本發(fā)明屬于機(jī)械加工領(lǐng)域，涉及焊接彎管類零件的定位焊接夾具的加工方法，此定位焊接夾具用于將若干個(gè)成型后的彎管零件焊接成一個(gè)整體的彎管零件。

背景技術(shù)：

焊接過程中需要借助夾具對焊接部件進(jìn)行定位，雖然現(xiàn)有的焊接夾具能夠?qū)Ρ缓腹ぜM(jìn)行定位，但仍會(huì)存在焊接不準(zhǔn)確的問題?，F(xiàn)有的焊接夾中，為了方便被焊工件可以更好的放入定位區(qū)域，焊接夾具與被焊工件之前會(huì)留有間隙，而預(yù)留的這些間隙會(huì)使被焊工件之間、被焊工件與焊接夾具之間貼靠不緊。此時(shí)，為保證焊接質(zhì)量，需要人工協(xié)助，如果人員之間配合不默契，也可能導(dǎo)致焊接不良的問題。尤其是對于彎管結(jié)構(gòu)的焊接，現(xiàn)階段仍存著較多問題，焊接后的彎管結(jié)構(gòu)狀態(tài)，對此類定位焊接工裝的定位結(jié)構(gòu)要求較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種定位焊接夾具加工方法，滿足零件的焊接加工要求。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種定位焊接夾具加工裝置的方法，具體包括以下步驟：

第一步，加工用于連接三個(gè)托架和兩個(gè)定位銷機(jī)構(gòu)的底板，數(shù)控劃針劃出托架和定位銷機(jī)構(gòu)的位置線

1.1)鉗工劃出底板外形，銑工按鉗工劃的外形線銑底板的外形。

1.2)采用數(shù)控機(jī)床加工，在底板上制基準(zhǔn)孔(此基準(zhǔn)孔是之后加工三處托架和定位銷機(jī)構(gòu)的基準(zhǔn))；按數(shù)控編制的程序用劃針劃出三處托架和兩處定位銷機(jī)構(gòu)的位置，運(yùn)用catiav5中的ncmanufacturing模塊里的advancedmachining命令進(jìn)行數(shù)控設(shè)置；具體如下：

1.2.1)在advancedmachining模式下的partoperation命令里設(shè)置機(jī)床參數(shù)，選取底板的基準(zhǔn)孔作為加工中的基準(zhǔn)坐標(biāo)，并設(shè)置x軸、y軸、z軸方向；之后在partoperation選項(xiàng)里添加manufacturingprogram程序條；

1.2.2)在manufacturingprogram程序條下添加curvefollowing命令，添加此命令后出現(xiàn)五個(gè)選項(xiàng)界面：在第一個(gè)選項(xiàng)中設(shè)置劃針加工步距參數(shù)碼，在machiningtolerance機(jī)床精度設(shè)置中填寫精度為0.1mm；在第二個(gè)選項(xiàng)中選取焊接夾具數(shù)據(jù)集中三個(gè)擋塊和兩個(gè)托架的外形線，也就是劃針的行程路徑，劃線深度設(shè)置為0.2mm；在第三個(gè)選項(xiàng)中選取加工刀具，選擇刀具庫中的劃針；在第四個(gè)選項(xiàng)中填寫刀具的轉(zhuǎn)速和機(jī)床進(jìn)給速度；在第五個(gè)選項(xiàng)中設(shè)置進(jìn)刀和退刀的參數(shù)，進(jìn)刀和退刀選擇addaxialmotion命令，數(shù)值均為100mm。五個(gè)選項(xiàng)界面中的各參數(shù)設(shè)置后點(diǎn)擊toolpathreplay，計(jì)算刀具加工軌跡，仿真演示無誤后點(diǎn)擊確定保存。

第二步，加工用于定位焊接零件的托架和定位銷機(jī)構(gòu)

托架和定位銷機(jī)構(gòu)均為焊接結(jié)構(gòu)，單件加工后進(jìn)行焊接，焊接后燜火去除焊接后的內(nèi)力，燜火之后銑床銑平托架和定位銷機(jī)構(gòu)的底面，保證二者與底板貼合。所述的托架與零件貼合的型面不加工、定位銷機(jī)構(gòu)的定位孔不加工

