CN102314535B - 一种基于胎模数据库的法兰类锻件制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于胎模数据库的法兰类锻件制造方法，步骤1建立陈旧法兰胎模堆放库和胎模数据库，步骤2确定法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量G_初，依据初始锻件尺寸及重量，在胎模数据库找出与法兰锻件相匹配的陈旧法兰胎模关键信息，并根据陈旧法兰胎模关键信息，从陈旧法兰胎模堆放库中寻找并取出陈旧法兰胎模；如果在胎模数据库中没有与法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量相匹配的陈旧法兰胎模关键信息，则转入步骤3，步骤3对法兰胎模则进行全新的胎模设计与制造，获得新的法兰胎模，步骤4一旦所获得的新的法兰胎模被使用后，对其进行测量，更新胎模数据库，同时将这些附带关键信息的陈旧法兰胎模放入陈旧法兰胎模堆放库。

Description

一种基于胎模数据库的法兰类锻件制造方法

技术领域

本发明涉及到一种法兰锻件的计算机辅助工艺设计领域，主要是利用逆向工程的思想，应用数据库技术及计算机辅助设计的手段，进行法兰类锻件制造，尤其涉及一种基于胎模数据库的法兰类锻件制造方法。

背景技术

传统的法兰类锻件尺寸设计都是直接由法兰类的零件尺寸，考虑到机械加工余量、锻造公差和材料的加工损耗等因素来确定法兰类锻件的锻造尺寸，并以此设计和制造相应的新胎模，这种设计方法可以称为法兰类锻件尺寸正向设计法。这种法兰锻件尺寸正向设计方法需要设计及制作新的胎模，生产周期长，生产成本加大。对于以法兰类锻件生产为主的企业，往往需要设计和制造大量的不同种类和不同规格的胎模，导致企业库存的胎模种类及数量巨增。因此，对于生产法兰类锻件的企业，面临如何利用已有的胎模资源代替所需的新胎模，从而降低材料消耗、缩短生产周期和制造成本的问题。

当法兰类锻件胎模的种类及数量庞大时，人工选用已有的胎模时还需要根据胎模的参数返算法兰锻件的尺寸和其它工艺参数，如法兰锻件的坯料规格、锻件重量等参数，其计算量庞大，仅依靠人工的方式选到合适胎模，使法兰锻件机加工材料最省，其难度非常之大。

发明内容

本发明提供一种能够提高胎模资源利用率且能够提高法兰锻造的整体效率的基于胎模数据库的法兰类锻件制造方法。

本发明采用如下技术方案：

一种基于胎模数据库的法兰类锻件制造方法，先获取法兰胎模，再进行锻造并得到法兰类锻件，获取法兰胎模方法的步骤如下：

步骤1建立陈旧法兰胎模堆放库和胎模数据库，搜集陈旧法兰胎模，对陈旧法兰胎模进行测量，获得陈旧法兰胎模的关键尺寸，并对陈旧法兰胎模进行唯一性编码，再将各个陈旧法兰胎模的唯一性编码及关键尺寸分别组合成属于各个陈旧法兰胎模的关键信息，并将这些陈旧法兰胎模的关键信息存入胎模数据库，同时将这些附带关键信息的陈旧法兰胎模放入陈旧法兰胎模堆放库，

