原装进口无差价ARELCO PNM-0084流量开关

4500米载人潜水器作为国家863计划重大项目之一，是我国自主设计并制造的深海资源探测及救援工具。潜水器的核心部件载人舱球壳，材料为TC4钛合金，其毛坯分为上、下两个半球冲压而成，完成机械加工后，比较终将两个半球焊接成一个整体圆球。

半球毛坯由一块TC4钛合金圆板冲压而成，受冲压工艺、板材材质、大厚度以及拉伸量过深等因素影响，半球毛坯外形极不规则，内外球面上甚至有多处凹坑，部分位置厚度接近精加工极限尺寸，加工余量偏小且极不均匀。由于毛坯价值非常高，采用传统的划线考料和机床考量找正等方法风险极大，需要确定毛坯所有部位精确的加工余量。

根据这种情况我公司采用三维扫描仪与传统找正相结合的方法，在加工前进行数据验证，比较终解决了毛坯找正的难题，完成了产品的加工。

一、毛坯存在的问题及找正风险

球壳毛坯外形极不规则，外径尺寸约为φ2258mm，内径约为φ2065mm，高度约为1261mm，重量为5吨。毛坯内外球面有多处凹坑（见图1、图2），口部直边不平整，用超声波测厚仪检测，厚度比较厚达到96mm，底部比较薄处厚度为57mm，理论余量3mm，但受内外圆凹坑供应特价 Hawe Z 37位置影响，实际余量小于3mm。

图1毛坯球面凹坑1

图2毛坯

由于半球毛坯存在的问题以及钛合金不规则外形的粗加工变形大，找正误差、装夹以及粗加工后真空退火处理变形等因素，加工风险很大。毛坯找正的重点在于底部比较薄位置，同时要兼顾不规则形状和多处凹坑。使用常规的划线考料和机床考量等找正方法，无法确保所有部位加工余量足够。正式加工前的首要问题就是建立毛坯的三维模型，之后实现球壳毛坯精确找正，将逆向工程的毛坯理想状态在机床上找正时重现。

二、建立毛坯Baumer​无轴承编码器​MDFK08_Baumer-无轴承编码器​MDFK08参数及型号三维模型和数据分析

（1）建立毛坯三维模型前的准备。为了使毛坯在机床上能按照逆向工程三维模型给出的数据精确定位，需要在毛坯2个工艺搭子上加工出拉直基准，在开口端面上铣出十字直边，以方便打表定位（见图3）。由于四个工艺搭子不平，需制作自适应调平压XT15i全自动脂肪测定仪紧工装，避免工艺装夹变形。

图3工件在机床上加工拉直基准和十字直边

（2）逆向工程建立三维模型。载人舱球壳采用德国GOM公司的ATOS测量系统来建立毛坯的三维模型。其原理是用测量头的两个相机记录下投射在物体表面的条纹图像，软件计算出测量点云的三维坐标。针对球壳毛坯的内外两个面，将球壳分成多个部分分别进行测量。然后系统利用参考点，自动确定实测测量头的位置，并将所有测量数据转换到一个共同的物体坐标系里，由点云自动生成产品毛坯的三维模型（见图4）。在照相时注重毛坯凹陷位置，力求数据准确。

图4采用ATOS系统进行三维造型

（3）数据分析。通过ATOS三维扫描逆向工程后得到的数据点进行曲面重构，由各曲面通过UG软件缝合成三维模型（见图5），采用ATOS软件与理论模型自动匹配得到基础数据，分析出毛坯余量比较小区域和值（见图6）。毛坯比较小余量位置在内球面底部，数值为0.9mm。

由于球壳圆周上要开孔，以焊接出入孔座和观察孔座，所以尽可能地将毛坯有缺陷的位置在开孔时去除掉。参照ATOS得出的数据，用UG装配手动调整逆向工程三维模型与理论模型位置，重点考虑底部余量比较小区域和凹坑，同时兼顾毛坯各供应HBC radiomatic quadrix; 液压阀处余量尽可能均匀，得出机床的找正数据。

图5球壳逆向工程得到的三维模型

图6 ATOS自动匹配得到的比较小余量数据

三、机床找正及数据验证

（1）机床找正。先将工件吊上自适应调平压紧工装，放平工件，用工装上的支撑柱支撑工件上的4个工艺搭子并进行微调，用百分表粗供应SCHUNK接近开关301474拉直工艺搭子上的拉直基准。根据分析对比得到的机床找正数据（见图7），用百分表调整工件的端面位置状态，接近于找正数据。用百分表精拉直基准，后重新用百分表调整工件，使打表数据与机床找正数据相同。比较后打表压紧工件，工件压紧状态和自由状态，百分Knoll TG40-52/22285 离心泵表的变动小于0.05mm。

（2）机床数据验证。工件毛坯按高度距离100mm，圆周30°的经纬度进行分点，在机床上用测量探头采集半径数据。数据采集完成后与毛坯三维模型数据对比分析，确定无误后进行产品的基准平面和内、外圆基准的加工。

粗加工时内、外圆单面留量5mm加工，使毛坯大部分见光。工件开孔，焊接孔座，真空热处理后重新逆向工程，建立三维模型，确认工件变形量及毛坯比较小余量位置是否需要借量加工。

精加工前，在机床上用直径10mm的球刀试切比较小余量位置，见光毛坯面，比较终确定是否借量加工。