CN103878620B - 控制棒驱动机构钩爪加工工装与加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了控制棒驱动机构钩爪加工工装及加工工艺。本发明的加工工装保护用于齿形加工的工装，用于端面加工的工装和用于倒角加工的工装。利用该工装，能够保证钩爪齿面加工夹具体上的所有钩爪的加工参照面一致，从而保证钩爪销孔至齿的尺寸一致性；能够保证钩爪端面加工夹具体上的所有钩爪的加工参照面一致，从而保证钩爪的端面尺寸的一致性。本发明的加工工艺利用了上述加工工装，从而能够得到尺寸一致性高的多个控制棒驱动机构钩爪。

Description

控制棒驱动机构钩爪加工工装与加工工艺

技术领域

本发明涉及机加工领域，尤其涉及对控制棒驱动机构钩爪进行加工的工装和方法。

背景技术

钩爪是控制棒驱动机构内部组件中十分重要的零件，钩爪要在电磁力作用下实现上下运动；在落棒时，要能及时脱钩，使控制棒组件准确地插入堆芯，达到安全停堆的目的。在工作时，钩爪齿面与驱动杆环槽面的频繁冲击，其运行的精度准确性和可靠性对钩爪的内在质量，安全可靠显得十分重要。

控制棒驱动机构上3个钩爪组成一组使用，因此对同一组钩爪的尺寸一致性要求高，若成组钩爪尺寸一致性不好，将影响控制棒驱动机构的性能。特别是钩爪销孔至齿的尺寸一致性和钩爪端面的尺寸一致性尤为重要。若对钩爪采用单件加工的方法，则需在三轴以上的加工设备上完成，加工效率低且难以保证成组使用的钩爪的尺寸一致性。

发明内容

本发明的目的即在于克服现有技术的不足，提供能够提高钩爪的尺寸一致性的钩爪加工工装以及钩爪加工工艺。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

控制棒驱动机构钩爪加工工装，包括钩爪齿面加工夹具体，钩爪齿面加工夹具体为中空的圆柱体，钩爪齿面加工夹具体的内部空间为刀具容置空间，钩爪齿面加工夹具体的外表面上分布有至少两个钩爪固定槽A，钩爪固定槽A与钩爪齿面加工夹具体的轴线平行，钩爪固定槽A的两侧开设有钩爪固定孔A，钩爪固定槽A与刀具容置空间连通。

在工作时，将钩爪置于钩爪固定槽A内，钩爪的齿面向内，然后用锁定螺栓穿过钩爪固定孔A和钩爪上的销孔，将钩爪固定在钩爪固定槽A内。然后将钩爪齿面加工夹具体固定在车床的卡盘上，刀具伸入刀具容置空间中。车床带动钩爪齿面加工夹具体旋转，按照齿形轨迹同时对固定在钩爪齿面加工夹具体上的所有钩爪进行加工。如此，即可保证钩爪齿面加工夹具体上的所有钩爪的加工参照面一致，从而保证钩爪销孔至齿的尺寸一致性。

进一步的，还包括用于贯穿所述钩爪固定孔A和钩爪上的销轴孔并将钩爪固定在所述钩爪固定槽A内的锁紧螺钉A。

控制棒驱动机构钩爪加工工装，包括钩爪端面加工夹具体，钩爪端面加工夹具体为圆柱体，钩爪端面加工夹具体的外表面上分布有至少两个钩爪固定槽B，钩爪固定槽B从钩爪端面加工夹具体的端部向内延伸，钩爪固定槽B与钩爪端面加工夹具体的轴线平行，钩爪固定槽B的两侧开设有钩爪固定孔B，钩爪固定孔B的位置使得固定在钩爪固定槽B中的钩爪的端部凸出于钩爪端面加工夹具体的端部。

在工作时，将钩爪置于钩爪固定槽B内，钩爪待加工的端面位于钩爪固定槽B外，然后用锁定螺栓穿过钩爪固定孔B和钩爪上的销孔，将钩爪固定在钩爪固定槽B内。将钩爪端面加工夹具体固定在车床的卡盘上。车床带动钩爪端面加工夹具体旋转，刀具同时对固定在钩爪端端面加工夹具体上的所有钩爪的端面进行加工。如此，即可保证钩爪端面加工夹具体上的所有钩爪的加工参照面一致，从而保证钩爪的端面尺寸的一致性。

