一种阀门壳体系列零件的数控编程方法技术

本发明专利技术涉及一种阀门壳体系列零件的数控编程方法，主要解决阀门壳体系列零件尺寸参数变化后，数控程序编制任务量大，重复劳动多，编程效率低的问题。本发明专利技术按照最小包容原则确定毛坯模型；采用一面两孔定位方法，设计外柱面加工专用夹具。在此基础上确定阀门壳体零件的加工工艺路线。按照阀门壳体零件的功能作用，确定系列特性参数及其内在关系，利用UG软件的方程式和系列特性参数表，建立阀门壳体零件模板模型，完成加工仿真，生成数控加工程序代码。零件模板模型系列特性参数变化更新后，编辑和继承加工操作，快速再次生成刀位文件，后处理，生成数控代码。以提高生产任务的快速响应能力。

【技术实现步骤摘要】
一种阀门壳体系列零件的数控编程方法
本专利技术属于机械制造数控加工
，具体涉及一种阀门壳体系列零件的数控编程方法。
技术介绍
随着我国航空航天技术的快速发展，阀门壳体类新型航天整体结构零件得到了更加广泛使用。阀门壳体零件用于控制流体的方向、压力和流量，主要由法兰、腔体、密封槽、螺纹孔等特征组成。法兰主要起到密封和连接作用，其上通常有连接用螺纹孔和密封用的密封槽；腔体主要是在保证强度基础上，起到控制液体或气体流向的作用。其连接表面要求质量高,同时法兰表面与腔体轴线有位置度要求，装夹定位要求高；法兰上密封槽要求精加工。壳体内腔为回转特征，加工时采用镗削加工方法，壳体外形为曲面采用球铣刀进行铣削加工。阀门壳体类零件，加工特征多，改型多，系列特性明显，数控程序编制任务量大，重复劳动多，编程效率低。
技术实现思路
本专利技术目的是针对阀门壳体系列零件数控编程任务大，重复劳动多，编程效率低的问题，提出了能够提高阀门壳体系列零件数控编程效率的数控编程方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种阀门壳体系列零件的数控编程方法，按照最小包容原则确定毛坯模型；采用一面两孔定位方法与外圆柱面的加工夹具，确定加工工艺路线；按照阀门壳体零件的功能作用，确定阀门壳体系列特性参数及其内在关系，利用UG软件的方程式和确定阀门壳体系列特性参数，建立阀门壳体零件模板模型，完成加工仿真，生成数控加工程序代码；阀门壳体零件模板模型系列特性参数变化更新，编辑和继承加工操作，快速再次生成刀位文件，经后处理，生成数控代码；其中：阀门壳体零件的外柱面的加夹具：由夹具底座1，左侧定位法兰壁2，右侧支撑法兰壁3，螺纹旋转夹紧组合装置4组成；其特征在于：该方法包括如下具体步骤：步骤1：确定阀门壳体零件的毛坯模型：按照最小包容原则确定毛坯模型；步骤2：粗铣、精铣上半圆柱面外形12，粗铣、精铣下半圆柱面外形13，粗铣、精铣圆柱面中部接缝处外形14时共需要在专用夹具上六次翻转工序模型；阀门壳体零件的外柱面加工时，阀门壳体零件采用大法兰17端面与左侧定位法兰壁2面重合，并利用大法兰17端面上两个对称孔通过螺钉进行定位，左侧定位法兰壁2中间开孔以方便镗刀对阀门壳体零件内孔进行加工，小法兰16端面被螺纹旋转夹紧组合装置4夹紧；步骤3：设计阀门壳体零件的加工工艺路线：将该加工工艺路线分为五大部分，其中：(a)阀门壳体零件内孔的粗加工：下料，半精车毛坯左端面9、毛坯右端面10，钻、扩、镗壳体零件内孔11；(b)阀门壳体零件的外圆柱面外形粗加工：粗铣上半圆柱面外形12，粗铣下半圆柱面外形13，粗铣圆柱面中部接缝处外形14，粗铣上法兰15端面、内孔；本部分加工工序需要使用步骤2设计