被測凸輪的表面始終保持緊密接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的凸輪軸凸輪升程的檢測方法，其特征在于彈性伸縮測量頭檢測過程中，從動于被測凸輪，彈性伸縮測量頭的伸縮量自動產(chǎn)生。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的凸輪軸凸輪升程的檢測方法，其特征在于伸縮測量頭通過氣壓、彈簧方式獲得伸縮彈性力。
全文摘要
本發(fā)明屬于機械方法類，具體是一種凸輪軸凸輪升程的檢測方法，其特征在于在底座一端上安裝一轉(zhuǎn)臺與一尾架，尾架頂尖軸線與轉(zhuǎn)臺頂尖軸線重合；采用轉(zhuǎn)臺頂尖與尾架頂尖分別壓緊凸輪軸兩端中心孔；將一彈性伸縮測量頭安裝在直線導軌上；轉(zhuǎn)臺裝有驅(qū)動電機和旋轉(zhuǎn)角度編碼器，彈性伸縮測量頭裝有直線位移傳感器，旋轉(zhuǎn)角度編碼器與直線位移傳感器連接至測控系統(tǒng)；凸輪軸在轉(zhuǎn)臺帶動下轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動過程中測控系統(tǒng)檢測凸輪每一轉(zhuǎn)角位置的測量頭直線位移，從而確定被測凸輪輪廓參數(shù)，并通過設定的從動挺桿參數(shù)計算出凸輪每一轉(zhuǎn)角位置的升程。本發(fā)明簡便易行，科學合理，測量精度高。
文檔編號G01B5/20GK102721346SQ201210184018
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者俞紅祥 申請人:浙江師范大學