池旭
哈尔滨商业大学印刷工程 黑龙江省哈尔滨市 150028
摘要：现阶段，许多企业为了能够达到或接近国际水平，大量引进国外生产设备，而未能将其整套的生产技术引进，造成设备维护、检修的难度增大，且对生产需求造成不利影响。为了能够更好的将现实问题有效解决掉，我国正在稳步推进凸轮结构的无图纸反求加工的研发，进行仿制生产，促进生产成本的降低，更加便于维护检修。本文围绕印刷机械中凸轮机构，分析其反求设计的基本原理，总结其现实应用问题，探讨怎样借助反求设计促进印刷机械当中凸轮机构配件运作性能以及加工精度的提升，望能为此领域设计研究提供些许借鉴。
关键词：印刷机械；凸轮机构；反求设计
现代印刷机正在沿着多色、高速的方向而不断发展，其中，针对单张纸胶印机而言，其在具体的印刷速度上，已经成功突破3万张/秒。需要指出的是，凸轮结构作为整个印刷机当中的核心机构，除了要求做到平稳、高速的运转之外，还应能够保证纸张在印刷、交接及传递的具体位置于时间，不然会造成诸多不良情况，如墨色不均匀、套印偏差等。所以，凸轮机构的动力特性与运动，会对高速引述埃及性能好坏产生直接影响。而针对印刷机械，对其凸轮结构展开反求设计，实际即为先依据原引进的凸轮结构实施测绘，将凸轮的实际廓线得出，然后依据设计原理，将理论廓线求出，并在具体的理论廓线上进行深入分析，从中获取机构从动件的基本运动规律，且依据此规律，并结合电视需要，对凸轮基圆半径实施放大或缩小设计。现对此相关理论剖析如下。
1.印刷机械中反求设计凸轮机构分析
1.1设计原理分析
现阶段，凸轮机构反求设计过程中比较常用的数学模式，可以将其划分成4个步骤：其一，对凸轮实际廓线上所对应的切线予以明确，同时对法线倾角也一并进行确定，通常情况下，需要选用5次拉格朗日多项式，从中将单值函数Y = f（X）求解出来，以此将此函数在各节点位置处所对应的数据微分公式求解出来，选五点数据，即XK+2、XK+1、XK、XK-1、XK-2，设定XK-XK-1 =b，且XK-1-XK-2=a，另外，另XK+2-XK+1=d，XK+1-XK=c，那么便能够将函数XK微分值给求解出来，然后再把它应用在凸轮实际廓线分析当中，最终便能获得；获得之后，借助函数公式，将图画胡来，且对廓线上的法线以及切线的倾斜角予以明确；其二，依据实际轮廓，对其理论廓线予以明确，通常情况下，在印刷机械当中，均选用滚子，从动件盘形状的凸轮机构，因此，依据从动件的基本运动规律，便能将凸轮所对应的理论廓线给求解出来；并且还能从凸轮实际廓线所对应的极坐标，将理论廓线当中的极坐标值求解出来；其三，借助凸轮理论从动件的基本运动规律，借助从动件的角位移，从起始位置对凸轮理论廓线上的任意点的转角、向径进行计算，那么便能够获得所需要的角位移公式，即δk= βk·βb=f（ψk）；其四，依据最小二乘法对凸轮机构运动规律进行拟合，从中便可以获得与凸轮理论廓线相符的方程，并在反求设计过程中，需依据测量值将所需要的δk、ψk给求解出来，因此，二者间所存在的是离散函数关系，难以借助公式直接而得到，如此一来，便能够实现反求设计误差的减少；但需要指出的是，需借助最小二乘法进行拟合，从中将凸轮机构的运动规律方程得出，因此，需根据现实情况及具体需要，对任意规定的从动件，采用多项式方程来进行求解，即选用5次多项式方程对原凸轮机构的具体运行规律进行拟合；其五，依据反求所得到的凸轮机构运动规律，将滚子摆动从动件所对应的盘形凸轮给设计出来，并在凸轮理论廓线方程得出之后，借助反转法，固定好凸轮，然后使从动件自-W方向向ψk角度进行转换，以此促进滚子的中心处于指定点处；然后依据指定点的具体坐标，将所需的凸轮理论廓线方程得出来；但需强调的是，在对凸轮轮廓线进行设计时，需保证中心点位置可靠且准确，并能依据设计实况，对凸轮的维修安装予以明确。
1.2反求设计中所存在的误差分析
针对印刷机械当中的凸轮机构来讲，对其进行反求设计，与传统设计的解析法比较相似，即从建立完善的轮廓曲线为着眼点，依据所得系列坐标数据点，健全凸轮机构轮廓曲线，二者之间的不同点即为常规设计的解析法数据是从凸轮机构的原始尺寸（也就是原始设计的具体数据以及动件运动规律）而得到的；而针对凸轮机构反求设计来分析，实为在无原始数据的前提下，明确凸轮曲线轮廓，不管是在数据上，还是在测量上，所得结果均非原始轮设计的精确度，但仍能当作其特性、动性研究的重要依据。因此，即便在反求设计当中有误差存在，但经合理、规范的干预，能够有效控制误差，其中，主要采用的手段是微观控制、拟合误差等。
2.反求设计中所需注意事项及要求
2.1反求设计的基本要求
凸轮机构乃是整个印刷机械当中的核心机构，在印刷生产过程中，除了要保证其能够平稳、高速的运转之外，还需把纸张实施严格传递，不管是在具体的交接时间上，还是在印刷位置上，均需要与相关标准相满足，这样才能保证印花的套印准确以及墨色均匀。因此，在对印刷机械中当中的凸轮机构进行反求设计过程中，需确保凸轮机构的运动特性、规律等，均与原始设备要求相符，并且还需要能够满足高速印刷下的高效性能要求。在设计过程中，控制误差尤为关键，不仅要依据反求设计的标准步骤来进行操作，而且还应借助凸轮廓线数据，尽可能的去控制误差；另外，在测量数据当中，把凸轮轮廓的综合性误差分离胡来，以此在不具备原始设计资料的状况下，尽量实现误差的减小，提高凸轮机构运行效率与质量。
2.2反求设计所需注意事项
在反求设计过程中，应能够保证凸轮机构与印刷机械的其它单元间能够高效协调，需要强调的是，协调尽管未在印刷机械凸轮机构反求设计范畴当中，但在应用印刷机时，其确实不可回避的关键性问题；现阶段，印刷机械多为自动机，不同单位见均无法实现凸轮驱动，因此，采取切实措施，为凸轮驱动的协调性提供切实保障，能够获得更稳健的速度及印刷质量。另外，还应根据凸轮运动的基本要求以及其它要素（如冲击、压力角）等，设计出更合理、规范的凸轮机构。
3.结语
综上，本文以印刷机械当中凸轮机构的反求设计原理、思路为着眼点，对其设计中所需注意的问题及要求进行简要概述；从中发现，在反求设计过程中，只有做到各环节之间的紧密衔接，消除误差、偏差等因素的不利影响，能够为印刷机械的高效运行提供切实保障。
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