所述的唯一性编码采用5位码，唯一性编码的第一位为M，第二位是胎模模膛大端直径的百位数，后面三位为流水号，

所述的陈旧法兰胎模的关键尺寸包括陈旧法兰胎模模膛大端直径D_T、大端高度h_T、胎模模膛小头直径A_T、模膛中间颈部直径N_T、模膛的总高度H_T的关键尺寸，

步骤2根据法兰锻件设计结果，确定法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量G_初，所述初始锻件尺寸包括：法兰锻件的大端直径D、大端高度h、法兰锻件的小头直径A、法兰锻件的颈部直径N、法兰锻件的总高度H、法兰锻件的内孔尺寸d，再依据法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量，在胎模数据库寻找出与法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量G_T相匹配的陈旧法兰胎模关键信息，并根据陈旧法兰胎模关键信息，从陈旧法兰胎模堆放库中寻找并取出陈旧法兰胎模，同时，将所选出的陈旧法兰胎模的关键信息从胎模数据库移出，一旦所取出的陈旧法兰胎模被再次使用后，对再次使用后的陈旧法兰胎模进行重新测量并取得的新的关键尺寸，并将所取出陈旧法兰胎模的原始唯一性编码及新的关键尺寸组合成新的陈旧法兰胎模的关键信息，并将这些新的陈旧法兰胎模的关键信息存入胎模数据库，同时将这些附带新的关键信息的陈旧法兰胎模放入陈旧法兰胎模堆放库，转入步骤5；如果在胎模数据库中没有与法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量相匹配的陈旧法兰胎模关键信息，则转入步骤3，

所述法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量与陈旧法兰胎关键信息的相匹配的条件是：

$D_T\≥\sqrt{D^2-d^2},$ $h_T\≥h,A_T\≥\sqrt{A^2-d^2},$ $N_T\≥\sqrt{N^2-d^2},$ 并且，H_T≥H，G_T最小且G_T≤1.3G_初，

步骤3对法兰胎模则进行全新的胎模设计与制造，获得新的法兰胎模，

步骤4一旦所获得的新的法兰胎模被使用后，对被使用后的新的法兰胎模进行唯一性编码和关键尺寸的测量，再将新的法兰胎模的唯一性编码和关键尺寸组合成新的法兰胎模的关键信息，并将这些新的法兰胎模的关键信息作为陈旧法兰胎模的关键信息存入胎模数据库，同时将这些附带关键信息的陈旧法兰胎模放入陈旧法兰胎模堆放库，

步骤5结束。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

利用本发明可以充分利用企业原有大量的陈旧法兰胎模进行法兰锻件的制造，本发明能够在不修模的前提下快速准确匹配到最合适的陈旧法兰胎模，实现了已有法兰胎模的充分利用，避免重复制作相同的胎模，对于数量较少法兰锻件可以利用满足尺寸要求的胎模进行锻造，省去制作新胎模的费用，也能减少新胎模的制作，从而缩短法兰锻件生产周期。利用本发明所述的方法在生产过程中减少新胎模的制作，充分使用胎模库中的法兰胎模，减少胎模制作费用，缩短法兰生产的时间，降低胎模的成本，提高法兰锻造的整体效率。

附图说明

图1是本发明的设计流程图。

图2是法兰的零件结构形式及尺寸图。

图3是法兰锻件的结构结构形式及尺寸图。

图4是法兰锻件胎模的结构形式及尺寸图。

具体实施方式

一种基于胎模数据库的法兰类锻件制造方法，先获取法兰胎模，再进行锻造并得到法兰类锻件，获取法兰胎模方法的步骤如下：

步骤1 建立陈旧法兰胎模堆放库和胎模数据库，搜集陈旧法兰胎模，对陈旧法兰胎模进行测量，获得陈旧法兰胎模的关键尺寸，并对陈旧法兰胎模进行唯一性编码，再将各个陈旧法兰胎模的唯一性编码及关键尺寸分别组合成属于各个陈旧法兰胎模的关键信息，并将这些陈旧法兰胎模的关键信息存入胎模数据库，同时将这些附带关键信息的陈旧法兰胎模放入陈旧法兰胎模堆放库，

