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1、沙洲職業(yè)工學院畢業(yè)設(shè)計論文（綜合實踐報告） 第1章 課題來源 1.1 企業(yè)基本狀況 張家港冠聯(lián)科技有限公司成立于2007年6月18日,是一家專業(yè)冶金設(shè)備工程、生產(chǎn)購銷公司，目前是鞍鋼重型機械有限責任公司西部機械廠的特約代理商,主要經(jīng)營范圍有: 冶金機械備件的加工制造、機械備件的再生修復、表面強化和熱處理. 鞍鋼重型機械有限責任公司西部機械廠設(shè)備先進,質(zhì)量、工藝上乘,在同行業(yè)中率先通過ISO9002質(zhì)量體系認證.主要產(chǎn)品有:從帶寬500到4300各類軋機用軸承箱, 各類走行輪、抱閘輪、連鑄輥、爐底輥等各類輪類、輥類產(chǎn)品，修復產(chǎn)品包括不同規(guī)格的連鑄輥、輥道輥和大型軋輥的修復、超音速

2、噴涂、碳化鎢浸潤高爐鐘、斗和各種閥體、傘錐、布料溜槽的修復.產(chǎn)品已經(jīng)銷往鞍鋼、寶鋼、唐鋼、凌鋼、撫鋼、本鋼、太鋼、濟鋼、日本前川株式會社等國內(nèi)外市場. 張家港冠聯(lián)科技有限公司憑籍鞍鋼重型機械有限責任公司西部機械廠的技術(shù)、生產(chǎn)和售后服務(wù)支撐，以“最大限度滿足客戶”為己任，秉著“信譽至上，誠信為本，服務(wù)為源，追求卓越”的立業(yè)理念，堅持公開平等，互惠互利，雙贏發(fā)展的原則，竭誠為本地區(qū)各大冶金企業(yè)共筑成功合作平臺，并真誠希望與各界人士攜手合作，共創(chuàng)美好未來。 圖1-1 公司外景 1.2 企業(yè)主導產(chǎn)品 我公司現(xiàn)主要承接國內(nèi)外大型軋鋼廠零備件的生產(chǎn)加工，目前為西門子奧鋼聯(lián)，意大利達涅利，

3、沙鋼集團，鞍鋼集團等大型企業(yè)大量提供軋鋼機的零備件。以下是部分產(chǎn)品圖片： 圖1-3 軸 圖1-2 VAI軸承座 圖1-5 DCS軸承座 圖1-4 墊圈 圖1-7 小軸承 圖1-6 軸承座聯(lián)接螺桿 1.3 公司加工設(shè)備及檢驗設(shè)備 1、加工設(shè)備 表1-1 加工設(shè)備清單 設(shè)備名稱 數(shù) 量 型 號 規(guī) 格 臥式加工中心 1 KIA KH50G/63G 500*500 龍門加工中心 1 HTM-3225G 2M*3.35M 立式車床 1 STV125*10/5-NC 1.2M 數(shù)控坐標鏜床 1 TK4163H 立式

4、銑床 2 X53K 平面磨床 1 M7130H 1M 萬能外圓磨床 1 ME1432B 普通車床 15 C6132A/1750 電焊機 2 BX1-300 數(shù)控車床 5 CAK6150DJ/890 FRANC-Oi-mate系統(tǒng) 數(shù)控車床 5 FTC-20 移動式萬向搖鉆 2 ZW3725 砂輪機 4 平面磨床 1 M7120A 萬能銑床 1 X6132A 牛頭刨床 3 B665 24 鋸床 1 2、檢驗設(shè)備 表1-2 檢測設(shè)備清單 設(shè)備名稱 數(shù) 量 型

5、 號 規(guī) 格 三坐標測量機 1 Global status 500*600 步洛維硬度機 1 HD-187.5 方箱 1 200*200 光潔度樣板 1 D3-D12 7組 平板 1 P1210 750*1000 深度千分尺 1 0-100 內(nèi)徑量表 各3套 10-18/18-35/35-50/50-160/160-250 三點式內(nèi)徑千分尺 1套 20-50 外徑千分尺 各4套 0-300 （每25mm分段） 外徑千分尺 各2套 300-800 （每1000mm分段） 游標卡尺 20

