CN106482698A - 柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，包括以下步骤：对图片格式的图纸中大量坐标尺寸的文本识别，生成“极坐标<角度”形式的EXCEL表格文件；执行Auto‑CAD“样条曲线”命令，将生成的极坐标及角度尺寸粘贴至输入对话框，自动生成凸轮轴型线，创建凸轮轴轮廓模型；凸轮轴上三坐标测量仪，准确测绘处凸轮轴在截面上外轮廓约1000处点的坐标值；将测绘处的坐标值转换成“x坐标，y坐标”形式的EXCEL表格文件；执行“样条曲线”命令，自动生成实际测量凸轮轴型线；将生成的实际轮廓线与凸轮轴型线模型的十字中心线重合；检查轮廓度偏差，并通过“尺寸标准”功能将最大偏差标准出来。本发明检测精度高、耗时短，提高了检测效率和准确度。
Description
技术领域
本发明涉及一种柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，属于计算机测量技术领域。
背景技术
现有技术最先进的柴油机如L16/24、L21/31、L27/38、L32/40等型号柴油机具有结构紧凑、体积小、管系少、安装调试方便以及功率大等优点，这就使得柴油机关键零件结构更为复杂，性能要求更为苛刻，形状更为不规则，对零件加工和检验带来更大的技术难题。
凸轮轴是活塞发动机中的一个关键部件，它的作用是控制气门的开启和闭合动作，在柴油发动机的运行过程中，凸轮轴转速很高，而且需要承受很大的扭矩，因此设计中对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高。由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性，因此凸轮轴在柴油发动机中占据十分重要的地位。
凸轮轴承受周期性的冲击载荷。凸轮与滚轮之间接触应力很大，相对滑动速度也很高，因此凸轮工作表面的磨损比较严重。针对这种情况，凸轮轴工作表面除应有较高的尺寸精度、较小的表面粗糙度和足够的强度外，还应有完全符合图纸要求的轮廓度。
如图1所示，凸轮轴主体1是一根与气缸组长度近似相同的圆柱形棒体，其上间隔垂直延伸出若干个角度各不相同的凸轮2，用于驱动气门，凸轮2的端面呈桃形，其设计的目的在于保证气缸充分的进气和排气。另外考虑到发动机的耐久性和运转的平顺性，气门也不能因开闭动作中的加减速过程产生过多过大的冲击,否则极易造成气门的严重磨损、噪声增加或是其他严重后果。
对凸轮轴的测量一般采用专用的凸轮测量头和光学分度头结合检测，但这种方法局限性大，测量范围较小,测量速度慢，效率低,几百个数据通过人工处理,难免出错,难以满足如今高速、精确的测量要求。尤其是对从事生产复杂几何形状工件及产品多元化的企业来说，需要配置更多的各种专用检测设备，这会导致企业的质量检验部门需要配置多种类型的计量设备和众多从事计量操作的专业检测人员，因此企业无法实现柔性生产。同时企业还需负担较高的计量人员的培训和计量设备的检定和维护费用。
发明内容
本发明的目的是提供一种柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，该方法使用计算机辅助测量，比较凸轮轴型线轮廓，以提高检测效率。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，包括以下步骤：
(1)对图片格式的图纸中大量坐标尺寸的文本识别，生成“极坐标<角度”形式的EXCEL表格文件；
(2) 使用Auto-CAD软件，执行“样条曲线”命令，将生成的极坐标及角度尺寸粘贴至输入对话框，自动生成凸轮轴型线，创建凸轮轴轮廓模型；
(3)凸轮轴上三坐标测量仪，准确测绘处凸轮轴在截面上外轮廓约1000处点的坐标值；将测绘处的坐标值转换成“x坐标，y坐标”形式的EXCEL表格文件；通过Auto-CAD软件，执行“样条曲线”命令，将生成的坐标尺寸粘贴至输入对话框，自动生成实际测量凸轮轴型线；
(4) 将生成的实际轮廓线与凸轮轴型线模型的十字中心线重合；检查轮廓度偏差，并通过“尺寸标准”功能将最大偏差标准出来。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
前述柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，其中步骤（3），将文件后缀名更改为“.scr”，文件可用记事本打开，打开Auto-CAD软件，键入命令“scr”，读取所做的scr脚本文件，即可绘制出所需型线。
前述柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，其中步骤(3)，对于小型凸轮轴，在没有三坐标测量仪的情况下，采用凸轮轴测量仪进行测量外轮廓约360处点的坐标值；将测绘处的坐标值转换成“x坐标，y坐标”形式的EXCEL表格文件；通过Auto-CAD软件，执行“样条曲线”命令，将生成的坐标尺寸粘贴至输入对话框，自动生成实际测量凸轮轴型线。
前述柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，测量18V32/40凸轮轴的轮廓度时，其中步骤（1）将图片格式的图纸文件中的坐标值，转换成电子表格形式，然后执行步骤（2）至步骤（4）。
前述柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，将两凸轮轴轮廓线的中心位置重合，通过旋转功能将生成的实际轮廓型线与凸轮轴的理论轮廓型线完全重合，使用“角度标注”测量两凸轮轴的十字中心线的夹角，即可判断出该实际测量的凸轮轴型线的相位角度与理论凸轮轴型线的角度差，以实现检测“凸轮轴相位差”功能。