进一步的，还包括用于贯穿所述钩爪固定孔B和钩爪上的销轴孔并将钩爪固定在所述钩爪固定槽B内的锁紧螺钉B。

进一步的，所述钩爪固定槽B的两侧分别开设有一个钩爪固定孔B，还包括固定在所述钩爪端面加工夹具体外表面并横贯所述钩爪固定槽B的压板。

在工作时，钩爪与钩爪固定槽B的底部接触，然后通过锁定螺栓将钩爪固定在钩爪固定孔B中。为了使钩爪的固定更加可靠，还增加压板，如此即可保证钩爪上具备两个固定点，从而将钩爪可靠的固定在钩爪固定槽B中。

控制棒驱动机构钩爪加工工装，包括钩爪齿面加工夹具体，钩爪齿面加工夹具体为中空的圆柱体，钩爪齿面加工夹具体的内部空间为刀具容置空间，钩爪齿面加工夹具体的外表面上分布有至少两个钩爪固定槽A，钩爪固定槽A与钩爪齿面加工夹具体的轴线平行，钩爪固定槽A的两侧开设有钩爪固定孔A，钩爪固定槽A与刀具容置空间连通；

还包括钩爪端面加工夹具体，钩爪端面加工夹具体为圆柱体，钩爪端面加工夹具体的外表面上分布有至少两个钩爪固定槽B，钩爪固定槽B从钩爪端面加工夹具体的端部向内延伸，钩爪固定槽B与钩爪端面加工夹具体的轴线平行，钩爪固定槽B的两侧开设有钩爪固定孔B；

还包括钩爪圆角加工夹具体，钩爪圆角加工夹具体上设置有固定平面，固定平面上开设有两个钩爪固定孔C。

对钩爪的整个加工过程中，除了齿形加工和端面加工外，还需要对钩爪边缘部分倒角。因此，增设钩爪圆角加工夹具体。将锁定螺栓贯穿钩爪固定孔C和钩爪上的销轴孔，将钩爪固定在固定平面上。然后将钩爪圆角加工夹具体安装在卧式加工中心上，利用铣刀对钩爪远离固定平面的一侧进行圆角加工。加工完成后，将钩爪翻面，对钩爪的另一侧进行圆角加工。

进一步的，还包括用于贯穿所述钩爪固定孔A和钩爪上的销轴孔并将钩爪固定在所述钩爪固定槽A内的锁紧螺钉A；

还包括用于贯穿所述钩爪固定孔B和钩爪上的销轴孔并将钩爪固定在所述钩爪固定槽B内的锁紧螺钉B；

还包括用于贯穿所述钩爪固定孔C和钩爪上的销轴孔并将钩爪固定在所述固定平面上的锁紧螺钉C。

进一步的，所述钩爪固定槽B的两侧分别开设有一个钩爪固定孔B，还包括固定在所述钩爪端面加工夹具体外表面并横贯所述钩爪固定槽B的压板。

控制棒驱动机构钩爪加工工艺，包括如下步骤：

步骤A：销轴孔加工步骤，在钩爪上加工销轴孔；

步骤B：齿形加工步骤，将钩爪安装在钩爪齿面加工夹具体上，将钩爪齿面加工夹具体固定在车床卡盘上，刀具进入刀具容置空间内，按照齿形轨迹同时对安装在钩爪齿面加工夹具体上的至少两个钩爪进行齿形加工；

步骤C：端面加工步骤，将钩爪安装在钩爪端面加工夹具体上，将钩爪端面加工夹具体固定在车床卡盘上，刀具对安装在钩爪端面加工夹具体上的至少两个钩爪的端部进行加工；

步骤D：圆角加工步骤，将钩爪安装在钩爪圆角加工夹具体上，将钩爪圆角加工夹具体固定在卧式加工中心上，利用铣刀对钩爪远离固定平面的一侧进行圆角加工；将钩爪翻面，对钩爪的另一侧进行圆角加工。

综上所述，本发明的优点和有益效果在于：

1．设置钩爪齿面加工夹具体和钩爪端面加工夹具体，两者均在圆柱体上开设有用于固定钩爪的钩爪固定槽，从而固定多个钩爪；钩爪齿面加工夹具体和钩爪端面加工夹具体与车床配合，使所有钩爪具备相同的加工参照面，从而保证多个钩爪销孔至齿的尺寸一致性和钩爪端面的尺寸一致性；

2．设置钩爪圆角加工夹具体，实现对钩爪圆角的加工；

3．本发明还包括采用钩爪齿面加工夹具体、钩爪端面加工夹具体和钩爪圆角加工夹具体的加工工艺，从而保证得到的多个钩爪的销孔至齿的尺寸一致性和钩爪端面的尺寸一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例，下面将对描述本发明实施例中所需要用到的附图作简单的说明。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据下面的附图，得到其它附图。

