一種閥門殼體系列零件的數(shù)控編程方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機械制造數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種閥門殼體系列零件的數(shù)控 編程方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國航空航天技術(shù)的快速發(fā)展，閥門殼體類新型航天整體結(jié)構(gòu)零件得到了更 加廣泛使用。閥門殼體零件用于控制流體的方向、壓力和流量，主要由法蘭、腔體、密封槽、 螺紋孔等特征組成。法蘭主要起到密封和連接作用，其上通常有連接用螺紋孔和密封用的 密封槽；腔體主要是在保證強度基礎(chǔ)上，起到控制液體或氣體流向的作用。其連接表面要求 質(zhì)量高，同時法蘭表面與腔體軸線有位置度要求，裝夾定位要求高；法蘭上密封槽要求精 加工。殼體內(nèi)腔為回轉(zhuǎn)特征，加工時采用鏜削加工方法，殼體外形為曲面采用球銑刀進行銑 削加工。
[0003] 閥門殼體類零件，加工特征多，改型多，系列特性明顯，數(shù)控程序編制任務(wù)量大，重 復(fù)勞動多，編程效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是針對閥門殼體系列零件數(shù)控編程任務(wù)大，重復(fù)勞動多，編程效率低 的問題，提出了能夠提高閥門殼體系列零件數(shù)控編程效率的數(shù)控編程方法。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0006] 一種閥門殼體系列零件的數(shù)控編程方法，其特征在于：按照最小包容原則確定毛 坯模型；采用一面兩孔定位方法，設(shè)計外柱面加工專用夾具，確定加工工藝路線；按照閥門 殼體零件的功能作用，確定系列特性參數(shù)及其內(nèi)在關(guān)系，利用UG軟件的方程式和系列特性 參數(shù)表，建立閥門殼體零件模板模型，完成加工仿真，生成數(shù)控加工程序代碼；零件模板模 型系列特性參數(shù)變化更新，編輯和繼承加工操作，快速再次生成刀位文件，經(jīng)后處理，生成 數(shù)控代碼。
[0007] 該方法包括如下具體步驟：
[0008] 步驟1 :確定閥門殼體零件的毛坯模型：按照最小包容原則確定毛坯模型；
[0009] 步驟2 :設(shè)計專用夾具：
[0010] 閥門殼體零件的外柱面加工需要設(shè)計專用夾具；專用夾具由夾具底座（1)，左側(cè) 定位法蘭壁（2)，右側(cè)支撐法蘭壁（3)，螺紋旋轉(zhuǎn)夾緊組合裝置（4)組成；粗銑、精銑上半圓 柱面外形（12)，粗銑、精銑下半圓柱面外形（13)，粗銑、精銑圓柱面中部接縫處外形（14)時 共需要在專用夾具上六次翻轉(zhuǎn)工序模型；
[0011] 閥門殼體零件的外柱面加工時，閥門殼體零件采用大法蘭（17)端面與左側(cè)定位 法蘭壁（2)面重合，并利用大法蘭（17)端面上兩個對稱孔通過螺釘進行定位，左側(cè)定位法 蘭壁（2)中間開孔以方便鏜刀對閥門殼體零件內(nèi)腔進行加工，小法蘭（16)端面被螺紋旋轉(zhuǎn) 夾緊組合裝置（4)夾緊；
[0012] 步驟3 :設(shè)計閥門殼體零件的加工工藝路線：將該加工工藝路線分為五大部分，其 中：
[0013](a)閥門殼體零件內(nèi)腔的粗加工：下料，半精車毛坯左端面（9)、毛坯右端面（10)， 鉆、擴、鏜殼體內(nèi)腔（11);
[0014] (b)閥門殼體零件的外圓柱面外形粗加工：粗銑上半圓柱面外形（12)，粗銑下半 圓柱面外形（13)，粗銑圓柱面中部接縫處外形（14)，粗銑上法蘭（15)端面、內(nèi)孔；本部分加 工工序需要使用步驟2設(shè)計的專用夾具；
[0015] (c)熱處理；
[0016] ⑷閥門殼體零件內(nèi)腔的精加工：精銑小法蘭（16)端面，精銑大法蘭（17)端面、 密封槽、螺紋孔攻絲，精銑小端面、鉆孔、攻絲，精鏜殼體內(nèi)孔（11);
[0017] (e)閥門殼體零件的外圓柱面外形精加工：精銑上法蘭（15)端面、鉆底孔、攻絲、 挖槽、精銑內(nèi)孔，內(nèi)部倒圓角；精銑上半圓柱面外形（12)，精銑下半圓柱面外形（13)，精銑 圓柱面中部接縫處外形（14);本加工部分需要使用步驟2設(shè)計的專用夾具；
[0018] 步驟4 :建立閥門殼體零件模板模型：
[0019] 通過分析閥門殼體零件的功能和作用，確定閥門殼體系列特性參數(shù)及其內(nèi)在關(guān) 系，利用UG軟件的方程式和系列特性參數(shù)表相結(jié)合功能，建立閥門殼體零件模板模型；
[0020] 步驟5 :完成閥門殼體零件模板模型的數(shù)控加工刀位文件、加工仿真、后處理，生 成數(shù)控加工程序代碼；
[0021] 在步驟4的基礎(chǔ)上，按照步驟2分別設(shè)定閥門殼體零件模板模型相應(yīng)加工特征的 加工方法、刀具、對刀點、坐標(biāo)系等輔助幾何，設(shè)置工序工藝參數(shù)，并生成刀具軌跡、刀位文 件，后處理，生成數(shù)控代碼；
