CN103862225A - 核电主管道弯管内孔的加工方法 - Google Patents

核电主管道弯管内孔的加工方法 Download PDF

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沈尧荣
朱志荣
吴春桃
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P13/00—Making metal objects by operations essentially involving machining but not covered by a single other subclass
    • B23P13/02—Making metal objects by operations essentially involving machining but not covered by a single other subclass in which only the machining operations are important

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Abstract

本发明公开了一种核电主管道弯管内孔的加工方法，用于加工核电主管道的弯管内孔，弯管一端的直管长度为2000mm以上，包括以下步骤：第一步，将直管锻件的一端锻成弯曲段，然后开直孔；第二步，采用数控立式车铣床，固定工件；在数控立式车铣床的立车铣头刀架上安装刀杆，刀杆前端安装旋转式刀具；第三步，使工作转台作逆时针铣削旋转，使弯曲段的内孔进行同轴孔的镗削加工；然后使刀具退出弯曲段的内孔；第四步，调整切削刀具镗刀的回转半径，再次铣削，如此反复循环。本发明将从两端分别对弯管部分加工改为由弯管一端加工；并且将直线刀杆改为弧线刀杆；同时将行星铣削改为镗削，从而能够通过金属切削的方式实现弯管内孔的成型加工。

Description

核电主管道弯管内孔的加工方法
技术领域
本发明涉及一种孔的加工方法，具体涉及一种核电主管道弯管内孔的加工方法。
背景技术
核电主管道如图1所示，其为单端弯曲式管道，弯管的圆心角为α。目前，核电主管道的加工一般采用模压成形方法，该方法大致过程是：先将带弯管段的主管道展开锻压成直管，由机械加工方法将内孔、外圆加工成形，然后将加工好的直管零件安装在模具中由压机模压，将弯管端压制成形。
这种加工方法虽然能够直接成形，但是由于在模压过程中，主管道弯管段的内外壁受挤压、拉伸力作用，弯曲部壁厚不均匀且误差较大，容易造成弯曲部分孔径、圆径尺寸及形状变形，在主管道高压承热工况条件下，受力不均。另外，模压过程中的挤压、拉伸力作用，促使金属晶格扭曲变形，造成弯曲部分的内应力不平衡，强度不等。
并且，这种模压加工方法对于不同弯曲半径，不同管、孔径，不同折弯曲角度都要配置相应的模具制造及模压机构，制造成本大。
如果采用图2所示一般方法的行星铣削机械加工方法，则很难实现。其原因在于：1、弯管左侧的直管段较长，一般长度在2000mm以上，加工弯管时刀具的悬臂太长，不能正常切削；2、如图3所示的A-A截面为椭圆，从直管段向弯管方向加工，至少要加工到α/2位置，在α/2角度内按A-A平切到B-B(如图4所示)，两椭圆间圆心上提h高度，这就使得刀杆直径由原来尺寸φ减小到φ-2h尺寸，因此，悬伸刀杆的刚度将大大降低，由于缺乏足够的刚性，使加工成为不可能。而纯粹由弯管右端来加工虽然刀杆变短，但由于α角度区域内椭圆圆心落差更大，刀杆会受弯管内壁约束，不能完成整个弯管区的内孔加工。
综上所述，现有的行星铣削机械加工方法之所以不能完成弯管内孔的加工，主要有两个约束条件存在：一是必须两端加工，一是铣刀杆是直线不可弯曲。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种核电主管道弯管内孔的加工方法，它可以通过金属切削的方式实现弯管内孔的加工成型。
为解决上述技术问题，本发明核电主管道弯管内孔的加工方法的技术解决方案为：
