2.2　数控凸轮轴磨床的坐标系

2.2.1　数控凸轮轴磨床的结构及主要运动

凸轮轴磨床是实现凸轮磨削加工的设备，将凸轮轴上的各个凸轮片从初始的圆盘坯料加工成凸轮形状。图2-5为MK8312G型数控凸轮轴磨床的实物图，该设备磨削时，因凸轮轴水平放置，故称为卧式凸轮轴磨床。

图2-5　MK8312G型数控凸轮轴磨床实物图

常用的凸轮轴磨床，按凸轮轴装卡方向的不同，可分为立式磨床和卧式磨床两大类。其中，卧式磨床一般结构简单，但因凸轮轴水平装卡，可能会因为自重引起弯曲，影响磨削精度，对于细长型凸轮轴这种现象更加严重，一般采用增加支撑架的方式解决；而立式磨床中，因凸轮轴竖直放置，可以避免自重引起的凸轮轴弯曲现象。

不同形式的数控凸轮轴磨床具体机械结构不同，但实现的凸轮磨削工艺基本相同，因而磨削动作基本相同。MK8312G型凸轮轴磨床的动作示意图如图2-6所示。

图2-6　MK8312G型凸轮轴磨床动作示意图

说明如下。

①砂轮旋转由电主轴实现，有些经济型凸轮轴磨床的主轴用普通电机拖动。

②砂轮进退和凸轮轴旋转均由伺服电机拖动，两轴配合运动，共同决定凸轮的加工精度和表面质量。两轴的插补控制是数控磨床的核心。通常称砂轮的进退动作为X轴，凸轮轴旋转为C轴。

③工作台的移动同样由伺服电机拖动，通过工作台带动凸轮沿轴向运动，将等磨的凸轮片对准砂轮，实现凸轮片的选择，通常称为Z轴。有的磨床在磨削过程中，Z轴在一定范围内作往复周期性运动，可以避免砂轮表面磨损不均的现象。

④砂轮架移动与工作台移动的功能相同，有的磨床采用砂轮架移动方式，以伺服电机拖动。这种方式要求砂轮既能进退运动，又能左右运动，因而机械结构复杂。

2.2.2　数控凸轮轴磨床的设备坐标及参数

数控凸轮轴磨床的设备坐标采用以凸轮轴为中心的极柱坐标，如图2-7所示。

图2-7　数控凸轮轴磨床的极柱坐标系

在该坐标系中，X轴相当于极坐标的极径，C轴相当于极角，Z轴相当于极柱坐标的高。通常以凸轮轴左端圆心点为坐标原点。砂轮圆心同样由该坐标系所确定的X值确定（有的设备采用砂轮前沿当作参考坐标，但随砂轮消耗需调整）。

砂轮半径是磨床中的重要参数，通常用R表示。砂轮半径与磨削运动轨迹密切相关。砂轮半径也是凸轮磨削轨迹计算中的重要参数。