CN114227152B - 筒状件及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种筒状件及其加工方法，筒状件的加工方法包括：获取所述筒状件的目标开孔参数；根据所述目标开孔参数获取实际开孔参数；对板状原料进行下料，以所述实际开孔参数在所述板状原料上开设预开孔；对所述板状原料实施卷板操作，形成筒状件，所述预开孔形成目标孔。该方案能够解决传统的开孔方法存在的开孔质量差、操作人员的劳动强度大且操作环境恶劣、生产效率低、适用范围窄以及成本高的问题。

Description

筒状件及其加工方法

技术领域

本申请属于零部件加工技术领域，具体涉及一种筒状件及其加工方法。

背景技术

筒状件在各领域中的应用非常广泛，在筒状件上开孔是实现筒状件与其他部件连接的常见手段，所开孔的质量会直接影响筒状件与其他部件之间的连接可靠性，同时也会影响筒状件的加工效率。

目前，在筒状件上开孔需要首先进行划线操作，然后实施相贯线切割。划线的方式主要包括手工划线和数控自动划线，手工划线的误差较大，导致开孔质量较差，且操作人员的劳动强度较大，数控自动划线的精度较高，但其成本过高。相贯线切割的方式主要包括手工切割、半自动切割机切割及数控相贯线切割机切割，手工切割存在切割质量不佳、操作人员的操作环境恶劣、生产效率低等问题，半自动切割机的功能比较简单，仅适用于结构比较简单的筒状件，数控相贯线切割机虽然功能强大，但成本过高。

发明内容

本申请的目的是提供一种筒状件及其加工方法，能够解决传统的开孔方法存在的开孔质量差、操作人员的劳动强度大且操作环境恶劣、生产效率低、适用范围窄以及成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请提供了一种筒状件的加工方法，包括：

获取所述筒状件的目标开孔参数；

根据所述目标开孔参数获取实际开孔参数；

对板状原料进行下料，以所述实际开孔参数在所述板状原料上开设预开孔；

对所述板状原料实施卷板操作，形成筒状件，所述预开孔形成目标孔。

第二方面，本申请提供了一种筒状件，所述筒状件采用上述加工方法加工而成。

本申请中，开孔操作在卷板操作之前执行，由于卷板之前的板状原料基本为平板结构，因此可以在对板状原料进行下料的同时进行开孔，并且所开的预开孔的参数可以考虑卷板操作对结构的影响而适当调整，从而使得卷板以后所形成的目标孔符合开孔要求。可见，采用该加工方法后，不需要通过划线的方式确定开孔位置，因此其工艺步骤有所减少，同时不需要复杂的切割机来保证开孔质量，因此该加工方法可以解决传统的开孔方法存在的开孔质量差、操作人员的劳动强度大且操作环境恶劣、生产效率低、适用范围窄以及成本高的问题。

附图说明

图1为一种筒状件与连接件的局部结构示意图；

图2为图1所示筒状件和连接件的局部剖视图；

图3为本申请实施例公开的加工方法的流程示意图。

附图标记说明：

110-筒状件、120-连接件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的筒状件及其加工方法进行详细地说明。

参考图1至图3，本申请实施例公开一种筒状件的加工方法，该加工方法用于成型筒状件110并且在筒状件110上形成目标孔，其具体可以包括：

S100、获取筒状件110的目标开孔参数。

这里的目标开孔参数体现了所形成的目标孔的结构，其可以包括目标孔的形状、尺寸，还可以包括影响目标孔的结构的其它参数，例如最终形成的筒状件110的内径、厚度等参数。

S200、根据目标开孔参数获取实际开孔参数。

这里的实际开孔参数指的是实际执行开孔操作时的开孔参数，该实际开孔参数可以包括孔的形状、尺寸等参数。实际开孔参数与目标开孔参数之间具有对应关系，可选地，实际开孔参数与目标开孔参数之间的差异可以由后文的卷板操作所带来的孔的变形而产生，因此在确定实际开孔参数的过程中，可以着重考虑卷板操作所产生的影响。

S300、对板状原料进行下料，以实际开孔参数在板状原料上开设预开孔。

板状原料指的是用于成型筒状件110的原料，该板状原料可以是平板结构，其材料可以根据需求选择，例如该板状原料可以是钢板。对板状原料进行下料，指的是确定板状原料的形状、尺寸等参数，可以通过裁切的方式去除一部分材料，从而得到满足后续加工要求的板状原料。在下料的同时，可以在板状原料上开设预开孔，这里的预开孔与前文所述的目标孔对应，也就是说，经过后续工艺步骤之后，预开孔可以形成目标孔。此时，板状原料基本在平面内延伸，因此开孔操作的可实施性较强，对所开预开孔的尺寸、形状的限制都比较小，故该加工方法的适用范围较广。