第三步，整體加工底板與托架及定位銷機(jī)構(gòu)

鉗工按數(shù)控劃針劃出的托架和定位銷機(jī)構(gòu)的位置線，將托架和定位銷機(jī)構(gòu)與底板裝成后，再設(shè)制定位孔和螺紋裝配孔；之后采用數(shù)控機(jī)床加工方法，加工托架與彎管零件貼合的型面，并加工定位銷機(jī)構(gòu)的定位孔，所述的加工定位孔的基準(zhǔn)為步驟1.2)中加工底板時(shí)設(shè)置的基準(zhǔn)孔，統(tǒng)一基準(zhǔn)用于降低累積誤差。

所述的數(shù)控機(jī)床加工方法具體為：

3.1)擋塊的數(shù)控加工

3.1.1)運(yùn)用catiav5中的ncmanufacturing模塊里的advancedmachining命令進(jìn)行數(shù)控設(shè)置。此次數(shù)控加工的基準(zhǔn)與底板的加工基準(zhǔn)一致，采用同樣的坐標(biāo)軸為基準(zhǔn)，在底板的partoperation中直接加入manufacturingprogram程序條；

3.1.2)在manufacturingprogram程序條下添加contour-driven命令，添加此命令后出現(xiàn)五個(gè)程序選項(xiàng)界面：在第一個(gè)選項(xiàng)界面中設(shè)置機(jī)床精度0.01mm，在edgeselection命令選擇需加工的托架曲面的最邊緣線，并且加工箭頭方向選擇指向型面(此命令表示以邊緣線為基準(zhǔn)，延著邊緣線加工箭頭所指向的方向的所選取的型面)，在radial中的sweepingstrategy選項(xiàng)中選擇從引導(dǎo)線加工到型面命令(fromguidetozonecenter)，在刀具徑向步距選項(xiàng)(distancebetweenpaths)中設(shè)置為0.3mm；在第二個(gè)選項(xiàng)界面中選擇被加工的曲面，選擇三處托架與零件的貼合面，加工型面后留有的余量(offsetonpart)選擇0mm；在第三個(gè)選項(xiàng)界面中選擇刀具，選擇球刀加工曲面；在第四個(gè)選項(xiàng)界面中選擇設(shè)置機(jī)床的進(jìn)給參數(shù)和刀具的轉(zhuǎn)數(shù)；在第五個(gè)選項(xiàng)中選取加工進(jìn)刀和退刀的參數(shù)，進(jìn)退刀均選擇alongtoolaxis命令，設(shè)置為100mm；選項(xiàng)中的各參數(shù)設(shè)置后點(diǎn)擊toolpathreplay，計(jì)算出刀具加工軌跡，仿真演示無誤后點(diǎn)擊確定保存。

2)定位銷機(jī)構(gòu)的數(shù)控加工

在partoperation中繼續(xù)加入manufacturingprogram程序條，在程序條下選擇spotdrilling命令，添加此命令后出現(xiàn)五個(gè)程序選項(xiàng)界面：在第二個(gè)選項(xiàng)界面中選擇需要加工的五軸孔，在nopoint中選擇需要加工的五軸孔的圓心，將默認(rèn)的fixedaxis參數(shù)改為variableaxis(前者用于加工三軸孔，后者用于加工五軸孔)；在第三個(gè)選項(xiàng)界面選擇刀具為鉆頭；在第四個(gè)選項(xiàng)界面中選擇設(shè)置機(jī)床的進(jìn)給參數(shù)和刀具的轉(zhuǎn)數(shù)；在第五個(gè)選項(xiàng)中選取加工進(jìn)刀和退刀的參數(shù)，進(jìn)退刀方式選擇addaxialmotion命令加addmotiontoaline命令，line的方向選擇需要加工的五軸孔的軸向；選項(xiàng)中的各參數(shù)設(shè)置后點(diǎn)擊toolpathreplay計(jì)算出刀具加工軌跡，仿真演示無誤后點(diǎn)擊確定保存。數(shù)控加工后測量合格，鉗工打光數(shù)控加工型面后交檢。