6、 0-200 游標卡尺 10 0-300 游標卡尺 1 0-600 游標卡尺 1 0-1000 游標卡尺 1 0-1500 公法線千分尺 1 75-100 深度尺 10 0-200 高度尺（帶表頭） 3 0-300 兩點式內(nèi)測千分尺 3 0-25 兩點式內(nèi)測千分尺 3 25-50 兩點式內(nèi)測千分尺 3 75-100 1.4 本課題研究的意義 1、壓力釋放盤 壓力釋放盤用于壓力釋放閥設(shè)備（部件）中，該零件用于壓力釋放閥與變壓器的聯(lián)結(jié)，是將壓力從變壓器傳至壓力釋放閥的重要零件。壓力釋放

7、閥是用來保護油箱和容器變型或爆裂的裝置。安裝壓力釋放閥，就是在油箱壓力升高到釋放閥開啟壓力時，釋放閥在2mS內(nèi)迅速開啟，使油箱的壓力很快降低，比之安全氣道又動作可靠、精確等優(yōu)點。 2、壓力釋放盤結(jié)構(gòu)特點 壓力釋放盤為一軸向切去部分壁面且其內(nèi)周面與限位環(huán)外周面相適配的弧拱式罩子，設(shè)置在該罩子上端的頂蓋和具有開口的環(huán)式卡座，所述卡座固定安裝在罩子下部的內(nèi)壁上，并且在防水罩安裝到壓力釋放閥上時，所述卡座卡合在壓力釋放閥的六角螺母與限位環(huán)之間的圓周壁上。 3、壓力釋放盤的逆向反求的意義 通過對本課題的研究，能夠掌握三坐標測量機進行點陳的測量，關(guān)應(yīng)用機關(guān)軟件進行處理，反求出實物的三維模型；通過C

8、AM軟件進行處理生成后處理程序，并進行數(shù)控加工出實物，然后進行測量，得出反求結(jié)論，為以后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。 第2章 逆向工程的介紹 2.1 逆向工程 人類社會發(fā)展至今，已經(jīng)歷了幾千年研究和探索，在各方面都積累豐厚的知識財富和科技成果，它是產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)，是人類的寶貴財富。但由于歷史的局限，在沒有計算機的時代，大多數(shù)遺產(chǎn)都是用模擬的方式記錄的，在當今數(shù)字化時代，要快捷地利用這些知識和成果，實屬不便。這就要求把大量的模擬信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的原型，以供以后產(chǎn)品開發(fā)所用。在機械產(chǎn)品方面，我們可以利用逆向工程的思想，用三坐標測量機來快速

9、地完成轉(zhuǎn)換。 逆向工程主要是研究他人的系統(tǒng)或產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)其規(guī)律，以復制并超越現(xiàn)有產(chǎn)品或系統(tǒng)的過程。逆向工程不僅僅是對現(xiàn)實世界的模仿，更是對現(xiàn)實世界的改造，是一種超越。它所涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括：三維實體幾何形狀數(shù)據(jù)采集、規(guī)則或大量離散數(shù)據(jù)處理、三維實體模型重建、產(chǎn)品加工等。 例如：鼠標的逆向反求（如圖十一） 三維造 型軟件 圖2-1 鼠標的逆向反求 由點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為曲面，進行修飾，再轉(zhuǎn)換為2維圖紙進行實際加工，通過CNC編程，自動形成加工路徑，選擇好刀具及切削用量即可。 2.2 逆向工程所需設(shè)備 逆向工程即仿制樣品，那就要有相應(yīng)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集是逆向