的专用夹具；(c)热处理；(d)阀门壳体零件内孔的精加工：精铣小法兰16端面，精铣大法兰17端面、密封槽、螺纹孔攻丝，精铣小端面、钻孔、攻丝，精镗阀门壳体零件内孔11；(e)阀门壳体零件的外圆柱面外形精加工：精铣上法兰15)端面、钻底孔、攻丝、挖槽、精铣内孔，内部倒圆角；精铣上半圆柱面外形12，精铣下半圆柱面外形13，精铣圆柱面中部接缝处外形14；本加工部分需要使用步骤2设计的专用夹具；步骤4：建立阀门壳体零件模板模型：通过分析阀门壳体零件的功能和作用，确定阀门壳体系列特性参数及其内在关系，利用UG软件的方程式和阀门壳体系列特性参数相结合功能，建立阀门壳体零件模板模型；步骤5：完成阀门壳体零件模板模型的数控加工刀位文件、加工仿真、后处理，生成数控加工程序代码；在步骤4的基础上，按照步骤2分别设定阀门壳体零件模板模型相应加工特征的加工方法、刀具、对刀点、坐标系与辅助几何，设置工序工艺参数，并生成刀具轨迹、刀位文件，后处理，生成数控代码；步骤6：零件模板模型系列特性参数变化更新，编辑和继承加工操作，快速再次生成刀位文件，后处理，生成数控代码。本专利技术的突出的实质性特点和显著的有益效果是：本专利技术一种阀门壳体系列零件的数控编程方法，当阀门壳体零件模板模型的系列特性参数和相互关系发生变化更新时，通过编辑和继承加工操作，可实现NC程序的变型响应，提高系列零件数控加工程序编制的自动化程度。以解决系列零件，数控程序编制任务量大，重复劳动多，编程效率低的问题，提高生产任务的快速响应能力。附图说明图1是本专利技术阀门壳体零件的三维结构示意图；图2是本专利技术阀门壳体零件毛坯计算简图；图3是本专利技术阀门壳体系列零件的专用夹具三维结构示意图；图4是本专利技术阀门壳体系列零件的上表面加工工序夹具安装位置示意图；图5是本专利技术阀门壳体系列零件的下表面加工工序夹具安装位置示意图；图6是本专利技术阀门壳体系列零件的中间过渡表面加工工序夹具安装位置示意图；图7是本专利技术阀门壳体系列零件的上法兰端面加工工序夹具安装位置示意图；图8是本专利技术阀门壳体系列零件的端面加工工序模型图；图9是本专利技术阀门壳体系列零件的壳体内腔加工工序模型图；图10是本专利技术阀门壳体系列零件的法兰和外表面加工特征模型图；图11是本专利技术阀门壳体系列零件主模板正面剖视图的参数变量示意图；图12是图11A-A剖视图(小法兰)的参数变量示意图；图13是图11B-B剖视图(上法兰)的参数变量示意图；图14是图11C-C剖视图(大法兰)的参数变量示意图；图15是本专利技术阀门壳体系列零件结构示意图；图16零件族dd＝66、dk＝50、dq＝50驱动后的制造模型左侧面结构示意图；图17零件族dd＝71、dk＝55、dq＝55驱动后的制造模型左侧面结构示意图；图18本专利技术阀门壳体系列零件数控编程流程图；图19是本专利技术圆柱上表面铣削加工模拟的刀路轨迹；图20本专利技术阀门壳体系列零件工序导航器截图；图21重新编辑定义机床坐标系界面；图22是本专利技术内孔镗削加工模拟的刀路轨迹。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施做进一步说明。步骤1：确定阀门壳体零件的毛坯模型如图1所示阀门壳体零件的毛坯为圆棒料，材料为硬铝合金，加工所用设备为普通的三轴加工中心，非车铣复合、五轴及多轴加工中心或其他专用加工机床；按照最小包容原则确定毛坯模型。