凸轮轴测量机的逆向设计与虚拟展示（全套含CAD及三维建模）
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凸轮轴
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凸轮轴测量仪 文献综述 摘要 在凸轮轴的大批量生产中，为了保证产品质量，产品的测量变得非常重要。凸轮轴的轴向尺寸较多并且精度较高，用传统的测量方法无法保证每一件产品的测量精确、且容易造成测量成本过高，因此需要一台专用的测量设备才能保证产品的质量控制。 这次设计的凸轮轴测量仪运用了现在比较热门的机器视觉作为测量手段，又采用了步进电机光栅等元件，因此对 信号采集，图像处理，运动控制等方面有较高的要求。导致影响最后测量精度的因素太多，因此调试过程会比较复杂。本设计中的机械结构相对比较简单，但是关键零件精度要求非常高，对加工工艺以及设备要求较高，装配精度也要求较高，因此装配调试也比较复杂。 该设备必须具备精确测量凸轮轴轴向的节面尺寸的功能，并且必须满足以下型号的凸轮轴（轴向尺寸范围 450 800寸的测量： 63283179、 4B 欧 3929885、 喷凸轮轴 关键词 ： 测量手段 ， 步进电机光栅 ， 精度高 ， 测量凸轮 轴轴向尺寸 1 前言 凸轮轴是工程中常用的零件，在凸轮轴的大批量生产中，为了保证产品质量，产品的测量变得非常重要。凸轮轴的轴向尺寸较多并且精度较高，用传统的测量方法无法保证每一件产品的测量精确、且容易造成测量成本过高，因此需要一台专用的测量设备才能保证产品的质量控制。所以我设计了一台凸轮轴专用测量仪 。 采用方案 是 利用 感器识别边界，进行非接触式测量。这在现阶段的测量技术领域还属于比较新颖的测量技术。因为 感器的视角范围很小，不能直接利用它来测量这样大尺寸的工件。因此在本测量仪中，只利用它作为一个识别工件边界的工具，再利用光栅记录 样也可以得到精确的测量结果。而且成本也比较低。但是这种测量方法受环境光源的影响较大，因此对环境有一定的要求。 2 国内 外 主要的一些凸轮测量仪 凸轮机构是常用机构，应用范围很广。因此，对凸轮工作性能的要求就越来越 高，而凸轮工作性能的好坏主要由相关的凸轮形线参数来决定。因此，目前国内外对凸轮参数的测量仪的研究和开发也越来越广泛和深入。下面将对此进行一下简要的介绍。 中外合资广州威而信精密仪器有限责任公司研发的凸轮轴测量仪 如图 1所示，为该公司研发的凸轮轴测量仪的实物图。左边为凸轮测量仪器的安装和测量平台，右边为数据采集与处理平台。 该厂家研发的这套凸轮轴测量仪器， 采用凸轮轴立式安装测量结构。旋转轴由精密气浮主轴与气浮顶尖构成，双气浮直线运动导轨立柱做为直线运动基准，由进口电机驱动；电器部分由高级计算机及进 口精密圆光栅传感器、精密光栅位移传感器组成。测量软件采用基于中文版 成参数输入、测量选择、数据采集、处理及测量数据管理和测量结果打印输出等工。 这款测量仪器目前在国内还算是比较先进的，它主要有以下一些优点： （ 1） 立式主机测量结构：凸轮轴垂直安装，避免重力因素影响对测量造成的误差； （ 2）高精度：机械运动部件和工件的定位（超精密气浮主轴与气浮顶尖、双气浮直线运动导轨立柱）均采用气浮结构，主轴精度高达 （ 3）长寿命：主轴、导轨均采用气浮结构， 故永不磨损、精度保持长久、仪器精度寿命长达十年以上； （ 4）数据采集采用世界上最著名的德国海德汉公司的精密光栅传感器（旋转、位移）及其相关技术，准确度高，稳定性好； （ 5）工作平台和立柱导轨均采用精密花岗岩材料制成，可抑制周围环境的噪声和震动； （ 6）可放置在企业计量室和生产车间现场使用 图 1 威 尔 信 凸 轮 轴 检 测 仪 装 置 图 士 功能轴类检测仪 如图 2 所示， 瑞士 司生产的 功能轴类测量系统可完成以下测量任务：长度、 直径、距离、递增尺寸、槽宽、槽径、中点距离、角度、孔的位置、曲轴和凸轮轴冲程、跳动、基于工件轴线的跳动、圆度、端面跳动、同心度、对称度、平行度、直线度、圆锥角度、最大最小值 /差值、交点尺寸等。 1. 稳定性高（仪器基体都由花岗岩制成），精度高、重复性好、操作简便 度、直径和跳动的测量精度能得到保证 3. 一般情况下，仪器不必经常标定 4. 更换工件后，无需对仪器进行重新标定 5. 导轨直线度好 40m/s）、中速和低速（ v 选取合适。 四 设计小结 缺点、及有待解决的问题 作为一个测量仪器，要求的精度以及重复性是非常高的，这次设计的凸轮轴测量仪运用了现在比较热门的机器视觉作为测量手段，又采用了步进电机光栅等元件，因此对信号采集，图像处理，运动控制等方面有较高的要求。导致影响最后测量精度的因素太多，因此调试过程会比较复杂。 本设计中的机械结构相对比较简单，但是关键零件精度要求非常高，对加工工艺以及设备要求较高，装配精度也要求较高，因此装配调试也比较复杂。 本设计中需要提高的地方有：活动顶尖部件的锁紧结构的优化，齿轮传动比、电机、丝杠参数选择的优化。 目小结 在设计过程中，要实现真正意义上的并行设计很难， 供了一种在的协同设计。在实际的设计过程中，也发现了很多的问题，包括了我们自己对 及 机制的理解及应用，也包括了 及某些机制或者功能的 缺失。 通过这个项目，我对 应用 得到了提高 。 五 . 参考资料目录 1 北京有色冶金设计研究总院成大先主编 . 机械设计手册 . 第四版 . 北京：
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