10、工程的起點，是逆向工程的基本活動。眾所周知，三坐標測量機是一種隨著計算機、機床業(yè)的飛速發(fā)展而產(chǎn)生的高效高精度的測量儀器。它利用坐標測量的原理在計算機軟件的控制和驅(qū)動下，完成對工件特征的采集。它還采用了先進傳感技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、計算機軟件控制和處理技術(shù)，這使得三坐標測量機具有很高的數(shù)據(jù)采集和處理效率；它以精密的機械主體為基礎(chǔ)，采用軟件控制和補償技術(shù)，再配以高精度的位置傳感器，可實現(xiàn)很高的精度。基于上述三坐標的特性，它是逆向工程理想的數(shù)據(jù)采集器。 GLOBAL STATUS 活動橋式三坐標測量機 GLOBAL STATUS 活動橋式三坐標測量機由PCDMIS接觸式測量系統(tǒng)控制箱、操縱

11、盒、氣源等部分組成。接觸式測量的行程為700700660mm；測量精度： TP20測頭的測量精度可達2.5+4L/1000um（L為測量長度，單位為米）；被測工件最大重量可達250kg；HAWK非接觸測量最大掃描速度為100mm/s，采點速度為40點/s，掃描景深5mm，測頭焦距50mm，重復性2um。 PC-DMIS通用測量軟件 PC-DMIS是功能強大的CAD功能的通用測量軟件，為幾何量測量的需要提供了完美的解決方案。從簡單的箱體類工件一直到復雜的輪廓和曲面，PC-DMIS軟件使測量過程始終以高速、高效率和高精度進行。 PC-DMIS功能介紹：①幾何量及形位誤差測量與評價；②智能測量

12、，該軟件能自動識別測量特征，減少人機交互操作；③通過標準協(xié)議（如IGES、DXF、DES、VDA-FS、ASCII等），與CAD系統(tǒng)實現(xiàn)雙向連接；④可對輪廓類，薄壁類等特殊工件進行測量與分析；⑤可直接讀入理論數(shù)模，不需中間轉(zhuǎn)換，不損失精度；⑥可輸出強大文字，圖形分析報告；⑦多視圖顯示功能；⑧用不同的顏色顯示誤差曲線的分布；⑨脫機編程，節(jié)省測量時間；⑩仿真運行，保證編制程序的正確性，避免碰撞，減少損失。[1] 2.3 逆向工程過程中需要注意的事項 1、 溫度對測量的影響 測量機是計量檢測儀器，它的正常工作溫度應(yīng)該是 20℃2℃。測量機的長度基準-光柵是按照20℃修正的，測量機也是在這

13、個溫度情況下裝配調(diào)試的，當溫度偏離太大時會對測量精度造成很大影響。 2、壓力對測量機的影響 在正常工作壓力的前提下，氣浮塊的浮起間隙約6~10μm，空氣壓力的波動會使氣浮塊的氣浮間隙變化，影響測量重復性。氣壓嚴重不足時，會使氣浮塊不能充分浮起造成與導軌摩擦，輕者影響測量機運動狀態(tài)和測量精度，重者會磨損導軌和氣浮塊,嚴重損壞測量機。Z 軸采用氣動平衡的測量機在氣壓嚴重不足的情況下會造成Z 軸失衡下落的情況，非常危險。所以要盡量保證測量機工作壓力的穩(wěn)定。1.要選擇合適的空壓機，最好另有儲氣罐，使空壓機工作壽命長，壓力穩(wěn)定。2.空壓機的啟動壓力一定要大于工作壓力。3.開機時，要先打開空壓機，然后

14、接通電源。 3、 油和水對測量機的影響 由于空壓機對空氣壓縮的同時會把空氣中的水分子和油分子壓縮成水和油，而且空壓機本身工作時也需要有潤滑油對其機構(gòu)進行潤滑，也使得有一部分潤滑油進入壓縮空氣。進入壓縮空氣的水和油會隨著壓縮空氣進入到平衡氣缸和氣浮塊。在測量機工作時水和油附著在導軌上，使導軌的直線度改變。當測量機不工作時管道中的油滴可能堵塞氣浮塊的氣孔，使氣浮塊不能正常浮起，造成氣浮塊與導軌的摩擦，損壞測量機并使氣管老化。管道中的水還會腐蝕氣浮塊和平衡氣缸。 雖然測量機配置有油水分離器或前置過濾器，但是如果進入管道的水和油太多，過濾器就會因飽和而無法過濾，使水和油能夠進入測量機。為此必須采

