模型凸轮轴研磨过程

工艺优化是当今不断发展和适应机械车间的一项重要实践。日益激烈的国际竞争、短线零件生产和“昨日即需”的交付要求，都对它提出了要求。

不幸的是，优化凸轮轴叶磨削过程从未被切割和干燥。

其成功程度主要取决于操作员经验和胆压本能。计算机程序，考虑到已知的机器动态约束和窗帘配置文件，以表明“滚珠公园”的工作速度，确实存在。尽管如此，许多测试研磨迭代与开展技术操作员配对，已​​经需要拨入该过程。在发生叶片燃烧的情况下，一些制造商选择减少轮子饲料增量，而其他制造商则减慢了工作速度。这些“裤子座位”的变化通常会消除研磨机烧伤，但不一定产生优化的过程。

数字化建模是一种优化工具，产品设计人员依靠多年提炼新的设计和组件。该技术被越来越多地寻找有利于制造商希望能微调其金属加工的过程中。这样的预测计算机软件工具，让他们有机会立即看到调整过程变量（打出来的“假设”场景），而从删除的任何材料之前除去一些工艺猜测和反复试验后的结果。

现在可提供用于凸轮轴叶片磨削的数字建模工具。新的热建模软件采用现有的计算机工作速度生成程序，用于进一步进行凸轮轴研磨步骤，实际上预测热量，在研磨期间在叶片表面下达到叶片周边和深度的位置。可能的问题区域可以立即从简单的彩色图识别，并且可以按摩处理变量以确定不会热损坏叶片的最快的工作速度。Landis研磨系统（Waynesboro，宾夕法尼亚州）已将这种热建模模块添加到其Tetra4000凸轮轴研磨分析程序中。该计划可与公司的3L CNC凸轮轴槽磨机一起使用，具有线性电机轮进料驱动器。

这个及时的建模工具出现在一个关键时刻，因为越来越多的熟练工人正达到退休年龄。不仅热建模优化凸轮轴磨削过程，但它也作为一个教育工具，和桥梁之间，凸轮轴设计师和制造商。

有问题的资料

凸轮轴凸角磨削加工呈现在同心研磨作业未发现的困难。车轮和凸角（称为接触的弧）之间的接触区域被连续地改变作为车轮绕过瓣的周​​界。接触面积在相对平坦的侧面面积最大，与凸轮轴的更全面的基圆和鼻子。出于这个原因，它是在侧翼地区是燃烧是最有可能发生，并有许多厂家放慢工作速度，以防止它发生。然而，受过教育的猜测已经典型地决定多少降低工作速度。

叶片几何形状也变得越来越复杂。今天的许多滚轮凸轮轴在侧翼区域都有一个重新参赛者（凹的）轮廓。该特征，也称为负曲率半径（NROC），设计成优化阀门开启和关闭，以便更大的发动机功率和减少排放。然而，它引入了额外的变化接触区域，使得已经更加困难的磨削过程更毛。此外，新的滚轮凸轮轴经历了比以前的设计更高的接触应力，这意味着必须密切关注热损坏。

叶片研磨通常分为粗加工和整理阶段，即使它们在一个处理循环期间发生。粗加工的目的是消除尽可能多的材料。这里，关于热损伤的担忧不如较大，因为在足够深的车轮进给深度处拍摄连续粗加工以除去任何先前损坏的材料层。然而，在最终的粗加工通过中，热损坏不能如此深，在较小的车轮上的完成通过无法删除它。

参数输入

从表面上看，对凸轮轴磨削这样复杂的制造过程进行建模的练习似乎不是很直观。然而，这是一个相对简单的过程，输入机器，车轮和冷却剂的已知和公布的值。

热建模模块捎带到现有的工作速度优化和加速平滑方案，该方案考虑了传统的机械性能变量，除了材料去除率和叶升程分布。凸轮轴设计人员提供升力曲线在电梯的每度周围的叶周边的量计。粉碎机制造商提供关于机器动态极限诸如砂轮进给加速度和加速度率，及启闭速度和加加速度数据。