所述的唯一性编码采用5位码，唯一性编码的第一位为M，第二位是胎模模膛大端直径的百位数，后面三位为流水号，

所述的陈旧法兰胎模的关键尺寸包括陈旧法兰胎模模膛大端直径D_T、大端高度h_T、胎模模膛小头直径A_T、模膛中间颈部直径N_T、模膛的总高度H_T的关键尺寸，

步骤2 根据法兰锻件设计结果，确定法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量G_初，所述初始锻件尺寸包括：法兰锻件的大端直径D、大端高度h、法兰锻件的小头直径A、法兰锻件的颈部直径N、法兰锻件的总高度H、法兰锻件的内孔尺寸d，再依据法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量，在胎模数据库寻找出与法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量G_T相匹配的陈旧法兰胎模关键信息，并根据陈旧法兰胎模关键信息，从陈旧法兰胎模堆放库中寻找并取出陈旧法兰胎模，同时，将所选出的陈旧法兰胎模的关键信息从胎模数据库移出，一旦所取出的陈旧法兰胎模被再次使用后，对再次使用后的陈旧法兰胎模进行重新测量并取得的新的关键尺寸，并将所取出陈旧法兰胎模的原始唯一性编码及新的关键尺寸组合成新的陈旧法兰胎模的关键信息，并将这些新的陈旧法兰胎模的关键信息存入胎模数据库，同时将这些附带新的关键信息的陈旧法兰胎模放入陈旧法兰胎模堆放库，转入步骤5；如果在胎模数据库中没有与法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量相匹配的陈旧法兰胎模关键信息，则转入步骤3，

所述法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量与陈旧法兰胎关键信息的相匹配的条件是：

$D_T\≥\sqrt{D^2-d^2},$ $h_T\≥h,A_T\≥\sqrt{A^2-d^2},$ $N_T\≥\sqrt{N^2-d^2},$ 并且，H_T≥H，G_T最小且G_T≤1.3G_初，

步骤3 对法兰胎模则进行全新的胎模设计与制造，获得新的法兰胎模，

步骤4 一旦所获得的新的法兰胎模被使用后，对被使用后的新的法兰胎模进行唯一性编码和关键尺寸的测量，再将新的法兰胎模的唯一性编码和关键尺寸组合成新的法兰胎模的关键信息，并将这些新的法兰胎模的关键信息作为陈旧法兰胎模的关键信息存入胎模数据库，同时将这些附带关键信息的陈旧法兰胎模放入陈旧法兰胎模堆放库，

步骤5 结束。

下面结合附图和实例对本发明进行进一步的说明，本发明所述的基于胎模数据库的法兰类锻件尺寸逆向设计方法，其步骤是：

1.对陈旧法兰胎模进行关键尺寸检测及唯一性编码，建立胎模数据库

图1所示为本发明的设计流程图，在进行锻件制造前，需要对陈旧胎模按照图4的胎模结构形式对胎模进行关键尺寸的检测，并将每一个胎模进行唯一性编码，然后将胎模的唯一性编码和关键尺寸组成的关键信息利用计算机数据存储技术存储到胎模数据库中，胎模存放在陈旧法兰胎模堆放库中。为保证胎模库中的参数的实时性，当胎模使用后，并不要求对胎模进行修模，需要及时将胎模的实际尺寸进行测量并更新到模具库中；

2.法兰锻件初始尺寸及法兰初始锻件重量G_初

根据法兰锻件生产要求，计算机***依据相应锻造标准和法兰类锻件工艺制定方法根据图2所示的法兰，确定图3所示的法兰锻件初始锻件尺寸及锻件重量G_初＝0.25ρ(D²h+(N²+A²+NA)h/3d²H)，式ρ为法兰锻件材料的密度，其它为法兰锻件的尺寸参数；

3.筛选胎模数据库中的陈旧胎模

根据法兰锻件的初始尺寸，利用数据库技术筛选胎模库中满足法兰锻件初始尺寸要求的陈旧胎模，满足条件是： $D_T\≥\sqrt{D^2-d^2},$ $h_T\≥h,A_T\≥\sqrt{A^2-d^2},$ $N_T\≥\sqrt{N^2-d^2},$ 并且，H_T≥H；如果没有满足要求的胎模，转入第7步进行新胎模的制造。

4.计算利用筛选到的陈旧法兰胎模进行锻造时的锻件重量、与初始法兰锻件重量G_初的差值、关键尺寸差值

对筛选到胎模，考虑到各种材料热胀冷缩的系数S，按照G_Ti＝0.25ρS(D_T ²h_T+(N_T ²+A_T ²+N_TA_T)h_T/3)公式计算利用其进行法兰锻件的制造时的法兰锻件重量、与初始法兰锻件重量G_初的的差值、新锻件与初始锻件关键尺寸的差值；

5.排序及选择胎模

对已筛选到的各陈旧胎模，根据计算的重量差值及关键尺寸差值分别进行排序，计算机***在满足锻件重量相匹配的原则(选中的胎模进行锻造时的法兰锻件重量G_Ti≤1.3G_初)下根据省料原则选取锻件重量最小的陈旧胎模；如果不满足锻件重量想匹配的原则，转入第7步进行新胎模的制造