15、取前置過濾的方法，盡量爭取在水和油進入測量機之前過濾掉。 4、 影響旋轉(zhuǎn)測座精度的因素 旋轉(zhuǎn)測座在校正多測頭位置后，應(yīng)該對多測頭位置校正的準確性進行復核。方法是用校正后的測頭位置測量標準球，觀察這些測頭位置所測量的球心坐標的偏差。如果偏差在重復性指標內(nèi)，其測頭校驗的結(jié)果是正確的，否則需要重新校驗。 一般情況下，如果出現(xiàn)不同測頭位置測出的標準球球心坐標偏差大的情況，要仔細檢查測座、測頭、測桿（測尖）、標準球的固定情況。 5、 補償文件的正確性 補償文件是使用雙頻激光干涉儀檢測測量機位置度、直線度和角度誤差后生成的補償文件。測量軟件是根據(jù)它來進行誤差補償?shù)?。往往有些操作員在安裝測量機軟件

16、時忘記安裝補償文件或?qū)浞菸募G失而造成測量機精度差和重新校驗機器精度。所以操作員要保管好備份文件并且知道如何安裝補償文件。 6、測頭校正的正確性、準確性 測頭校正的目的是要校正出測桿（測尖）的紅寶石球的直徑，進行測量點測頭修正，并得出不同測頭位置的位置關(guān)系。在測頭校正時產(chǎn)生的誤差將全部加入到測量中去。所以在這個環(huán)節(jié)中要保證正確和準確。要注意以下幾點： 1) 保持標準球和測桿的清潔。 2) 保證測座、測頭、測桿、標準球固定牢靠。 3) 輸入正確的測桿長度和標準球直徑。 4) 根據(jù)形狀誤差和校正出的寶石球直徑及重復性判斷校正的準確性（加長桿長 度不同校正后的寶石球直徑會不同）。

17、5) 要使用不同測頭位置時，在校正完所有測頭位置后，要通過測量標準球球心 點坐標的方法檢查校驗精度。 測頭校驗后保存的測頭文件，在測頭、測桿沒有動的前提下可以調(diào)出使用。但測量精度比較高的情況下，建議重新校正測頭。[1] 7、手動測量存在的問題 1）、測量機在測量點的時候，通過測量機光柵記錄的點坐標是測針寶石球中心的坐標，而我們需要測量的點坐標是寶石球與工件接觸點的坐標，這兩者相差一個寶石球的半徑，由前者經(jīng)計算得到后者的過程，我們稱之為測頭半徑修正（或測頭補償），是由測量機軟件來實現(xiàn)的。 2）、測量機軟件進行測頭半徑修正的一個必要條件是要知道被測點的法向方向，在CNC 測量（即自動測量

18、）時，其法向方向是由程序給出的；而手動測量時只能根據(jù)測量的觸測方向或后退方向，來判斷其法向方向來進行測頭半徑修正。 3）、在沿軸向方向測量點時，操縱桿比較容易掌握，法向方向比較容易判斷而且比較準確；但是與軸向有一定角度尤其是空間點的測量時，由于操縱桿操作的協(xié)調(diào)性問題使測量和后退的方向不能完全是法向方向。因此當方向差的比較多時就會出現(xiàn)測頭半徑補償方向錯誤的情況，即出現(xiàn)極大誤差。所以手動測量時，盡量沿被測點的法向方向觸測和后退。手動測量時測量機軟件可以自動生成自學習程序，手動測量后可以用自學習程序自動測量一遍，可以得到更為準確的結(jié)果。 4）、所有測量軟件中對于測量點的測頭半徑修正都是沿機器或零

19、件坐標系的軸向方向進行的，其原因就是因為點的方向矢量無法準確確定。測量復雜零件一定要建立零件坐標系，對于沒有沿坐標軸向測量的測量點可以轉(zhuǎn)化為測量面或線。 8、坐標系的相關(guān)問題 1）、在建立零件坐標系時，首先是確定工作平面，即找正，工作平面是Z軸， X、Y軸投影在工作平面上，建立一個三基面的坐標系。X、Y零點可以是面與面的交點，這要看實際情況而定。 2）、回轉(zhuǎn)體零件建立坐標系時，可以使用基準軸線來找正第一適量方向。但是否是建立公共軸線，除非圖紙有明確標注，否則要很慎重。如何建立基準軸線，無論使用三坐標還是圓度儀都是非常重要的?；剞D(zhuǎn)體零件建立坐標系時，可以不要采用3－2－1建立坐標系的方法，

