[发明专利]一种基于CATIA面向导管焊接夹具的法兰盘定位方法

权利要求书

1.一种基于CATIA面向导管焊接夹具的法兰盘定位方法，在CATIA中分别建立定位器模型、法兰盘模型、导管模型，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将定位器模型的定位端面与法兰盘模型的一端端面进行装配，并通过定位器模型按照一面两销的方式对法兰盘模型进行初定位；

步骤2、将导管模型与法兰盘模型的另一端的内孔进行装配，并测量得到法兰盘模型外轮廓轴线与导管模型轴线；

步骤3、确定法兰盘模型外轮廓轴线与导管模型轴线之间的轴线夹角、导管模型的导管外径、定位销半径；

步骤4、在CATIA中建立定位销位置草图解算模型，通过在定位销位置草图解算模型中输入轴线夹角、导管外径、定位销半径直接在定位器模型的定位端面上生成定位销位置草图，并在定位销位置草图处添加导管定位销；

所述步骤4中生成定位销位置草图具体包括以下步骤：

步骤A1、在定位器模型的定位端面上建立法兰盘坐标系O-XYZ，其中Z轴为法兰盘模型外轮廓轴线，原点O为法兰盘模型外轮廓轴线与导管模型轴线的交点；

步骤A2、在定位器模型的定位端面上建立导管坐标系O’-X’Y’Z’，其中Z’轴为导管轴线，X’轴与法兰盘坐标系中的X轴重合，原点O’与法兰盘坐标系中的原点O重合；

步骤A3、将轴线夹角、导管外径、定位销半径输入解算模型计算得到定位销位置草图圆心坐标(0，y)；

其中：y为定位销位置草图圆心纵坐标值；R为导管外径；θ为轴线夹角；r为定位销半径；

步骤A4、根据定位销位置草图圆心坐标(0，y)以及定位销半径r建立定位销位置草图。

2.根据权利要求1所述的一种基于CATIA面向导管焊接夹具的法兰盘定位方法，其特征在于，所述步骤4中建立定位销位置草图解算模型包括以下步骤：

步骤B1、建立基础图形集，并在基础图形集中输入法兰盘模型外轮廓轴线、导管模型轴线，并根据法兰盘模型外轮廓轴线与导管模型轴线解算得到两轴平面与法兰盘坐标系原点，所述两轴平面为法兰盘模型外轮廓轴线与导管模型轴线确定的唯一平面，所述法兰盘坐标系原点为法兰盘模型外轮廓轴线与导管模型轴线的交点；

步骤B2、建立坐标系集，并根据步骤B1中得到的两轴平面、法兰盘坐标系原点、法兰盘模型外轮廓轴线在坐标系集中建立法兰盘坐标系；

步骤B3、建立解算参数集，并在解算参数集中输入法兰盘模型外轮廓轴线与导管模型轴线之间的轴线夹角、导管外径、定位销半径作为解算参数；

步骤B4、建立解算集，在解算集中输入解算模型，然后将解算参数输入解算模型解算得到定位销位置草图。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于CATIA面向导管焊接夹具的法兰盘定位方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：

步骤C1、在导管坐标系O’-X’Y’Z’中建立导管模型的第一外曲面方程；

步骤C2、根据导管坐标系O’-X’Y’Z’与法兰盘坐标系O-XYZ之间的坐标转换关系，将第一外曲面方程转换成法兰盘坐标系O-XYZ中的第二外曲面方程；

步骤C3、将第二外曲面方程投影至定位器模型的定位端面得到内孔轮廓曲面方程，通过内孔轮廓曲面方程计算得到导管外径。

4.根据权利要求3所述的一种基于CATIA面向导管焊接夹具的法兰盘定位方法，其特征在于，所述导管坐标系O’-X’Y’Z’与法兰盘坐标系O-XYZ之间的坐标转换关系为：

其中：(x，y，z)为法兰盘坐标系O-XYZ中的坐标值；(x’，y’，z’)为导管坐标系O’-X’Y’Z’中的坐标值；θ为轴线夹角。

5.根据权利要求4所述的一种基于CATIA面向导管焊接夹具的法兰盘定位方法，其特征在于，所述第一外曲面方程为x’²+y’²＝R²；第二外曲面方程为x²+(ycosθ-zsinθ)²＝R²；其中(x’，y’)为导管坐标系O’-X’Y’Z’中的坐标值；(x，y)为法兰盘坐标系O-XYZ中的坐标值；θ为轴线夹角；R为导管外径。