以产生热模型模块所需的三个主要参数是：

•的Cr值，该实验获得的值代表砂轮的材料去除能力，并且它依赖于凸轮轴材料和车轮材料和键（立方氮化硼，或CBN的类型，用陶瓷结合剂是目前最流行的轮型对于凸轮轴磨削）。这些Cr值是从机力和功率测量中导出。的“C”分量表示砂砾密度（磨料件接合剂的比），“R”表示车轮表面拓扑结构（划痕宽度与刮擦深度）。

•热分区常数-这是进入部件的热量与冷却剂除去的热量的百分比。油基和水基冷却剂的热分区常数是不同的。

•进给增量——这是每个新孔型的砂轮进入凸角的深度(通常在机头处，那里是砂轮/凸角接触面积最小的地方)，对于粗加工和精加工孔型，它会有所不同。车轮并不是以螺旋的方式逐渐向内馈入到那个增加的深度，而是立即馈入那个增加的量，并将在整个凸叶周围保持那个深度。这种进料增量通常在粗加工周期大于精加工周期，它直接与材料去除率有关。

天音气温

有两种类型的热模型生成的颜色地块。一个示出了实际的叶形状，用彩色条带温度，显示一个凸轮轴转（66页上的图1中示出）时的波瓣的下表面的热分布。温度峰值朝的叶展，其中有问题的地区是位于中心。

另一曲线图示出了凸轮轴旋转图中的温度分布，与表面深度相比。这个图表

显示了在凸角周长的特定点上，不同温度进入凸角的深度(第68页的图2是一个凸轮轴旋转图的例子)。

通常，绘制整个研磨循环以进行分析，包括粗加工和整理通行证（该软件能够建模高达20个凸轮轴旋转）。基准数据指示在什么温度水平和穿透深度时，根据凸轮轴材料，应保持过程。在评估热值和穿透深度之后，可以调节参数，并且可以确定研磨结束循环以确保去除任何预先热损坏的层。

对于具有重新参与者配置文件的凸轮轴，将建模两个研磨循环。将产生一种模型，用于粗略具有大直径轮的整个凸起形状，另一个模型，以及用于精加工和研磨重新参赛者轮廓的小直径轮（通常为80％）的小直径轮（通常为80％）。为了完成一个研磨机完成粗加工和精加工，需要一台带有亚板的机器为小轮。

桥接工程学科

凸轮轴研磨的热建模有助于加入设计和制造工程师提供最佳的凸轮轴设计和制造工艺。制造工程师的主要担忧围绕吞吐量，生产力和质量 - 基本上如何尽快制作良好的部分。凸轮轴设计工程师必须根据凸轮轴载荷条件做出关于材料型和叶片轮廓的决定。冶金师也可以进入图片，涉及残留应力和研磨过程中发生的热量。热建模允许制造工程师模拟新的凸轮轴设计并报告回到设计师和冶金专家，在研磨过程中，模型预测将发生在凸轮轴上的模型预测，以及这是否基于材料和设计是可接受的。

热造型也可以作为凸轮轴磨削过程的教育工具。例如，在此之前建模软件的发展，一致认为工作速度对燃烧叶和开裂，这就是为什么它往往是要改变的第一个变量的影响最大。经确定，工作速度实际上是最不敏感的参数中的一个，相对于车轮特性和砂轮进给增量深度。

该热建模技术也被用来帮助识别不改变过程变量的问题，而是开始发生燃烧或开裂的问题。一个例子是一个制造商，在不知不觉中接收批次的凸轮轴，其硬度等级高于预期。在出现问题后，看似无缘无故，在凸轮轴裂片上进行热模型，声称以硬化为60 rc。热模型表明，不应发生处理问题，然后进行材料硬度测试。这些测试表明，新的凸轮轴批量生产于65 rc。一旦确定了这一点，发现了第二热模型，发现了批次较硬的凸轮轴的新工作速度。

曲轴曲柄曲线研磨是一种正在应用热建模的另一个方法。还正在研究热建模，以使同心直径无心磨削。像凸轮轴研磨一样，这种建模能力不会完全消除测试磨削例程，但它确实提供了大大减少测试次数的机会，并以更科学的方式开发优化的叶片研磨过程。