20、可以采用圓柱軸線、上平面等建立第一軸，利用點元素建立零點就行了。其余兩軸利用機器坐標軸。坐標系的第一軸為了能夠與第二軸垂直，一般采用平面，因為平面的法向矢量與平面肯定是垂直的。如果第一軸采用圓柱軸線定義，則同時確定了與其相垂直的坐標平面。建立（找正）第一軸必須用平面或軸線。 3）、在建坐標系找正時，基準面的平面度不好，會對以后的評價產(chǎn)生影響。所以在對基準元素進行測量時應(yīng)該充分考慮其準確性，對基準面而言，可以在面上多采點，這樣就會使理論基準與實際基準最大限度地相吻合，從而減少了因基準面平面度不好而帶來的評價誤差。 9、掃描的相關(guān)問題 1）、測頭補償 目前，在PCDMIS當中，曲線的補償是

21、采用二維平面補償法，即掃描曲線的測頭半徑補償只能在某個平面內(nèi)進行；該平面即是掃描對話框中，起始矢量—剖面矢量控制；在使用曲線掃描時，必須注意該掃描的剖面的設(shè)置是否正確。 圖2-3 掃描說明 圖2-2 曲面采點 對于曲面掃描，PCDMIS采用類似多次樣條的計算模型來計算每個掃描點的矢量補償方向，因此，曲面掃描中每個點的補償方向是根據(jù)相鄰的點的坐標計算出來的；因此，在使用曲面掃描時，行數(shù)必須大于3行，才能保證測頭補償矢量的正確性；PCDMIS也同時設(shè)置了取消測頭補償?shù)倪x項，需要時，可以取消測頭補償，只輸出測頭球心坐標值，然后利用造型軟件中的類似

22、偏置的功能進行測頭的再補償。[1] 1 4 3 2 2)、曲面的分區(qū)及邊界 點1為起始點；點2為方向點；點3為第一條掃描線的終止點；點4為邊界的終止點；系統(tǒng)從點1到點2開始掃描；整個掃描所有的掃描線和第一條線平行；起始終止平面將由點3到4和點1到4創(chuàng)建。如圖十三所示： 圖2-4 掃描軌跡二 邊界點的先后順序，應(yīng)在掃描前予以考慮，應(yīng)該選擇合適的邊界點順序，否則就會丟失片區(qū)；按照圖十四的設(shè)置 進行掃描，均可以完成掃描。按照圖十五進行掃描，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失。 圖2-6 掃描軌跡三 圖2-5 掃描軌跡二 第3章 壓力釋放盤

23、的逆向反求 3.1 壓力釋放盤的介紹 1、壓力釋放盤的特點 壓力釋放盤為一軸向切去部分壁面且其內(nèi)周面與限位環(huán)外周面相適配的弧拱式罩子，設(shè)置在該罩子上端的頂蓋和具有開口的環(huán)式卡座，所述卡座固定安裝在罩子下部的內(nèi)壁上，并且在防水罩安裝到壓力釋放閥上時，所述卡座卡合在壓力釋放閥的六角螺母與限位環(huán)之間的圓周壁上。 2、裝配技術(shù)要求 零件在腔體中上下往復運動，要求其外圓與腔壁較為緊密結(jié)合，此外內(nèi)孔與限位環(huán)相配，故而要求外圓、內(nèi)孔均有公差要求，且公差要求較高。同時由于工件要在腔壁內(nèi)不斷滑動，要求工件具有一定的耐磨性， 硬度ＨＲＣ５０+/-２，粗糙度為３.２。另外，槽的深度受上部卡座影響，要求其

