CN109063315B - 一种基于数字化制造的扩口导管长度控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于数字化制造的扩口导管长度控制方法，规定了面向数字化制造的扩口导管端头建模方法，简化了扩口导管设计建模过程，提高了扩口导管建模效率；定义了导管扩口补偿量，并通过有限元仿真及扩口试验，确定了不同材料、不同规格导管的扩口补偿量，形成工艺参数表，作为扩口导管制造的工艺控制量，提高了扩口导管制造工艺准备效率，能提高扩口导管加工质量，有效控制扩口导管长度；确定了导管扩口收缩量，并通过试验定了不同材料、不同规格导管的扩口收缩量，形成工艺参数表，便于导管扩口加工完成后，使用激光矢量测量机进行测量、检验。

Description

一种基于数字化制造的扩口导管长度控制方法
技术领域
本发明涉及导管制造领域，特别是一种基于数字化制造的扩口导管长度控制方法。
背景技术
国家知识产权局于2008年12月03日，公开了申请号为CN200710049224.1，名称为挤压式无扩口组合导管端头制造技术的发明专利，公开了一种挤压式无扩口组合导管端头制造技术。所述无扩口组合导管端头是指管套密封连接在导管端头的结构。所述无扩口导管端头挤压成形技术是利用拉杆组件的胶套膨胀和装配工装，将导管的管壁挤压入管套的环槽的工艺方法，及成形、检测、试验等多个工艺环节的工艺参数，该技术改善了无扩口组合导管时常漏气、报废量大、保压时间短的问题，实现了挤压式无扩口组合导管端头制造技术工程化应用。
扩口导管组件由导管、平管嘴、外套螺母组合而成，导管挤压扩口成74°-2度内锥面，通过外套螺母与螺纹接头进行连接，施加拧紧力矩后，导管与接头锥面之间形成一个环状密封面，从而实现密封。
由于导管挤压扩口后，扩口端塑性变形呈74°-2度内锥面，设计人员未能完全按扩口后的实际尺寸建立三维模型。工厂在导管制造过程中，可通过提取三维模型数据确定导管的外形尺寸，但无法根据三维模型确定准确的导管长度数据，不得不通过现场取样的方式来处理，给导管制造、装配带来诸多不便。
发明内容
本发明针对现有扩口导管设计建模过程复杂、制造过程无法精确控制导管长度等不足之处，提出一种基于数字化制造的扩口导管长度控制方法。实现了快速、准确的对扩口导管的长度进行控制。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种基于数字化制造的扩口导管长度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
A.建模
规定面向数字化制造的扩口导管端头建模方法；并建立工艺参数表；
使用CATIA自带的Tubing Design模块建立扩口导管的三维模型，不建立出导管端头的扩口锥面模型，使导管端头与螺纹接头端面平齐。
B.定义参数
定义导管扩口补偿量、导管扩口收缩量；
C.导管扩口加工
提取建模数据，在导管两个端头分别增加导管扩口补偿量，并进行挤压扩口成形；
D.导管测量检验
使用激光测量机测量得到导管扩口之后的实际长度，在激光测量机的数据处理模块中进行设置，将导管实测数据两端分别减去导管扩口补偿量，再加上导管扩口收缩量，并将此结果与设计建模长度进行对比。
本发明在所述步骤A中建立工艺参数表，所述工艺参数表的建立方法为：通过有限元仿真与扩口试验，确定不同材料、不同规格导管的扩口补偿量。
本发明所述步骤B中的导管扩口补偿量为扩口时需要在导管三维模型长度上增加的工艺余量。
本发明所述步骤B中的导管扩口收缩量为导管扩口加工之后的缩短量。
本发明带来的有益效果有：
（一）本发明规定了面向数字化制造的扩口导管端头建模方法，简化了扩口导管设计建模过程，提高了扩口导管建模效率。
（二）本发明定义了导管扩口补偿量，并通过试验，确定了不同材料、不同规格导管的扩口补偿量，形成工艺参数表，作为扩口导管制造的工艺控制量，提高了扩口导管制造工艺准备效率，提高扩口导管加工质量，有效控制扩口导管长度。
（三）本发明确定了导管扩口收缩量，并通过试验定了不同材料、不同规格导管的扩口收缩量，形成工艺参数表，便于导管扩口加工完成后，使用激光矢量测量机进行测量、检验。
附图说明
图1为扩口导管制造的参数示意图。
其中，1为导管，2为螺纹接头，L1为导管设计建模长度，L2为导管增加扩口补偿量的长度，L3为导管扩口后的长度，A为导管扩口补偿量，L’为导管扩口收缩量。
具体实施方式
实施例1
一种基于数字化制造的扩口导管长度控制方法，包括以下步骤：
步骤一，规定面向数字化制造的扩口导管端头建模方法，参照图1进行扩口导管设计建模，建模时不建立导管端头的扩口模型，使导管端头与螺纹接头端面平齐；
步骤二，参照图1定义导管扩口补偿量A，并通过有限元仿真及扩口试验确定不同材料、不同规格导管的扩口补偿量，形成工艺参数表，作为扩口导管制造的工艺控制量。
步骤三，参照图1，定义导管扩口收缩量，并通过试验确定不同材料、不同规格导管的扩口收缩量，形成工艺参数表。
L’=L2-L3，此为公式（1）；
L2-导管增加扩口补偿量的长度；
L3-导管扩口后的长度。
步骤四，参照图1，提取设计建模导管长度L1,在导管两个端头分别增加导管扩口补偿量A，得到L2，然后进行扩口加工。
L2=L1+A，此为公式（2）；
L1-导管设计建模长度；
A-扩口补偿量。
步骤五，使用激光矢量测量机测量，得到导管扩口后的际长度L3，与导管设计建模长度L1进行对比，确认导管制造是否正确，由公式（1），公式（2）可知：
L1=L3-A+L’，此为公式（3）；
L1-导管设计建模长度；
L3-导管扩口后的长度；
A-扩口补偿量；
L’-扩口收缩量。
按照以下三个典型规格为例。
实施例2
材料为LF2、外径为34mm、壁厚为1mm、设计建模导管长度L1=450mm,单端扩口的导管为例：
步骤一，参照图1进行设计建模，导管设计长度L1=450.00mm。
步骤二，在工艺参数表中查找，材料为LF2、外径为34mm、壁厚为1mm的导管，其导管扩口补偿量A=8.72mm 、导管扩口收缩量L’ =2.32mm。
步骤三，参照图1，提取设计建模导管长度L1，在导管端头增加导管扩口补偿量A，得到L2，即L2=L1+A=450.00mm+8.72mm=458.72mm。
步骤四，参照图1，对增加扩口补偿量后的导管进行扩口加工，得到导管扩口后的长度L3。
步骤五，使用激光矢量测量机测量，得到导管扩口后的实际长度L3=456.55mm，根据公式（3），计算得到设计建模导管长度为L3-A+L’ =456.55mm-8.72mm+2.32mm=450.15mm。
与设计建模导管长度L1=450.00mm进行对比，即：450.15mm -450.00mm=0.15mm，在导管制造公差要求范围内，说明该导管符合制造要求。
实施例3
材料为1Cr18Ni9Ti、外径为18mm、壁厚为1mm、设计建模导管长度L1=450mm,单端扩口的导管为例：
步骤一，参照图1进行设计建模，导管设计长度L1=450.00mm。
步骤二，在工艺参数表中查找，材料为1Cr18Ni9Ti、外径为18mm、壁厚为1mm的导管，其导管扩口补偿量A=4.98mm 、导管扩口收缩量L’ =1.39mm。
步骤三，参照图1，提取设计建模导管长度L1，在导管端头增加导管扩口补偿量A，得到L2，即L2=L1+A=450.00mm+4.98mm=454.98mm。
步骤四，参照图1，对增加扩口补偿量后的导管进行扩口加工，得到导管扩口后的长度L3。
步骤五，使用激光矢量测量机测量，得到导管扩口后的实际长度L3=453.69mm，根据公式（3），计算得到设计建模导管长度为L3-A+L’ =453.69mm-4.98mm+1.39mm=450.10mm。
与设计建模导管长度L1=450.00mm进行对比，即：450.10mm -450.00mm=0.10mm，在导管制造公差要求范围内，说明该导管符合制造要求。
实施例4
材料为1Cr18Ni10Ti、外径为20mm、壁厚为2mm、设计建模导管长度L1=450mm,单端扩口的导管为例：
步骤一，参照图1进行设计建模，导管设计长度L1=450.00mm。
步骤二，在工艺参数表中查找，材料为1Cr18Ni10Ti、外径为20mm、壁厚为2mm的导管，其导管扩口补偿量A=4.18mm 、导管扩口收缩量L’ =0.98mm。
步骤三，参照图1，提取设计建模导管长度L1，在导管端头增加导管扩口补偿量A，得到L2，即L2=L1+A=450.00mm+4.18mm=454.18mm。
步骤四，参照图1，对增加扩口补偿量后的导管进行扩口加工，得到导管扩口后的长度L3。
步骤五，使用激光矢量测量机测量，得到导管扩口后的实际长度L3=453.69mm，根据公式（3），计算得到设计建模导管长度为L3-A+L=453.28mm-4.18mm+0.98mm=450.08mm。
与设计建模导管长度L1=450.00mm进行对比，即：450.08mm -450.00mm=0.08mm，在导管制造公差要求范围内，说明该导管符合制造要求。