本發(fā)明的有益效果為：采用本發(fā)明提供的加工方法能夠保證三處托架與定位銷機(jī)構(gòu)的相對位置關(guān)系，并且保證定位焊接夾具的公差要求。

附圖說明

圖1為焊接后的彎管零件示意圖。

圖2為定位焊接夾具的示意圖。

圖3為定位焊接夾具和焊接零件的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1為此類彎管零件焊接后的示意圖，該彎管零件由三個(gè)彎管零件焊接成。圖2為此類定位焊接夾具示意圖，此工裝設(shè)計(jì)了三處托架和兩處定位銷機(jī)構(gòu)，用于定位三個(gè)彎管零件，保證焊接位置要求。圖3為定位焊接夾具和焊接零件的整體示意圖。一種定位焊接夾具加工裝置，包括三個(gè)托架、兩個(gè)定位銷、底板；托架和定位銷機(jī)構(gòu)均為焊接結(jié)構(gòu)，用于定位焊接零件，保證焊接位置要求。所述的兩個(gè)定位銷固定安裝在底板的左右兩端，所述的三個(gè)托架分別固定安裝在底板上方。

以下為彎管零件的焊接工裝的具體工藝加工方案：

1)底板的加工：底板用于連接三個(gè)托架和兩個(gè)定位銷機(jī)構(gòu)。具體工藝加工方法如下，刨床加工底板的厚二面至圖紙尺寸并留余量0.3-0.5mm，磨床磨削厚二面平行至圖紙尺寸要求，鉗工劃出底板的外形，銑工按鉗工劃的外形線銑底板的外形。之后采用數(shù)控機(jī)床加工，制基準(zhǔn)孔(此基準(zhǔn)孔也是之后加工三處托架和定位銷機(jī)構(gòu)的基準(zhǔn))，并且按數(shù)控編制的程序用劃針劃出三處托架和兩處定位銷機(jī)構(gòu)的位置，運(yùn)用catiav5軟件中的ncmanufacturing模塊里的advancedmachining命令進(jìn)行數(shù)控編程。首先在partoperation命令里設(shè)置機(jī)床參數(shù)，選取底板的基準(zhǔn)孔作為加工中的基準(zhǔn)坐標(biāo)，之后在partoperation選項(xiàng)里添加manufacturingprogram程序條，在此程序條下添加curvefollowing命令，添加此命令后出現(xiàn)程序編制選項(xiàng)，在第一個(gè)選項(xiàng)中設(shè)置劃針加工步距參數(shù)碼，在machiningtolerance機(jī)床精度設(shè)置中填寫精度為0.1mm；在第二個(gè)選項(xiàng)中選取焊接夾具數(shù)據(jù)集中三個(gè)擋塊和兩個(gè)托架的外形線，也就是劃針的行程路徑，劃線深度設(shè)置為0.2mm；在第三個(gè)選項(xiàng)中選取加工刀具，選擇刀具庫中的劃針；在第四個(gè)選項(xiàng)中填寫刀具的轉(zhuǎn)速和機(jī)床進(jìn)給速度；在第五個(gè)選項(xiàng)中設(shè)置進(jìn)刀和退刀的參數(shù)，進(jìn)刀和退刀選擇addaxialmotion命令，數(shù)值都為100mm；選項(xiàng)中的各參數(shù)設(shè)置后點(diǎn)擊toolpathreplay計(jì)算出刀具加工軌跡，仿真演示無誤后點(diǎn)擊確定保存。

2)托架和定位銷機(jī)構(gòu)的加工：托架和定位銷機(jī)構(gòu)用于定位焊接零件，托架和定位銷機(jī)構(gòu)均為焊接結(jié)構(gòu)，單件加工后(托架與零件貼合的型面及定位銷機(jī)構(gòu)的定位孔不加工)，按設(shè)計(jì)圖紙焊接成，焊接后燜火去除焊接后的內(nèi)力，燜火之后銑床銑平托架和定位銷機(jī)構(gòu)的底面(保證與底板貼合)。

