一种管接头与管座一体式集管的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种管接头与管座一体式集管的加工方法，
【背景技术】
[0002]集管是蛇形管高压加热器中一个重要的零部件，其结构就是在一个进(出)水管表面增加若干个用于与换热管相连接的管接头，这样结构就可以将常规U形管式加热器中进(出)水管和管板的功能集中合二为一，直接取消管板结构。
[0003]管接头与管座一体式集管是指将集管管座与其表面约2000个管接头设计成整体结构，这些管接头均匀向心分布在集管管座表面，且管接头与管接头间互相成三角形排布。因为这些管布置于表面的接头尺寸小，结构复杂，且数量多，又有较高的精度要求，所以一体式集管的加工难度很大。针对这种结构复杂的一体式集管通常的做法是采用大型六轴联动数控机床上进行加工，但这些大型六轴联动机床本身价格就比较昂贵且装备数量较少，这样就会造成加工工时成本高昂，使整个制造成本大大的提高。而相对与六轴联动数控机床，三轴数控机床的装备数量较多，使用成本低，因此合理有效的利用三轴数控机床对一体式集管进行数控加工可以有利于降低加工成本。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的问题是提供一种利用三轴数控机床实现对管接头与管座一体化集管的数控加工方法。
[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种管接头与管座一体式集管的加工方法，其特征在于，采用三轴数控机床加工，具体包括以下步骤:
[0006]步骤1):在三维软件UG的建模模块中根据集管毛坯尺寸和零件的参数尺寸分别构建集管的毛坯模型和零件模型，并导入其自带的CAM模块中，设置加工原点，将相同向心角的管接头视为一组，依次对各组管接头进行加工编程；采用型腔铣的方式，先粗加工后精加工分别生成三轴机床联动刀路轨迹程序，再根据机床控制系统调用相对应的后处理生成加工程序；
[0007]步骤2):将集管毛坯件装夹在角度变位工装上，并连同工装本体一起置于三轴机床工作平台上固定；将机床加工原点与程序中设定的加工原地设为一致；
[0008]步骤3):分别导入粗加工程序和精加工程序，在三轴数控机床上对集管第一组同一向心角的管接头进行联动加工；
[0009]步骤4):当前组管接头加工完成后，按向心角度数，利用变位工装旋转集管毛坯，使下一组管接头中轴线平行于三轴机床的Z轴；再次导入粗加工程序和精加工程序，继续加工当前组管接头；重复上述步骤，直至集管表面所有管接头全部加工完成。
[0010]本发明的优点是:有效的利用常见的三轴数控机床实现对管接头与管座一体化集管的数控加工，替代了采用六轴联动机床的加工方式，在不降低加工效率和精度的前提下，大大降低了工件制造的生产成本。
【附图说明】
[0011]图1为管接头与管座一体化集管的外形示意图；
[0012]图2为管接头与管座一体化集管的表面开孔的展开图；
[0013]图3为管接头与管座一体化集管的管接头局部放大图；
[0014]图4为管接头与管座一体化集管的模拟件外形示意图。
【具体实施方式】
[0015]为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0016]实施例
[0017]如图4所示，为一体式集管的小件模拟体。用于加工此模拟件的坯料尺寸为内径为175mm，外径为350mm，长度为440mm。在整个集管表面沿周向260°范围内布满了共77个向心的接管，向心管接头伸出集向管表面50mm。
[0018]根据上述参数尺寸，在UG建模模块中分别建立两个模型用于集管零件和集管毛坯，然后导入至CAM数控模块。按照向心角的分布情况分别建立14个加工参考基准面和加工原点中心，用于加工每组不同向心角上管接头。分别以每一组为单位，选用不同的刀具建立粗加工和精加工刀具轨迹线，并通过UG自带的仿真模块对刀轨进行加工干涉过切验证，确保加工时刀具不会发生过切和碰撞后，再通过与机床控制系统相对应的后处理模块生成粗加工程序和精加工程序。
[0019]将工件置于角度变位工装上并固定后，连同工装本体一起装夹在三轴机床工作平台上。校正工件，并将机床加工原点与第一组管接头程序中设定的加工原地设为一致。导入粗加工程序和精加工程序，使用不同的直角平底立铣刀和球形铣刀分别对第一组管接头进行三轴联动加工。加工完成后，按照向心角的度数布置调节变位工装将下一组管接头旋转至加工平面。再次导入第二组管接头的粗加工程序和精加工程序，采用相同的方式完成第二组的管接头加工，以此类推直至完成全部14组共77个管接头的数控加工。
【主权项】
1.一种管接头与管座一体式集管的加工方法，其特征在于，采用三轴数控机床加工，具体包括以下步骤: 步骤1):在三维软件UG的建模模块中根据集管毛坯尺寸和零件的参数尺寸分别构建集管的毛坯模型和零件模型，并导入其自带的CAM模块中，设置加工原点，将相同向心角的管接头视为一组，依次对各组管接头进行加工编程；采用型腔铣的方式，先粗加工后精加工分别生成三轴机床联动刀路轨迹程序，再根据机床控制系统调用相对应的后处理生成加工程序； 步骤2):将集管毛坯件装夹在角度变位工装上，并连同工装本体一起置于三轴机床工作平台上固定；将机床加工原点与程序中设定的加工原地设为一致； 步骤3):分别导入粗加工程序和精加工程序，在三轴数控机床上对集管第一组同一向心角的管接头进行联动加工； 步骤4):当前组管接头加工完成后，按向心角度数，利用变位工装旋转集管毛坯，使下一组管接头中轴线平行于三轴机床的Z轴；再次导入粗加工程序和精加工程序，继续加工当前组管接头；重复上述步骤，直至集管表面所有管接头全部加工完成。
【专利摘要】本发明公开了一种管接头与管座一体式集管的加工方法，其特征在于，采用三轴数控机床加工，依次经过在三维软件UG的建模模块中根据集管毛坯尺寸和零件的参数尺寸分别构建集管的毛坯模型和零件模型，并导入其自带的CAM模块中，设置加工原点，将相同向心角的管接头视为一组，依次对各组管接头进行加工编程；采用型腔铣的方式，分别生成三轴机床联动刀路轨迹程序，再根据机床控制系统调用相对应的后处理生成加工程序等步骤，使集管表面所有管接头加工完成。本发明有效的利用常见的三轴数控机床实现对管接头与管座一体化集管的数控加工，替代了采用六轴联动机床的加工方式，在不降低加工效率和精度的前提下，大大降低了工件制造的生产成本。
【IPC分类】B23C3/00
【公开号】CN105345110
【申请号】CN201510900050
【发明人】许向东, 陆文龙, 阮云峰, 张旭, 赵敏凯
【申请人】上海电气电站设备有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月8日