廖禮鵬　彭錦華

摘 要：CNC8325型超高速凸輪軸復(fù)合磨床設(shè)備是2008年國家863支持項目。用CNC8325型超高速凸輪軸復(fù)合磨床加工凸輪軸時，具有工作效率高、加工精度高等特點。本文針對CNC8325型超高速凸輪軸復(fù)合磨床設(shè)計并制造了一個簡易的紅外熱像儀安放基座，該基座解決了CNC8325型超高速凸輪軸復(fù)合磨床高速磨削中紅外熱像儀無處安放的問題。

關(guān)鍵詞：CNC8325型超高速凸輪軸復(fù)合磨床 紅外熱像儀 安放基座

中圖分類號：TG58 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（b）-0072-02

CNC8325型超高速凸輪軸復(fù)合磨床在加工過程中容易出現(xiàn)工件彎曲變形、磨削振動和磨削燒傷等現(xiàn)象，制約凸輪軸加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的提高。為了進一步提高凸輪軸的加工質(zhì)量，尋找出凸輪軸磨削燒傷的機理，就需要對凸輪軸磨削溫度進行研究。

1 問題提出

通常工業(yè)上用的型號有S65型紅外熱像儀、FLIK+R&D+SOFTWAR等。但是在磨削溫度測量過程中，由于CNC8325型超高速凸輪軸復(fù)合磨床上沒有合適的位置擺放紅外熱像儀，為此研究小組（人員）專門設(shè)計一款裝置進行裝夾，來完成磨削溫度的測量。在用紅外熱像儀的測量過程中出現(xiàn)了以下問題：（1）紅外熱像儀價格昂貴，需要保護。水杯那么點大，價值20多萬。（2）磨削測溫時不能從砂輪的側(cè)面，或者后面測溫。由于凸輪軸上有進氣、排氣兩種，從側(cè)面測量時，另一片凸輪會擋住正在磨削凸輪的磨削區(qū)域；當從后面測量溫度時，整個砂輪擋住了絕大多數(shù)的磨削區(qū)域，得到的只是凸輪側(cè)面一點的磨削溫度，不足以反映整個磨削時的溫度變化。（3）砂輪架上有一個斜角度的冷卻裝置，決定了紅外熱像儀不能夠垂直放置，必須有一定的斜度和冷卻裝置的斜度平行。（4）由于CNC8325型超高速凸輪軸復(fù)合磨床加工凸輪軸時，磨削點的距離測量存在一定的誤差，凸輪軸上有多片凸輪，應(yīng)該考慮每一片凸輪都可以測量，空間上要考慮靈活擺放紅外熱像儀。

2 問題解決方案

針對CNC8325型超高速凸輪軸復(fù)合磨床加工凸輪軸時存在的四個問題，確定問題的解決思路。第一步：結(jié)合床子的特征，將四個問題分開考慮，分別提出解決方案。第二步：針對每種問題的解決方案，進行組合，尋找出最優(yōu)的組合方案，并設(shè)計出草圖和重要加工尺寸。第三步：將零件圖轉(zhuǎn)化為工件。第四步：將工件裝配好并驗證裝置的使用性能。第五步：總結(jié)、優(yōu)化、生產(chǎn)加工。

紅外熱像儀的保護。在CNC8325型超高速凸輪軸復(fù)合磨床加工凸輪軸時測量磨削溫度時，紅外熱像儀要注意防掉、防碰、防水、防摔等，為此可以考慮采用焊接墊片、加海綿、套保鮮膜、用膠帶捆綁等具體措施解決。

紅外熱像儀的位置擺放區(qū)域。紅外熱像儀如果想將磨削區(qū)域的溫度比較完整地測量出來，必須要盡可能照射到整個磨削區(qū)域，實際上最有利的擺放位置為砂輪架的正上前方。這樣可以避免砂輪擋住正在加工凸輪葉片和未加工凸輪片、軸頸擋住正在加工凸輪葉片。

紅外熱像儀位置擺放的角度保證。紅外熱像儀在實際測量時位置應(yīng)該能夠可適當調(diào)節(jié)，增大測量區(qū)域，避免測量過小、過于單一。為此，設(shè)計時的思想是該裝置采用活動裝置較合適，這樣可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)；那么用什么來實現(xiàn)連接呢，最常用的、最經(jīng)濟的就是螺栓連接。

