凸轮轴形位误差在线测量方法的研究

论文摘要

柴油机凸轮轴是机车柴油机配气机构的主要驱动件,是发动机五大核心部件之一,设计在其上的凸轮,以其外形轮廓曲线控制气门的运动规律,更换气缸内的气体。凸轮轮廓尺寸和形位误差是影响气门开闭间隙大小和配气效率的主要因素。因此高精度、高效率的检测凸轮轴形位公差是非常必要的。随着机车工业的高速发展和制造工艺的提高,凸轮轴的加工已广泛采用自动线生产,传统的光学机械量仪及样板测量效率极低且需要人工数据处理,已不能适应生产需要。为此,本文对凸轮轴形位公差在线测量应用中的关键技术进行深入研究。1.介绍了课题的研究背景和研究意义以及轴类零件测量技术和误差补偿技术的国内外现状。接着分析了在线测量的难点和关键技术,在此基础上,提出使用测量理论和误差理论,研究凸轮轴形位误差的测量原理。2.建立基于车铣加工中心的GEVO16型柴油机凸轮轴的在线测量系统,包括测头系统、采集测点分布方式和数据采集及传输程序的开发等。3.分析所建立的测量系统的误差来源及误差补偿方法。通过与实验室三坐标测量数据进行对比,验证测量系统精度并对凸轮轴加工工艺进行优化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题意义
• 1.2 轴类零件测量技术的国内外现状
• 1.2.1 轴类零件在线测量研究情况
• 1.2.2 误差补偿技术研究现状
• 1.2.3 在线测量难点及关键技术
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第二章 在线测量系统的建立
• 2.1 测量系统的设计要求
• 2.1.1 系统的功能要求
• 2.1.2 系统的性能要求
• 2.2 测量系统的方案确定
• 2.2.1 测量系统结构分析
• 2.2.2 测头系统
• 2.2.3 数据采集及传输程序的开发
• 2.3 测量方法的分析
• 2.3.1 传统测量方法的分析
• 2.3.2 现行形位误差的测量方法
• 2.3.3 测量中存在的问题及解决方案
• 2.4 本章小结
• 第三章 在线测量系统误差分析及补偿方法的研究
• 3.1 测量系统精度分析
• 3.2 测量误差的种类
• 3.2.1 数控机床定位误差
• 3.2.2 测量头误差
• 3.2.3 偏置误差
• 3.2.4 由温度变化引起的测量误差
• 3.3 补偿方法的分析
• 3.3.1 检测误差补偿
• 3.3.2 加工误差补偿
• 3.3.3 测头系统误差补偿
• 3.4 本章小结
• 第四章 实验结果及分析
• 4.1 实验用三坐标测量机
• 4.1.1 操作步骤
• 4.1.2 Virtual DMIS 系统界面
• 4.2 实验的目的和方法
• 4.2.1 实验目的
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 实验结果
• 4.3.1 计算C PU 值
• 4.3.2 补偿前后工序能力评定
• 4.3.3 工艺优化
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的论文