S400、对板状原料实施卷板操作，形成筒状件110，预开孔形成目标孔。

实施卷板操作的过程中，板状原料将发生弯曲变形，其两端逐渐靠近，进行形成筒状件110，该筒状件110的两端可以通过焊接等方式固定到一起，从而防止筒状件110恢复变形。为了便于实施焊接操作，卷板之后可以在板状原料的两端加工坡口，该坡口可以容纳焊料，从而提升焊接质量。另外，为了改善筒状件110的加工质量，焊接筒状件110的两端后还可以实施校圆操作。由于卷板的过程中，板状原料的形状逐渐发生变化，其上的预开孔的形状也会发生变化，最终形成所需的目标孔。

本申请实施例中，开孔操作在卷板操作之前执行，由于卷板之前的板状原料基本为平板结构，因此可以在对板状原料进行下料的同时进行开孔，并且所开的预开孔的参数可以考虑卷板操作对结构的影响而适当调整，从而使得卷板以后所形成的目标孔符合开孔要求。可见，采用该加工方法后，不需要通过划线的方式确定开孔位置，因此其工艺步骤有所减少，同时不需要复杂的切割机来保证开孔质量，因此该加工方法可以解决传统的开孔方法存在的开孔质量差、操作人员的劳动强度大且操作环境恶劣、生产效率低、适用范围窄以及成本高的问题。

进一步可选的实施例中，上述步骤S300之前还包括：

S301、建立筒状件模型。

这里的筒状件模型可以是成型后的筒状件110的模型，也可以是用于成型筒状件110的板状原料的模型，建立筒状件模型的工作可以在三维软件中进行，从而得到更直观、更便于调整的筒状件模型。建立筒状件模型所依据的数据可以是筒状件110的内径、厚度等参数。

S302、根据筒状件模型得到模拟参数。

建立筒状件模型的主要目的就是模拟卷板操作，从而确定实际开孔参数是否与卷板操作相适配。可选地，这里的模拟参数可以包括卷板之后的参数，也就是说，所建立的筒状件模型的初始状态可以是卷板之前的状态，在建立筒状件模型时，可以形成以实际开孔参数为设计依据的模拟孔，然后对筒状件模型进行模拟卷板的操作，从而得到模拟孔在卷板操作后的参数，即模拟参数。

S303、根据模拟参数校验实际开孔参数。

当模拟参数包括卷板之后的参数时，可以将该模拟参数与目标开孔参数相对比，从而确定以实际开孔参数开孔后是否能够得到符合目标开孔参数的目标孔，进而达到校验的目的。

上述实施例可以通过模拟的方式校验实际开孔参数，从而防止因实际开孔参数确定有误而导致的返工情况，因此该实施例可以提升开孔质量，同时提升加工效率。

上文提到模拟参数可以包括卷板之后的参数，另一实施例中，模拟参数可以包括卷板之前的参数，此时，筒状件模型具有根据目标开孔参数模拟得到的模拟孔，模拟参数包括模拟孔的展开参数，上述步骤S302具体包括：

将筒状件模型模拟展开，得到展开参数。

即，所建立的筒状件模型的初始状态是卷板之后的状态，在建立筒状件模型时，可以形成以目标开孔参数为设计依据的模拟孔，然后对筒状件模型进行模拟展开的操作，从而得到模拟孔在卷板操作前的参数，即模拟参数。将该模拟参数与实际开孔参数相对比，从而确定以实际开孔参数开孔后是否能够得到符合目标开孔参数的目标孔，进而达到校验的目的。

可选地，上述步骤S303具体包括：

S331、当展开参数与实际开孔参数之间的差值绝对值大于预设值时，对实际开孔参数进行校正。

展开参数可能会大于实际开孔参数，也可能小于实际开孔参数，无论展开参数与实际开孔参数之间的大小关系如何，只要两者之间的差值的绝对值小于或等于预设值，就表示实际开孔参数的误差值处于可接受范围内。这里的预设值可以根据加工要求确定，例如可以是1mm或其他数值，本申请实施例对此不作具体限制。