如图2所示，定义阀门壳体零件的毛坯直径参数为md，毛坯包络零件的最小直径参数ma，大端法兰外径直径为da，上端法兰外径直径为dl，壳体中心轴线与上端法兰端面的距离为lp，用于计算毛坯直径的中间参数为h，可有以下公式成立：ma:h＝h:(da/2+lp)(式1)h2＝(dl/2)2+(da/2+lp)2(式2)通过式1、式2可得到：ma＝[(dl/2)2+(da/2+lp)2]/[(dl/2)2+(da/2+lp)2](式3)取md＝round(ma+4)md＝round([(dl/2)2+(da/2+lp)2]/[(dl/2)2+(da/2+lp)2]+4)(式4)(式3)、(式4)中round为取整函数；并结合市场材料的规格尺寸，靠近规格尺寸取值来确定毛坯直径。步骤2：设计专用夹具如图3所示，阀门壳体零件的外柱面加工需要设计专用夹具；专用夹具由夹具底座1，左侧定位法兰壁2，右侧支撑法兰壁3，螺纹旋转夹紧组合装置4组成；粗铣、精铣上半圆柱面外形12，粗铣、精铣下半圆柱面外形13，粗铣、精铣圆柱面中部接缝处外形14时共需要在专用夹具上三次翻转工序模型；阀门壳体零件的外柱面加工阀门壳体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阀门壳体系列零件的数控编程方法，其特征在于：按照最小包容原则确定毛坯模型；采用一面两孔定位方法，设计外柱面加工专用夹具，确定加工工艺路线；按照阀门壳体零件的功能作用，确定系列特性参数及其内在关系，利用UG软件的方程式和系列特性参数表，建立阀门壳体零件模板模型，完成加工仿真，生成数控加工程序代码；零件模板模型系列特性参数变化更新，编辑和继承加工操作，快速再次生成刀位文件，经后处理，生成数控代码。

【技术特征摘要】
1.一种阀门壳体系列零件的数控编程方法，按照最小包容原则确定毛坯模型；采用一面两孔定位方法与外圆柱面的加工夹具，确定加工工艺路线；按照阀门壳体零件的功能作用，确定阀门壳体系列特性参数及其内在关系，利用UG软件的方程式和确定阀门壳体系列特性参数，建立阀门壳体零件模板模型，完成加工仿真，生成数控加工程序代码；阀门壳体零件模板模型系列特性参数变化更新，编辑和继承加工操作，快速再次生成刀位文件，经后处理，生成数控代码；其中：阀门壳体零件的外柱面的加夹具：由夹具底座(1)，左侧定位法兰壁(2)，右侧支撑法兰壁(3)，螺纹旋转夹紧组合装置(4)组成；其特征在于：该方法包括如下具体步骤：步骤1：确定阀门壳体零件的毛坯模型：按照最小包容原则确定毛坯模型；步骤2：粗铣、精铣上半圆柱面外形(12)，粗铣、精铣下半圆柱面外形(13)，粗铣、精铣圆柱面中部接缝处外形(14)时共需要在专用夹具上六次翻转工序模型；阀门壳体零件的外柱面加工时，阀门壳体零件采用大法兰(17)端面与左侧定位法兰壁(2)面重合，并利用大法兰(17)端面上两个对称孔通过螺钉进行定位，左侧定位法兰壁(2)中间开孔以方便镗刀对阀门壳体零件内孔进行加工，小法兰(16)端面被螺纹旋转夹紧组合装置(4)夹紧；步骤3：设计阀门壳体零件的加工工艺路线：将该加工工艺路线分为五大部分，其中：(a)阀门壳体零件内孔的粗加工：下料，半精车毛坯左端面(9)、毛坯右端面...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦慧斌，郑智贞，白云鑫，黄荣军，芦晓慧，何俊彦，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14