24、公差只能為正，但又不能大很多，同時槽口應(yīng)割出圓弧便于裝配！ 3、壓力釋放盤的功能說明 壓力釋放盤用于壓力釋放閥設(shè)備（部件）中，該零件用于壓力釋放閥與變壓器的聯(lián)結(jié)，是將壓力從變壓器傳至壓力釋放閥的重要零件。壓力釋放閥是用來保護油箱和容器變型或爆裂的裝置。安裝壓力釋放閥，就是在油箱壓力升高到釋放閥開啟壓力時，釋放閥在2mS內(nèi)迅速開啟，使油箱的壓力很快降低，比之安全氣道又動作可靠、精確等優(yōu)點。 3.2 工件裝夾定位 由于工件屬于回轉(zhuǎn)體類零件，為一次測量采集數(shù)據(jù)完畢，采用如圖所示裝夾方案： 先將組件托盤用三只連接桿限制在工作臺上，然后用四只φ20平面磁鐵固定在托盤中央，將工件吸附在平面磁鐵上

25、，為保證工件后平面大致與X軸平行，用M8的螺桿限制Y方向的移動和繞Z軸轉(zhuǎn)動。 圖3-1 工件裝夾定位 3.3 測頭的選擇及校驗 ① 測頭定義及校驗步驟：從“插入”下拉菜單中選“硬件定義”，進入“測頭”選項如圖十七所示； ② 在加亮當前的“測頭文件” 方框中，鍵入新的文件名； ③ 在測頭說明窗口加亮“沒有測頭定義”選項，然后點擊下拉菜單的箭頭； ④ 按測量機現(xiàn)有配置情況，在描述窗口中按 “測座至測桿”依次選擇相應(yīng)的配置。即PROBE PH10MQ、CONVERT 30MM TO M8 THRD (PAA1轉(zhuǎn)接頭)、PROBE TP20、TIP 4 BY 20MM (TIP指測

26、桿, 4指測桿直徑, BY指球型測桿, 20MM指測桿長度)。 ⑤ 選擇添加角度，打開添加角度所需要的A、B角度(A角繞X軸旋轉(zhuǎn)，范圍0～105，每格7.5；B角繞Z軸旋轉(zhuǎn)，范圍-180～+180，每格7.5，逆時針為正)，然后確定； ⑥ 選擇測量，打開測量測頭對話框如圖33所示，進行測頭效驗； 設(shè)定測頭參數(shù)：測量點數(shù)5，逼近/回退距離2～5mm，運動速度20%～50%，測量速度2%～5%，校驗方式DCC(自動)方式，操作類型測尖校驗，校驗模式選取默認模式(觸發(fā)測頭)； 定義標準球參數(shù)：按“添加工具”，打開添加工具對話框,輸入工具名稱，校驗工具類型為球，輸入柱測尖矢量，此矢量通過支撐桿

27、的中心線，方向為通過標準球向外，若用一豎直向上的單球，則典型矢量方式為0，0，1。 ⑦ 在直徑/長度方框里，輸入標準球直徑； ⑧ 點擊確認； ⑨ 當所有選項均選擇完畢，點擊“測量”； ⑩ PC-DMIS將提問標準球位置是否被移動過，首次校驗應(yīng)回答“是”； ? 自動方式下，T1A0B0測頭時PC-DMIS要求在球的垂直方向測一點，測完此點后，PC-DMIS將自動進行校驗； ? 在測頭校驗完后，通過測頭功能對話框中的“結(jié)果”按鈕，可以打開結(jié)果對話框，顯示了測頭校驗結(jié)果，判斷校驗精度。 圖3-2 測頭選項 3.4

28、坐標系的建立 3-2-1法建立零件坐標系 “3”——不在同一直線上的三個點能確定一個平面，利用此平面的法線矢量確定一個坐標軸方向——找正； “2”——兩個點可確定一條直線，此直線可以圍繞已確定的第一個軸向進行旋轉(zhuǎn)，以次確定第二個軸向——旋轉(zhuǎn)； “1”——一個點，用于確立坐標系某一軸向的原點；利用平面、直線、點分別確定三個軸向的零點——“平移”； 手動采點， 獲得特征圓1、圓2、平面1； 在插入菜單中，坐標系下選擇新建坐標系，用3-2-1法建立坐標系 首先利用平面1找正Z，然后利用圓1、圓2繞Z軸關(guān)于Z正旋轉(zhuǎn)至Y正；再平移原點至圓1。坐標系建立完成，建立如圖十九所示坐標系：