前述柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，当图纸要求凸轮轴轮廓度为0.1时，通过Auto-CAD软件的“偏置”功能将凸轮轴理论轮廓线分别向内、向外偏置0.05，此时形成轮廓度带，如实测轮廓线落在轮廓带内，则凸轮轴满足图纸要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明检测精度高，且检查耗时短，大大提高了凸轮轴的检测效率和准确度，同时节省了大量的人力物力。
附图说明
图1是凸轮轴的轮廓型线图；
图2是本发明的柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步说明。
利用计算机辅助设计软件，绘制凸轮轴模型，如图1所示。
本发明的柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，如图2所示，包括以下步骤：
a.打开软件Imaging Application。
b.单击“工具”，选择“绘制文本区域”命令；
框选凸轮轴图纸中凸轮型线报表，图纸提供凸轮轴0-360°范围内的极坐标值，我们需要将该数据通过Imaging软件中的OCR文本识别功能，将扫描图纸所示的极坐标尺寸转换成EXCEL版本。
c.单击“识别”命令；
弹出“识别”对话框，选择“OCR文本区域中的文本”，单击“确定”按钮；
d.生成如下EXCEL报表，注：此时数据存在误差，需校正；
通过调整编辑表格，将表格内容转换成“极坐标<角度”形式；
e.打开Auto-CAD，新建模板
新建模板，打开“设计”、“样条曲线”命令，将d中复制的极坐标及角度尺寸粘贴至输入对话框，自动生成凸轮轴型线；
凸轮轴轮廓模型创建完成。
创建实际测量模型：
通过三坐标测量仪测出凸轮轴轮廓约1000处点的坐标，可生成表格数据。
重复e操作，将以上坐标同时粘贴至Auto-CAD程序内，生成实际轮廓线；
将生成的实际轮廓线与凸轮轴型线模型进行对比；我司抽检了一根18V32/40凸轮轴，凸轮轴实测轮廓线与理论轮廓线最大偏差处仅为0.039mm，完全满足图纸要求，且与凸轮轴供货厂家提供的型线报告内容吻合，经验证，该方法完全满足检验要求，且检测精度高。
实际效果如下，通过初步对凸轮轴的轮廓的模拟和对比，我们发现该检测方法检测精度高，且检查耗时短，大大提高了凸轮轴的检测效率和准确度，同时节省了大量的人力物力。抽检一根18V32/40凸轮轴，凸轮轴实测轮廓线与理论轮廓线最大偏差处仅为0.039mm，完全满足图纸要求，且与凸轮轴供货厂家提供的型线报告内容吻合，经验证，该方法完全满足检验要求，且检测精度高。前述柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，为更加形象的表征出凸轮轴轮廓度。还可通过以下方法实现：根据图纸要求，凸轮轴轮廓度为0.1，通过AutoCAD的“偏置”功能将凸轮轴理论轮廓线分别向内、向外偏置0.05，此时形成轮廓度带，如实测轮廓线落在轮廓带内，则可说明凸轮轴满足图纸要求。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，其特征在于，该方法包含下列步骤：
(1)对图片格式的图纸中大量坐标尺寸的文本识别，生成“极坐标<角度”形式的EXCEL表格文件；
(2) 使用Auto-CAD软件，执行“样条曲线”命令，将生成的极坐标及角度尺寸粘贴至输入对话框，自动生成凸轮轴型线，创建凸轮轴轮廓模型；
(3)凸轮轴上三坐标测量仪，准确测绘处凸轮轴在截面上外轮廓约1000处点的坐标值；将测绘处的坐标值转换成“x坐标，y坐标”形式的EXCEL表格文件；通过Auto-CAD软件，执行“样条曲线”命令，将生成的坐标尺寸粘贴至输入对话框，自动生成实际测量凸轮轴型线；
(4) 将生成的实际轮廓线与凸轮轴型线模型的十字中心线重合；检查轮廓度偏差，并通过“尺寸标准”功能将最大偏差标准出来。
2.如权利要求1所述的柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，其特征在于，所述步骤（3），将文件后缀名更改为“.scr”，文件用记事本打开，打开Auto-CAD软件，键入命令“scr”，读取所做的scr脚本文件，即可绘制出所需型线。
3.如权利要求1所述的柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，其特征在于，所述步骤(3)，对于小型凸轮轴，在没有三坐标测量仪的情况下，采用凸轮轴测量仪进行测量外轮廓约360处点的坐标值；将测绘处的坐标值转换成“x坐标，y坐标”形式的EXCEL表格文件；通过Auto-CAD软件，执行“样条曲线”命令，将生成的坐标尺寸粘贴至输入对话框，自动生成实际测量凸轮轴型线。
4.如权利要求1所述的柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，其特征在于，测量18V32/40凸轮轴的轮廓度时，所述步骤（1）将图片格式的图纸文件中的坐标值，转换成电子表格形式，然后执行步骤（2）至步骤（4）。
5.如权利要求1所述的柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，其特征在于，将两凸轮轴轮廓线的中心位置重合，通过旋转功能将生成的实际轮廓型线与凸轮轴的理论轮廓型线完全重合，使用“角度标注”测量两凸轮轴的十字中心线的夹角，即可判断出该实际测量的凸轮轴型线的相位角度与理论凸轮轴型线的角度差，以实现检测“凸轮轴相位差”功能。
6.如权利要求1所述的柴油机凸轮轴轮廓度的测量方法，其特征在于，当图纸要求凸轮轴轮廓度为0.1时，通过Auto-CAD软件的“偏置”功能将凸轮轴理论轮廓线分别向内、向外偏置0.05，形成轮廓度带，如实测轮廓线落在轮廓带内，则凸轮轴满足图纸要求。
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