6.法兰锻件尺寸的逆向计算

确定胎模后，根据体积不变原则和材料收缩系数，利用如下公式逆向计算出法兰锻件的最终尺寸如下：

Dz＝[(D_TS)²+d²]^1/2；Az＝[(A_TS)²+d²]^1/2；Nz＝[(NTS)²+d²]^1/2；hz＝h_TS；Hz＝H_TS

7.新胎模的制造

如果胎模库中筛选到的胎模进行法兰锻造时的重量G_Ti＞1.3G_初，需要进行新的胎模制造，此时根据计算的法兰初始锻件尺寸按照胎模的设计规范进行法兰胎模的设计及制造，并将新的法兰胎模进行唯一性编号，将其唯一性编号及关键尺寸参数存储到胎模数据中

8.法兰锻件的制造

利用选择的陈旧法兰胎模或者新制造的胎模进行法兰锻件的制造。

Claims (1)

1.一种基于胎模数据库的法兰类锻件制造方法，先获取法兰胎模，再进行锻造并得到法兰类锻件，其特征在于：获取法兰胎模方法的步骤如下：

步骤1建立陈旧法兰胎模堆放库和胎模数据库，搜集陈旧法兰胎模，对陈旧法兰胎模进行测量，获得陈旧法兰胎模的关键尺寸，并对陈旧法兰胎模进行唯一性编码，再将各个陈旧法兰胎模的唯一性编码及关键尺寸分别组合成属于各个陈旧法兰胎模的关键信息，并将这些陈旧法兰胎模的关键信息存入胎模数据库，同时将这些附带关键信息的陈旧法兰胎模放入陈旧法兰胎模堆放库，

所述的唯一性编码采用5位码，唯一性编码的第一位为M，第二位是胎模模膛大端直径的百位数，后面三位为流水号，

所述的陈旧法兰胎模的关键尺寸包括陈旧法兰胎模模膛大端直径D_T、大端高度h_T、胎模模膛小头直径A_T、模膛中间颈部直径N_T、模膛的总高度H_T，

步骤2根据法兰锻件设计结果，确定法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量G_T，所述初始锻件尺寸包括：法兰锻件的大端直径D、大端高度h、法兰锻件的小头直径A、法兰锻件的颈部直径N、法兰锻件的总高度H、法兰锻件的内孔尺寸d，再依据法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量，在胎模数据库寻找出与法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量G_T相匹配的陈旧法兰胎模关键信息，并根据陈旧法兰胎模关键信息，从陈旧法兰胎模堆放库中寻找并取出陈旧法兰胎模，同时，将所选出的陈旧法兰胎模的关键信息从胎模数据库移出，一旦所取出的陈旧法兰胎模被再次使用后，对再次使用后的陈旧法兰胎模进行重新测量并取得的新的关键尺寸，并将所取出陈旧法兰胎模的原始唯一性编码及新的关键尺寸组合成新的陈旧法兰胎模的关键信息，并将这些新的陈旧法兰胎模的关键信息存入胎模数据库，同时将这些附带新的关键信息的陈旧法兰胎模放入陈旧法兰胎模堆放库，转入步骤5；如果在胎模数据库中没有与法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量相匹配的陈旧法兰胎模关键信息，则转入步骤3，

所述法兰锻件的初始锻件尺寸及锻件重量与陈旧法兰胎关键信息的相匹配的条件是：

h_T≥h，

并且，H_T≥H，G_T最小且G_T≤1.3G_初，

步骤3对法兰胎模则进行全新的胎模设计与制造，获得新的法兰胎模，

步骤4一旦所获得的新的法兰胎模被使用后，对被使用后的新的法兰胎模进行唯一性编码和关键尺寸的测量，再将新的法兰胎模的唯一性编码和关键尺寸组合成新的法兰胎模的关键信息，并将这些新的法兰胎模的关键信息作为陈旧法兰胎模的关键信息存入胎模数据库，同时将这些附带关键信息的陈旧法兰胎模放入陈旧法兰胎模堆放库，

步骤5结束。

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