在实际模拟过程中，通过展开的方式得到模拟参数更符合由目标开孔参数反推实际开孔参数的思路，因此通过这种方式对实际开孔参数进行校验可以进一步提升校验的准确性。

上述步骤S331中的对实际开孔参数进行校正，具体包括：

S3311、根据展开参数和实际开孔参数，绘制与展开参数对应的第一孔，以及与实际开孔参数对应的第二孔。

这里的绘制操作可以在下料排版图中进行。第一孔的参数为展开参数，第二孔的参数为实际开孔参数，因此第一孔和第二孔可以更直观地体现展开参数与实际开孔参数之间的大小关系。

S3312、确定第二孔的待校正曲线。

对于第一孔和第二孔中参数差异较大的部分，需要进行校正，因此该部分对应的曲线就是待校正曲线。

S3313、对待校正曲线进行等分，得到多个校正段。

等分的目的是逐段调整待校正曲线的参数，从而在保证校正精度的同时，更快速地对实际开孔参数进行校正。对于具体的等分方式以及校正段的数量本申请实施例不作限制。

S3314、确定每个校正段的校正参数，将校正参数作为校正后的实际开孔参数，该校正参数为展开参数与实际开孔参数的平均值。

对于单个校正段而言，其参数可以等效为单个点对应的参数，例如该单个点与第二孔的中心之间的距离。举例来讲，第一孔和第二孔同心，第一孔的第一点与第二孔的第二点对应，第一点与第二孔的中心之间的距离可以作为展开参数，第二点与第二孔的中心之间的距离可以作为实际开孔参数，对该两个距离取平均值，就可以得到校正参数。

上述实施例通过取平均值的方式对实际开孔参数进行校正，此种方式更便于计算，因此可以更快速地得到实际开孔参数。此外，由于实际加工过程中影响开孔质量的因素较多，并非模拟参数就是最准确的开孔参数，而实际开孔参数也不一定准确，因此也需要适当调整，故上述方式可以兼顾加工过程中的各种因素，使得最终确定的校正参数尽量向目标开孔参数靠拢。

可选地，上述步骤S303还包括：

S332、当展开参数与实际开孔参数之间的差值绝对值小于或等于预设值，且展开参数大于实际开孔参数时，将展开参数作为校正后的实际开孔参数。

S333、当展开参数与实际开孔参数之间的差值绝对值小于或等于预设值，且实际开孔参数大于展开参数时，实际开孔参数不校正。

换言之，当展开参数与实际开孔参数之间的差值绝对值小于或等于预设值时，可以不对实际开孔参数进行校正，也可以微调实际开孔参数。在校验过程中，对于展开参数与实际开孔参数可以确定一个较大值，然后将该较大值作为校正后的实际开孔参数。相对而言，实施开孔操作后，如果所开孔过小，那么其他部件很可能无法插入目标孔，此时只能重新进行开孔，这样不仅会降低加工效率，而且由于所开孔的误差值可能并不大，重新开孔时就需要严格控制开孔的尺寸，导致开孔难度加大；如果所开孔偏大，则可以通过其他方式进行弥补，例如可以增加焊料，从而实现筒状件110通过目标孔与其他部件之间的连接。

本申请实施例对于上述目标孔和预开孔的形状不作限制，例如，目标孔可以是正方形，预开孔则可以为长方形。可选的实施例中，目标孔可以为圆孔，即在目标孔的轴线方向上目标孔呈圆形；预开孔可以为椭圆孔，即在预开孔的轴线方向上预开孔呈椭圆形。该椭圆孔具有短轴尺寸L1和长轴尺寸L2，由于预开孔的变形方向为卷板方向，因此卷板方向所对应的尺寸可以是长轴尺寸L2，卷板过程中，椭圆孔位于长轴方向的两端相对靠近，从而使得目标孔对应于长轴方向的尺寸逐渐接近其对应于短轴方向的尺寸，最终使得目标孔变形为在目标孔的轴线方向上呈圆形的圆孔。

可选地，实际开孔参数可以包括椭圆孔的短轴尺寸L1，由于短轴尺寸L1基本不会受到卷板操作的影响，因此为了提升短轴尺寸L1的准确性，短轴尺寸L1可以满足L1＝D1+S1*2的关系，其中，D1为与目标孔相配合的连接件120的外径，S1为连接件120与目标孔之间的单边焊接间隙，短轴尺寸L1所在的方向为筒状件110的轴线方向。由于连接件120需要插入目标孔，并且其与目标孔之间需要预留焊接间隙，故短轴尺寸L1就是连接件120的外径以及连接件120与目标孔之间的双边焊接间隙之和。