3)底板與托架及定位銷機(jī)構(gòu)的整體加工：鉗工按數(shù)控劃針劃出的托架和定位銷機(jī)構(gòu)的位置線，將托架和定位銷機(jī)構(gòu)與底板裝成，制定位孔，及螺紋裝配孔。之后采用數(shù)控機(jī)床加工，加工托架與彎管零件貼合的型面，并加工定位銷機(jī)構(gòu)的定位孔(加工基準(zhǔn)為之前加工底板時(shí)制的基準(zhǔn)孔，統(tǒng)一的基準(zhǔn)降低了累積的誤差)。

具體的數(shù)控加工方法：1)擋塊的數(shù)控加工：運(yùn)用catiav5軟件中的ncmanufacturing模塊里的advancedmachining命令進(jìn)行數(shù)控編程。此次數(shù)控加工的基準(zhǔn)與底板的加工基準(zhǔn)一致，采用同樣的坐標(biāo)軸為基準(zhǔn)，因此可以在底板的數(shù)控編制partoperation中直接加入manufacturingprogram程序條，在程序條下添加contour-driven命令，添加此命令后出現(xiàn)程序編制選項(xiàng)，在第一個(gè)選項(xiàng)界面中設(shè)置機(jī)床精度0.01mm，edgeselection命令選擇需要加工的托架曲面的最邊緣線，并且加工箭頭方向選擇指向型面(此命令表示以邊緣線為基準(zhǔn)，延著邊緣線加工箭頭所指向的方向的所選取的型面)在radial中的sweepingstrategy選項(xiàng)中選擇fromguidetozonecenter(從引導(dǎo)線加工到型面)，在distancebetweenpaths(刀具徑向步距)選項(xiàng)中設(shè)置為0.3mm；在第二個(gè)選項(xiàng)界面中選擇被加工的曲面，選擇三處托架與零件的貼合面，offsetonpart(加工型面后留有的余量)選擇0mm；在第三個(gè)選項(xiàng)界面中選擇刀具，選擇球刀加工曲面；在第四個(gè)選項(xiàng)界面中選擇設(shè)置機(jī)床的進(jìn)給參數(shù)和刀具的轉(zhuǎn)數(shù)；在第五個(gè)選項(xiàng)中選取加工進(jìn)刀和退刀的參數(shù)，進(jìn)退刀均選擇alongtoolaxis命令，設(shè)置為100mm；選項(xiàng)中的各參數(shù)設(shè)置后點(diǎn)擊toolpathreplay計(jì)算出刀具加工軌跡，仿真演示無誤后點(diǎn)擊確定保存。2)定位銷機(jī)構(gòu)的數(shù)控加工：在之前的partoperation中繼續(xù)加入manufacturingprogram程序條，在程序條下選擇spotdrilling命令，添加此命令后出現(xiàn)程序編制選項(xiàng)，在第二個(gè)選項(xiàng)界面中選擇需要加工的五軸孔，在nopoint中選擇需要加工的五軸孔的圓心，將默認(rèn)的fixedaxis參數(shù)改為variableaxis(前者用于加工三軸孔，后者用于加工五軸孔)；在第三個(gè)選項(xiàng)界面選擇刀具為鉆頭；在第四個(gè)選項(xiàng)界面中選擇設(shè)置機(jī)床的進(jìn)給參數(shù)和刀具的轉(zhuǎn)數(shù)；在第五個(gè)選項(xiàng)中選取加工進(jìn)刀和退刀的參數(shù)，進(jìn)退刀方式選擇addaxialmotion命令加addmotiontoaline命令，line的方向選擇需要加工的五軸孔的軸向；選項(xiàng)中的各參數(shù)設(shè)置后點(diǎn)擊toolpathreplay計(jì)算出刀具加工軌跡，仿真演示無誤后點(diǎn)擊確定保存。數(shù)控加工后測量合格，鉗工打光數(shù)控加工型面后交檢。以上加工方法保證三處托架與定位銷機(jī)構(gòu)的相對位置關(guān)系，并且保證定位焊接夾具的公差要求。

粗加工、半精加工、精加工刀具參數(shù)設(shè)置：

feedrate

approach:6000mm/mn

machining:6000mm/mn

retract:6000mm/mn

unit:linear

spindlespeed

maching:3000turn/mn

unit:angular

quality:finish。