29、 圖3-3 坐標系選項 圖3-4 坐標系的建立 3.5 數(shù)據(jù)采集及處理 1、自由曲面掃描 曲面測量區(qū)域劃分原則如下： 1)盡量一次掃描完整張曲面，如果不能一次掃描完，應(yīng)在同一曲面上盡量劃分曲面形狀特征類似，并盡量減少測量分塊數(shù)目，以減少重復定位和重復建立測量坐標系的誤差。 2)測量區(qū)域劃分應(yīng)避免邊界線跨越特征線。在逆向CAD 建模過程中，一些局部曲線或曲面特征對曲面的形狀和品質(zhì)有關(guān)鍵性的影響。由逆向工程中特征定義不難看出，曲面特征是逆向CAD 建模的關(guān)鍵要素，它對控制具有復雜曲面的形狀具有極為重要的作用。在逆向工程曲面建模時嵌入棱線、脊線等

30、特征線，對提高模型的精度、增加數(shù)據(jù)壓縮比有相當重要的作用。因此測量區(qū)域劃分應(yīng)避免邊界線跨越特征線，即與特征線相交，尤其是在過渡圓角處的曲面，最好將過渡面劃分至一個測量區(qū)域內(nèi)，以保證特征數(shù)據(jù)的完整性，防止同一特征的二次測量數(shù)據(jù)拼合錯誤造成特征變異、失真。 3)測量區(qū)域內(nèi)特征線的走向應(yīng)盡可能一致。盡量使測量區(qū)域內(nèi)擁有一個特征線走向，以保證掃描方向與測量區(qū)域內(nèi)所有特征線走向保持近似垂直，以防造成細微特征數(shù)據(jù)的丟失。如果不能保證同一測量區(qū)域內(nèi)特征線走向一致，就需要減小掃描間距或針對局部曲面特征進行數(shù)據(jù)補測，使測量數(shù)據(jù)能夠完整反映所有曲面特征。 4)表面孔域補凸后再進行測量。 在反求CAD 建模過

31、程中，復雜曲面表面上的孔、槽等結(jié)構(gòu)一般采用定義內(nèi)邊界的形式不進行掃描測量，而是利用通用CAD 軟件的曲面延伸功能對曲面進行切向延伸，然后再用裁剪功能將孔設(shè)計出。這種方法降低了測量效率，破壞了曲面數(shù)據(jù)的完整性，同時，由于復雜曲面延伸時，對跨界切矢非常敏感，因此很難保證延伸曲面的形狀和精度。如果將曲面上的孔、槽等結(jié)構(gòu)用石膏或其它材料補上再進行測量，則不需要定義內(nèi)邊界就可以對曲面進行整體掃描測量。這既提高了測量效率，又保證了曲面數(shù)據(jù)的完整性。在用這種方法測量的數(shù)據(jù)進行曲面造型時，只需在曲面造型完成后，去掉填充材料，測量內(nèi)孔輪廓，再用通用CAD 軟件的裁剪功能對曲面進行裁剪即可，降低了曲面造型的難度和

32、工作量，同時保證了反求CAD 模型的精度。 5)曲面片掃描路徑盡量符合CAD 軟件的曲面重構(gòu)方式。 在重構(gòu)模式下最終目的是為了獲取被測曲面的CAD 模型。結(jié)合常用CAD 軟件中的掃描法、骨架法、過渡法、回轉(zhuǎn)法等曲面構(gòu)造方式，在CAD 軟件中生成曲面的最常用的方法是通過曲線，因此在三坐標測量機測量時要使曲面掃描路徑成“線”。 [2] 觀察實物特征并根據(jù)以上規(guī)定進行掃描路徑的分析，經(jīng)過分析有如下幾種方案： 圖3-6 方案二 圖3-5 方案一 掃描方向 軌跡 圖3-7 方案三 方案