用于加工核电主管道的弯管内孔，弯管一端的直管长度为2000mm以上，包括以下步骤：
第一步，将直管锻件的一端锻成弯曲段，然后开直孔；
第二步，采用具有铣削功能的数控立式车铣床，将工件放置于数控立式车铣床的工作转台上，并使工件的弯曲段的圆心与工作转台中心重合，固定工件；在数控立式车铣床的立车铣头刀架上安装刀杆，刀杆前端安装旋转式刀具；
第三步，使数控立式车铣床的工作转台作逆时针铣削旋转，使弯曲段的内孔进行同轴孔的镗削加工；然后使工作转台作顺时针旋转，使刀具退出弯曲段的内孔；
第四步，调整切削刀具镗刀的回转半径，再次使工作转台作逆时针铣削旋转，使弯曲段的内孔进行同轴孔的镗削加工；然后使工作转台作顺时针旋转，使刀具退出弯曲段的内孔，如此反复循环。
所述刀杆包括多节套式传动杆，相邻两节套式传动杆之间通过万向节实现连接。
本发明可以达到的技术效果是：
本发明将从两端分别对弯管部分加工改为由弯管一端加工；并且将直线刀杆改为弧线刀杆；同时将行星铣削改为镗削，从而能够通过金属切削的方式实现弯管内孔的成型加工。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是核电主管道的示意图；
图2是现有技术行星铣削机械加工方法的示意图；
图3是图2中A-A剖面图；
图4是图2中B-B剖面图；
图5至图9是本发明核电主管道弯管内孔的加工方法的过程示意图。
图中附图标记说明：
1为工作转台，        2为立车铣头刀架，
3为刀杆，            31为套式传动杆，
32为万向节。
具体实施方式
本发明核电主管道弯管内孔的加工方法，用于加工核电主管道的弯管内孔，弯管一端的直管长度为2000mm以上(即主管道的一头弯曲另一头为长度为2000mm以上的直管)，包括以下步骤：
第一步，将直管锻件的一端锻成弯曲段，形成如图5所示的锻件；然后开直孔；即内孔留精加工余量分别从两端钻、镗成直孔，先从直管端开直孔，如图6所示，然后从弯曲端开直孔，如图7所示；
第二步，采用具有铣削功能的数控立式车铣床，将工件放置于数控立式车铣床的工作转台1上，并使工件的弯曲段的圆心与工作转台中心重合，固定工件；在数控立式车铣床的立车铣头刀架2(即角铣头)上安装具有内置两级万向节传动链的过渡刀杆3，刀杆3前端安装旋转式刀具，如图8所示；
刀杆3包括三节套式传动杆31，相邻两节套式传动杆31之间通过万向节32实现连接；
第三步，使数控立式车铣床的工作转台1作逆时针铣削旋转，使弯曲段的内孔进行同轴孔的镗削加工；然后使工作转台1作顺时针旋转，使刀具退出弯曲段的内孔；
第四步，调整切削刀具镗刀的回转半径，再次使工作转台1作逆时针铣削旋转，使弯曲段的内孔进行同轴孔的镗削加工；然后使工作转台1作顺时针旋转，使刀具退出弯曲段的内孔，如图9所示；如此反复循环；
本发明通过逐次调整镗刀的回转半径，从而将弯管段的内孔加工成形。
第五步，加工完成弯管段内孔后，用深孔机床精加工直管端内孔。

Claims (2)

1.一种核电主管道弯管内孔的加工方法，用于加工核电主管道的弯管内孔，弯管一端的直管长度为2000mm以上，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将直管锻件的一端锻成弯曲段，然后开直孔；
第二步，采用具有铣削功能的数控立式车铣床，将工件放置于数控立式车铣床的工作转台上，并使工件的弯曲段的圆心与工作转台中心重合，固定工件；在数控立式车铣床的立车铣头刀架上安装刀杆，刀杆前端安装旋转式刀具；
第三步，使数控立式车铣床的工作转台作逆时针铣削旋转，使弯曲段的内孔进行同轴孔的镗削加工；然后使工作转台作顺时针旋转，使刀具退出弯曲段的内孔；
第四步，调整切削刀具镗刀的回转半径，再次使工作转台作逆时针铣削旋转，使弯曲段的内孔进行同轴孔的镗削加工；然后使工作转台作顺时针旋转，使刀具退出弯曲段的内孔，如此反复循环。
2.根据权利要求1所述的核电主管道弯管内孔的加工方法，其特征在于，所述刀杆包括多节套式传动杆，相邻两节套式传动杆之间通过万向节实现连接。
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