[0022] 步驟6 :零件模板模型系列特性參數(shù)變化更新，編輯和繼承加工操作，快速再次生 成刀位文件，后處理，生成數(shù)控代碼。
[0023] 所述閥門殼體零件的主要功能是用來控制流體的方向、壓力、流量，選取所述閥門 殼體的三個法蘭內(nèi)徑分別作為其各個法蘭上其它特征的驅(qū)動尺寸，法蘭上的其它尺寸作為 從動尺寸；每個法蘭上螺紋孔個數(shù)、大小根據(jù)設(shè)計用于安裝螺栓保證連接強度，選取各個法 蘭上螺紋孔的個數(shù)、大小也作為驅(qū)動尺寸。密封槽的大小、深度參數(shù)也作為驅(qū)動特征，用于 驅(qū)動系列零件的生成，并建立毛坯模型尺寸與零件模型尺寸之間的關(guān)系。利用UG軟件的方 程式及系列特性參數(shù)表相結(jié)合功能，建立所述閥門殼體零件模板模型，并完成加工仿真與 數(shù)控編程；實現(xiàn)所述閥門殼體零件模板模型系列特性參數(shù)變化更新，編輯和繼承加工操作， 快速再次生成刀位文件，后處理，生成數(shù)控代碼。
[0024] 本發(fā)明的突出的實質(zhì)性特點和顯著的有益效果是：
[0025] 本發(fā)明一種閥門殼體系列零件的數(shù)控編程方法，當(dāng)閥門殼體零件模板模型的系列 特性參數(shù)和相互關(guān)系發(fā)生變化更新時，通過編輯和繼承加工操作，可實現(xiàn)NC程序的變型響 應(yīng)，提高系列零件數(shù)控加工程序編制的自動化程度。以解決系列零件，數(shù)控程序編制任務(wù)量 大，重復(fù)勞動多，編程效率低的問題，提高生產(chǎn)任務(wù)的快速響應(yīng)能力。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明閥門殼體零件的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明閥門殼體零件毛坯計算簡圖；
[0028] 圖3是本發(fā)明閥門殼體系列零件的專用夾具三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖4是本發(fā)明閥門殼體系列零件的上表面加工工序夾具安裝位置示意圖；
[0030] 圖5是本發(fā)明閥門殼體系列零件的下表面加工工序夾具安裝位置示意圖；
[0031] 圖6是本發(fā)明閥門殼體系列零件的中間過渡表面加工工序夾具安裝位置示意圖；
[0032] 圖7是本發(fā)明閥門殼體系列零件的上法蘭端面加工工序夾具安裝位置示意圖；
[0033] 圖8是本發(fā)明閥門殼體系列零件的端面加工工序模型圖；
[0034] 圖9是本發(fā)明閥門殼體系列零件的殼體內(nèi)腔加工工序模型圖；
[0035] 圖10是本發(fā)明閥門殼體系列零件的法蘭和外表面加工特征模型圖；
[0036] 圖11是本發(fā)明閥門殼體系列零件主模板正面剖視圖的參數(shù)變量示意圖；
[0037] 圖12是圖11A-A剖視圖（小法蘭）的參數(shù)變量示意圖；
[0038] 圖13是圖11B-B剖視圖（上法蘭）的參數(shù)變量示意圖；
[0039] 圖14是圖11C-C剖視圖（大法蘭）的參數(shù)變量示意圖；
[0040] 圖15是本發(fā)明閥門殼體系列零件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖16零件族dd= 66、dk= 50、dq= 50驅(qū)動后的制造模型左側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖17零件族dd= 71、dk= 55、dq= 55驅(qū)動后的制造模型左側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖18本發(fā)明閥門殼體系列零件數(shù)控編程流程圖；
[0044] 圖19是本發(fā)明圓柱上表面銑削加工模擬的刀路軌跡；
[0045] 圖20本發(fā)明閥門殼體系列零件工序?qū)Ш狡鹘貓D；
[0046] 圖21重新編輯定義機床坐標(biāo)系界面；
[0047] 圖22是本發(fā)明內(nèi)孔鏜削加工模擬的刀路軌跡。
【具體實施方式】
[0048] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施做進一步說明。
[0049] 步驟1 :確定閥門殼體零件的毛坯模型
[0050] 如圖1所示閥門殼體零件的毛坯為圓棒料，材料為硬鋁合金，加工所用設(shè)備為普 通的三軸加工中心，非車銑復(fù)合、五軸及多軸加工中心或其他專用加工機床；按照最小包容 原則確定毛坯模型。
[0051] 如圖2所示，定義閥門殼體零件的毛坯直徑參數(shù)為md，毛坯包絡(luò)零件的最小直徑 參數(shù)ma，大端法蘭外徑直徑為da，上端法蘭外徑直徑為dl，殼體中心軸線與