33、一：轉(zhuǎn)臺掃描法，如圖二十，設(shè)置起始、方向及終止點，分數(shù)次掃描獲得較密集的點（每次掃描都要設(shè)置回轉(zhuǎn)軌跡），以便真實反映曲面的情況。（至少設(shè)置12次） 方案二：放射路徑掃描法，如圖二十一 所示（至少掃描25次），由掃描出來的曲線構(gòu)建曲面； 方案三：片區(qū)掃描法，設(shè)置如圖二十二的范圍，分四次掃描即得整張曲面，設(shè)置間距步長應(yīng)較小。 討論后使用方案三，因為片區(qū)掃描的掃描精度要大于前兩種，且設(shè)置次數(shù)少。此種方案為逆向反求的常用方法。  圖3-8 掃描對話框 圖3-9 掃描點云 2、規(guī)則部分掃描 依次利用開放路徑、閉合路徑、轉(zhuǎn)臺掃描工件外圓、內(nèi)孔及臺階，還有通

34、孔、沉孔；此時，有的特征只要測量或者掃描特征線，測量一個通孔合沉孔，造型時可利用三維軟件進行修補、縫合、陣列。 圖3-10 規(guī)則部分掃描 3、構(gòu)造特征 圖3-12 構(gòu)造曲面 圖3-11 構(gòu)造曲線 分別利用構(gòu)造器，構(gòu)造曲線、構(gòu)造曲面，為三維造型提供前提基礎(chǔ)。 3.6后處理 1、數(shù)據(jù)導出 圖3-13 導出數(shù)據(jù) 如圖，在文件菜單欄中選擇導出，設(shè)置導出格式為IGES，設(shè)置目錄及文件名稱，即可導出文件。 2、點云處理及三維實體創(chuàng)建 點云處理，最重要的是自由曲面部分；UG點云功能強大，所以，將數(shù)據(jù)導入UG中，首先除去測量過程中出現(xiàn)的壞點

35、（降噪處理），然后直接由點云生成曲面，如圖所示： 圖3-15 在PRO/E中做出曲面 圖3-14 UG中構(gòu)建曲面 圖3-17做出孔，并修飾完工 圖3-16 做出規(guī)則部分 圖3-18 壓力釋放盤工程圖 3、生成工程圖 4、利用master-cam數(shù)控編程 圖3-19 粗加工刀具參數(shù)設(shè)置 首先取檔，調(diào)入IGES格式文件，限定加工范圍，然后選擇刀具類型為牛鼻刀規(guī)格為φ25R5。 圖3-20 設(shè)置轉(zhuǎn)速進給 因使用涂層硬質(zhì)合金刀具，為合理配置刀具參數(shù)，故設(shè)置轉(zhuǎn)速1800r，進給1

36、20m/min， 圖3-21 設(shè)置加工預留量 曲面粗加工，預留加工余量0.5mm 圖3-22 設(shè)置走刀方向及加工角度 設(shè)置走刀為雙向銑削，加工角度90 圖3-24 半精加工刀具參數(shù)設(shè)定 圖3-23平行銑削加工路徑圖 選擇φ16R0.8的牛鼻刀 設(shè)置轉(zhuǎn)速為1800r，進給為120m/min圖3-25 半精加工轉(zhuǎn)速進給的設(shè)定 圖3-26 半精加工轉(zhuǎn)速進給的設(shè)定 設(shè)置預留量0.2mm  圖3-27 設(shè)置最大層切量 最大層切量0.5mm 圖3-28 半精加工刀具路徑圖 圖3-29 選擇刀具并設(shè)置加工參數(shù) 選擇精加工刀具：φ12的球刀。同時設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速1200r/min，進給100m/min。 圖3-30 設(shè)置走刀參數(shù) 設(shè)置走刀參數(shù)，加工余量為0 圖3-31 設(shè)置走刀參數(shù) 設(shè)置加工精度，刀間距及加工角度 圖3-32 精加工走刀路徑 生成刀具路徑 第4章 壓力釋放盤的生產(chǎn)制造 4.1加工工藝制定 粗車 調(diào)質(zhì) 粗銑曲面 淬火 精車 半精車 精銑曲面 1、簡單工藝流程 29