[发明专利]厚壁接管相贯线加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种接管的加工工艺，特别涉及一种厚壁接管相贯线加工工艺。 

背景技术

在一些大型管道焊接件中,常常有很多两个筒体接管以正交或者有一定夹角相交而形成相贯线，相交而成的端面是一个封闭的空间曲面。目前接管相贯线加工的方法如主要包括人工气割、镗床加工、数控相贯线切割机，对于壁厚超过50mm的接管筒体，三种方法加工出来的相贯线都还需要后续处理才能很好的符合设计要求。后续处理一般靠人工打磨，但是效率及其低下，而且打磨出来的外形不能很好的达到与筒体开孔出弧面相吻合的设计要求。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术采用人工打磨相贯线效率低下的不足，提供一种加工效率高、加工成本低、操作方便的厚壁接管相贯线加工工艺。 

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案： 

一种厚壁接管相贯线加工工艺，所述的加工工艺包括以下步骤： 

步骤一、接管三维造型，在计算机上利用UG（Unigraphics NX）软件绘制出需要加工的接管三维相贯曲面图； 

步骤二、接管加工方案，选择加工方式、设置加工参数、进行轨迹检查、检验是否过切和干涉；若存在过切、干涉，则重新选择加工方式、加工参数，直至不存在过切和干涉；若不存在过切、干涉，利用UG软件生成描述加工过 程的刀具路径文件，然后后置处理器读取刀具路径文件并处理生成NC代码（数控代码）； 

步骤三、数控机床加工，CNC机床（计算机数字控制机床）采用数控落地镗铣床，将NC代码通过输入装置传输到CNC机床数控装置，数控系统对NC代码进行译码、数据处理、插补，CNC机床按照NC代码的要求，完成接管相贯线的加工；其中： 

接管轴线以垂直于机床导轨、平行于主轴的方式固定在数控落地镗铣床水平台面；采用接管轴线与机床导轨相垂直、与机床主轴相平行的方式比采用接管轴线与机床导轨水平台相平行放置的方式程序编制更简单、加工效率更高； 

加工方式采用顺铣的单向走刀路径，从上往下走刀，从远点向近点走刀；因为结合到刀具刚性，这样能让刀具不会出现扎刀的现象，并且采用顺铣的单向走刀路径，比逆铣的方法刀具所受到的阻力更小，加工起来更容易； 

加工方式包括粗加工和精加工，粗加工的目的是为了使接管相贯曲面2上多余的毛坯去除（排粗），精加工的目的是为了进一步修整相贯面，从而获得很好的加工表面； 

进一步的，粗加工选用玉米铣刀，精加工选用圆弧端面铣刀、玉米铣刀和球头铣刀中任一种铣刀；原因在与要加工的接管毛坯接管相贯线表面粗糙度较大（>Ra50），相贯线又是一个三维曲面，曲面上的每个点的法线向量都不同，所以对刀具刚性、刃口都有要求；若使用普通端面铣刀不能很好的控制刀具的过切与干涉，而且这种加工方法是有刀具向接管内杀刀的过程，所以最好考虑用圆弧端面刀具、玉米铣刀或球头铣刀；加工完的接管相贯线表面粗糙度的满足设计要求（<Ra25），其中球头铣刀加工效果最好，可以获得更为光滑的表面， 加工后的接管精度可以达到表面粗糙度Ra3.2。 

优选地，所述的加工方式中的粗加工参数的值分别设置为： 

采用玉米铣刀，刀具直径80mm，走刀量约600mm/min，进给量约14mm，刀具转速<400r/min。 

优选地，所述的加工方式中的精加工参数的值分别设置为： 

采用圆弧端面铣刀，刀具直径160mm，走刀量约850mm/min，进给量约14mm，刀具转速400-500r/min。 

考虑到接管的直径和厚度，如果选择使用球头铣刀，则需要Φ50mm以上的球头铣刀，考虑成本和精度，需要经过试验最后选择直径160mm圆弧端面铣刀，同样能达到设计要求。 

优选地，所述的粗加工过程中添加辅助曲面参与加工。这样在用大直径刀具进行表面粗加工时，将刀具不能进人的加工区域剔除在外，减少加工曲面的计算量，获得较短的刀具路径，缩短刀具的空运动行程，提高加工效率。 

优选地，所述的粗加工过程中，当两个筒体轴线相距e为O时，把相贯曲面划分为几个区域单独加工，，即利用CNC机床数控系统的镜像功能，只需生成相贯曲面对称的其中一侧区域自由曲面的NC代码，就可以镜像生成相贯曲面对称另一侧区域自由曲面的NC代码，从而完成整个相贯线的加工。 

优选地，所述的精加工过程中采用等高外形加工。