进一步可选地，实际开孔参数还可以包括椭圆孔的长轴尺寸L2，由于长轴尺寸L2受卷板操作的影响较大，因此为了提升长轴尺寸L2的精度，长轴尺寸L2可以满足L2＝arcsin(L1/D2)*(D2+t)的关系，其中，D2为筒状件110的内径，t为筒状件110的厚度。卷板结束后，沿筒状件110的轴线方向观察，目标孔在筒状件110周向上的弧长就是椭圆孔的长轴尺寸L2，因此基于筒状件110的结构特点，可以结合反三角函数确定长轴尺寸L2，从而提升长轴尺寸L2的准确性。

以筒状件110的内径D2为525mm、筒状件110的厚度t为14mm、连接件120的外径D1为219mm、连接件120与目标孔之间的单边焊接间隙S1为3mm为例，经过计算得到椭圆孔的短轴尺寸L1为225mm，长轴尺寸L2为238.7mm，经过模拟后，模拟孔的展开参数中，短轴尺寸为225mm，长轴尺寸为236.5mm，可见预开孔和模拟孔的短轴尺寸相等，预开孔和模拟孔的长轴尺寸之间的差异为1mm左右，该差异在可接受范围内，且预开孔的长轴尺寸L2更大，因此可以不矫正实际开孔参数。

为了便于实现筒状件110与其他部件之间的焊接，步骤S400之后还包括：

S500、在目标孔处实施坡口加工工艺。

通过坡口加工工艺可以在目标孔的内壁上形成坡口面，以便于容纳焊料，从而便于实现筒状件110与其他部件之间的焊接。

本申请实施例还提供一种筒状件110，该筒状件110采用上述任意实施例所述的加工方法加工而成。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (8)

1.一种筒状件的加工方法，其特征在于，包括：

获取所述筒状件的目标开孔参数；

根据所述目标开孔参数获取实际开孔参数；

建立筒状件模型；

根据所述筒状件模型得到模拟参数；

根据所述模拟参数校验所述实际开孔参数；

对板状原料进行下料，以所述实际开孔参数在所述板状原料上开设预开孔；

对所述板状原料实施卷板操作，形成筒状件，所述预开孔形成目标孔。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述筒状件模型具有根据所述目标开孔参数模拟得到的模拟孔，所述模拟参数包括所述模拟孔的展开参数；

所述根据所述筒状件模型得到模拟参数，具体包括：

将所述筒状件模型模拟展开，得到所述展开参数；

所述根据所述模拟参数校验所述实际开孔参数，具体包括：

当所述展开参数与所述实际开孔参数之间的差值绝对值大于预设值时，对所述实际开孔参数进行校正。

3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述对所述实际开孔参数进行校正，具体包括：

根据所述展开参数和所述实际开孔参数，绘制与所述展开参数对应的第一孔，以及与所述实际开孔参数对应的第二孔；

确定所述第二孔的待校正曲线；

对所述待校正曲线进行等分，得到多个校正段；

确定每个所述校正段的校正参数，将所述校正参数作为校正后的实际开孔参数，所述校正参数为所述展开参数与所述实际开孔参数的平均值。

4.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述根据所述模拟参数校验所述实际开孔参数，还包括：

当所述展开参数与所述实际开孔参数之间的差值绝对值小于或等于所述预设值，且所述展开参数大于所述实际开孔参数时，将所述展开参数作为校正后的实际开孔参数；

当所述展开参数与所述实际开孔参数之间的差值绝对值小于或等于所述预设值，且所述实际开孔参数大于所述展开参数时，所述实际开孔参数不校正。

5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述目标孔为圆孔，所述预开孔为椭圆孔。

6.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，所述实际开孔参数包括所述椭圆孔的短轴尺寸L1，L1=D1+S1*2；

其中，D1为与所述目标孔相配合的连接件的外径，S1为所述连接件与所述目标孔之间的单边焊接间隙，所述短轴尺寸所在的方向为所述筒状件的轴线方向。

7.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述实际开孔参数还包括所述椭圆孔的长轴尺寸L2，L2=arcsin（L1/D2）*（D2+t）；

其中，D2为所述筒状件的内径，t为所述筒状件的厚度。

8.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述对所述板状原料实施卷板操作，形成筒状件，所述预开孔形成目标孔之后还包括：

在所述目标孔处实施坡口加工工艺。

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