紅外熱像儀位置的靈活擺放。要保證每一片凸輪都可以測量，只需把測量裝置設(shè)計的輕巧、可以動即可；要減小距離測量上存在的誤差對凸輪加工時磨削溫度測量的影響，這個裝置必須可調(diào)。

四個方向問題的解決思路確定下來后，根據(jù)工廠的實際條件，找出可行性方案。

根據(jù)工廠現(xiàn)有條件，采用角鐵做支撐件，角鐵上焊接一小塊鋼板做紅外熱像儀的擺放件，注意由于紅外熱像儀擺放時是傾斜向下的，故前面必須焊接兩個小鐵片防止紅外熱像儀掉下。同時必須考慮基座的穩(wěn)定性，防止晃動。

3 材料的準備與制作

根據(jù)實際測量和紅外熱像儀的形狀、尺寸、重量等來確定材料的種類和尺寸。根據(jù)保證使用性能及最佳經(jīng)濟原則，本裝置需要的材料有長度為1.5m 40×40×4的角鐵，兩套M8的螺栓，一個長寬厚為400mm、200mm、8mm的鋼板，一個重量為1.5kg的長方體鐵塊即可。

由于零件的精度沒有要求，主要是保證以下功能：（1）三個零件裝夾后，并且把紅外熱像儀安放在零件三上時，零件一的基座能夠保證平穩(wěn)，不能失去平衡而倒下。（2）零件一和零件二通過螺栓連接后可以旋轉(zhuǎn)一定的角度能夠保證在一定的高度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。（3）零件二和零件三通過螺栓連接后以調(diào)整高度和角度。（4）零件一、零件二、零件三通過螺栓連接后可以調(diào)整高度和角度，達到我們的設(shè)計要求。

確定思路及準備好材料后，制作過程相對簡單，只需要用氣割將材料割斷，再進行焊接，螺栓連接緊固就可以了。

4 產(chǎn)品的使用驗證

將紅外熱像儀對準磨削區(qū)域，在驗證過程中主要驗證以下幾個方面。

（1）紅外熱像儀能不能確保安全無任何危險。在CNC8325型超高速凸輪軸復(fù)合磨床加工凸輪軸時測量磨削溫度時，由于存在砂輪架的移動而產(chǎn)生的振動，紅外熱像儀要注意防掉、防碰、防摔等?？紤]采用了焊接墊片、加海綿，及膠帶捆綁等具體措施，故紅外熱像儀的安全性能可以得到足夠保證。

（2）紅外熱像儀的位置擺放是否對準砂輪。由于凸輪軸上有進氣、排氣兩種，從側(cè)面測量時，另一片凸輪會擋住正在磨削凸輪的磨削區(qū)域；當從后面測量溫度時，整個砂輪擋住了絕大多數(shù)的磨削區(qū)域，造成測量不準確。因此實際上最有利的擺放位置為砂輪架的正上前方。這樣可以避免砂輪擋住正在加工凸輪葉片和未加工凸輪片、軸頸擋住正在加工凸輪葉片。具體是產(chǎn)品安放好后，紅外熱像儀應(yīng)該和砂輪在同一平面內(nèi)。

（3）紅外熱像儀測量溫度的角度能否保證和冷卻裝置的斜鐵塊平行。砂輪架上有一個斜角度的冷卻裝置，決定了紅外熱像儀不能夠垂直放置，必須有一定的斜度和冷卻裝置的斜度平行。

（4）紅外熱像儀位置的靈活擺放。凸輪軸上有多片凸輪，應(yīng)該考慮每一片凸輪都可以測量，空間上要考慮靈活擺放紅外熱像儀，要保證每一片凸輪都可以測量。通過移動工件來檢測。

通過實地實物檢測，該裝置完全能夠滿足CNC8325型超高速凸輪軸復(fù)合磨床磨削溫度測量的使用，設(shè)計和制造均解決了實際問題。

5 結(jié)語

通過在CNC8325型超高速凸輪軸復(fù)合磨床對凸輪軸高速磨削溫度的測量中，該基座完全能夠滿足設(shè)計要求，達到了紅外熱像儀擺放定位并測量到實驗數(shù)據(jù)的效果。本次設(shè)計及制造是專門針對在CNC8325型超高速凸輪軸復(fù)合磨床上用紅外熱像儀測量磨削溫度時無擺放位置而進行的，針對性比較強，制作簡單，能滿足使用要求，但是仍然有進一步改進的空間。

參考文獻

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