Claims (3)

1.一种基于数字化制造的扩口导管长度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
A.建模规定面向数字化制造的扩口导管端头建模方法，进行扩口导管设计建模，建模时不建立导管端头的扩口模型，使导管端头与螺纹接头端面平齐；
B.定义参数定义导管扩口补偿量、导管扩口收缩量，即包括以下步骤：
B-1.定义导管扩口补偿量A，并通过有限元仿真及扩口试验确定不同材料、不同规格导管的扩口补偿量，形成工艺参数表作为扩口导管制造的工艺控制量；
B-2.定义导管扩口收缩量，则有L’=L2-L3；并通过试验确定不同材料、不同规格导管的扩口收缩量，形成工艺参数表；其中，L2为导管增加扩口补偿量的长度，L3为导管扩口后的长度，L’为扩口收缩量；
C.导管扩口加工提取设计建模导管长度L1, 基于公式L2=L1+A，在导管两个端头分别增加导管扩口补偿量A，得到L2，然后进行扩口加工；其中，L1为导管设计建模长度；
D.导管测量检验使用激光测量机测量得到导管扩口之后的实际长度，在激光测量机的数据处理模块中进行设置，将导管实测数据两端分别减去导管扩口补偿量，再加上导管扩口收缩量，并将此结果与设计建模长度进行对比，确认导管制造是否正确。
2.如权利要求1所述的基于数字化制造的扩口导管长度控制方法，其特征在于：所述步骤B中的导管扩口补偿量为扩口时需要在导管三维模型长度上增加的工艺余量。
3.如权利要求1或2所述的基于数字化制造的扩口导管长度控制方法，其特征在于：所述步骤B中的导管扩口收缩量为导管扩口加工之后的缩短量。
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