[发明专利]圆环形弯管上管接头的加工工艺

说明书

本发明公开了一种圆环形弯管上管接头的加工工艺，包括以下步骤：S1：测量待加工的圆环形弯管的纵向截面的椭圆度；S2：计算待加工的圆环形弯管长轴、短轴的最大、最小机加工底径；S3：根据S2中的计算结果，确定待加工的圆环形弯管的纵向截面方向的加工方法，并按照确定的加工方法机加工去除圆环形弯管上非管接头区域的外形余量；S4：将圆环形弯管的环向平面创建为椭圆环形弯管模型，及管接头加工模型；S5：按照S4中建立的管接头加工模型加工管接头外形；S6：管接头内孔、端面、坡口加工，直至所有管接头加工完成；S7：打磨加工完成的带管接头的圆环形弯管的棱边，加工效率高，加工成本低，可以批量化生产。

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，尤其是一种圆环形弯管上管接头的加工工艺。

背景技术

目前，在国内机械制造行业中，当环形钢管上设计有管接头时，制造时大多采用先将管接头加工好，然后将管接头焊接在环形钢管上的制造工艺。这种工艺，焊接时焊缝易出现焊接缺陷，存在较大的质量风险，且在长周期运行，特别是在高温、高压、振动等恶劣的工况下，焊缝存在热疲劳失效的风险。所以对于运行在复杂工况、特殊工况下的设备，如高温/高压设备、核电站主设备等，行业内已经趋向于使用管接头与环形钢管母管整体成形的设计结构来取代原在环形钢管母管上焊接管接头的设计结构。

关于环形钢管母管与管接头整体成形工艺，行业内采用的其中一种是拔制成形工艺，即在环形钢管上拉拔出管接头，但该种工艺存在管接头成形尺寸精度较差，管接头内壁容易出现台阶，管接头之间的相对位置尺寸精度较差等缺点，这导致拔制成形工艺不能满足高精度管接头的成形要求，这时就需要对拔制成形的管接头进行整形加工，即采用机械加工工艺对成形的管接头进行精加工，以保证其精度，这会增加管接头成形的工作量，生产效率较低，不利于降低制造成本。尤其当环形钢管上布置有密集、大数量的管接头时，采用拔制成形工艺的制造难度极大，制造成本很高，目前难以实现批量制造。

另外，管接头拔制成形属于热成形工艺，需要先把环形钢管母管加热到易成形的温度区间，再通过模具挤压、拉拔钢管，使其金属流动达到预期形状，该工艺过程会使得钢管的材料组织和力学性能发生变化，通常会使材料的性能降低，这就需要在热成形后做恢复性能热处理，热处理过程控制要求高，否则将影响工件的材料性能。

另一种整体成形工艺是机械加工成形工艺，即从环形钢管母管上机械加工出管接头，常规方法采用直接从环形钢管上铣削出管接头，由于环形钢管的结构及管接头在环形钢管上的布置角度的特殊性，管接头的加工需要在5轴加工中心上进行加工，虽然工艺方案简单，但是机床加工费用高昂，加工时间很长，刀具消耗大等，特别是当钢管尺寸较大时，需要使用大型的5轴加工中心机床加工，这种大型机床价格非常昂贵，难以普及，这导致该种加工方法不能应用到产品批量生产中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有管接头成形质量好，环形弯管表面成形质量好，加工效率高，加工成本低，可以批量化生产的圆环形弯管上管接头的加工工艺。

本发明所采用的技术方案是：圆环形弯管上管接头的加工工艺，包括以下步骤：

S1：测量待加工的圆环形弯管的纵向截面的椭圆度：设长轴为L，短轴为S，在圆环形弯管的n个纵向截面上分别测量、记录长轴两端的最小壁厚为t_L，短轴两端的最小壁厚为t_S，并测量、记录圆环形弯管纵向截面内径长轴方向的最大内径

S2：计算待加工的圆环形弯管的长轴处的最大机加工底径r_Lmax、长轴处的最小机加工底径r_Lmin、短轴处的最大机加工底径r_Smax：、短轴处的最小机加工底径r_Smin；

S3：根据S2中的计算结果，确定待加工的圆环形弯管的纵向截面方向的加工方法，并按照确定的加工方法机加工去除圆环形弯管上非管接头区域的外形余量；