图1为用于钩爪齿面加工的控制棒驱动机构钩爪加工工装的立体结构示意图；

图2为用于钩爪齿面加工的控制棒驱动机构钩爪加工工装的内部结构示意图；

图3为图2的A-A向剖视图；

图4为用于钩爪端面加工的控制棒驱动机构钩爪加工工装的立体结构示意图；

图5为用于钩爪端面加工的控制棒驱动机构钩爪加工工装的内部结构示意图；

图6为用于钩爪圆角加工的控制棒驱动机构钩爪加工工装的主视图；

图7为用于钩爪圆角加工的控制棒驱动机构钩爪加工工装的侧视图；

其中，附图标记对应的零部件名称如下：

1-钩爪齿面加工夹具体，2-刀具容置空间，3-钩爪固定槽A，4-钩爪固定孔A，5-锁紧螺钉A，6-钩爪端面加工夹具体，7-钩爪固定槽B，8-钩爪固定孔B，9-锁紧螺钉B，10-压板，11-钩爪圆角加工夹具体，12-固定平面，13-钩爪固定孔C，14-锁紧螺钉C，15-钩爪，16-定位芯轴。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明，下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本发明实施例中的一部分，而不是全部。基于本发明记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本发明保护的范围内。

实施例1：

如图1~图3所示，控制棒驱动机构钩爪加工工装，包括钩爪齿面加工夹具体1，钩爪齿面加工夹具体1为中空的圆柱体，钩爪齿面加工夹具体1的内部空间为刀具容置空间2，钩爪齿面加工夹具体1的外表面上分布有至少两个钩爪固定槽A3，钩爪固定槽A3与钩爪齿面加工夹具体1的轴线平行，钩爪固定槽A3的两侧开设有钩爪固定孔A4，钩爪固定槽A3与刀具容置空间2连通。

在工作时，将钩爪15置于钩爪固定槽A3内，钩爪15的齿面向内，然后用锁定螺栓A5穿过钩爪固定孔A4和钩爪15上的销孔，将钩爪15固定在钩爪固定槽A4内。然后将钩爪齿面加工夹具体1固定在车床的卡盘上，刀具伸入刀具容置空间2中。车床带动钩爪齿面加工夹具体1旋转，按照齿形轨迹同时对固定在钩爪齿面加工夹具体1上的所有钩爪15进行加工。

实施例2：

如图4和图5所示，控制棒驱动机构钩爪加工工装，包括钩爪端面加工夹具体6，钩爪端面加工夹具体6为圆柱体，钩爪端面加工夹具体6的外表面上分布有至少两个钩爪固定槽B7，钩爪固定槽B7从钩爪端面加工夹具体6的端部向内延伸，钩爪固定槽B7与钩爪端面加工夹具体6的轴线平行，钩爪固定槽B7的两侧开设有钩爪固定孔B8，钩爪固定孔B8的位置使得固定在钩爪固定槽B7中的钩爪的端部凸出于钩爪端面加工夹具体6的端部。

在工作时，将钩爪15置于钩爪固定槽B7内，钩爪15待加工的端面位于钩爪固定槽B7外，然后用锁定螺栓B9穿过钩爪固定孔B8和钩爪15上的销孔，将钩爪15固定在钩爪固定槽B7内。将钩爪端面加工夹具体6固定在车床的卡盘上。车床带动钩爪端面加工夹具体6旋转，刀具同时对固定在钩爪端端面加工夹具体8上的所有钩爪15的端面进行加工。

在本实施例中，钩爪固定槽B7的两侧分别设置两个钩爪固定孔B8，如此即可通过两个锁定螺栓B9将钩爪固定在钩爪固定槽B7中。

或者，在本实施例中，所述钩爪固定槽B7的两侧分别开设有一个钩爪固定孔B8，还包括固定在所述钩爪端面加工夹具体6外表面并横贯所述钩爪固定槽B7的压板10。钩爪15与钩爪固定槽B7的底部接触，然后通过锁定螺栓B9将钩爪15固定在钩爪固定孔B8中。为了使钩爪15的固定更加可靠，还增加压板10，如此即可保证钩爪15上具备两个固定点，从而将钩爪15可靠的固定在钩爪固定槽B7中。

或者，在本实施例中，钩爪端面加工夹具体6为中空结构，钩爪固定槽B7与钩爪端面加工夹具体6的内部空间连通，在钩爪端面加工夹具体6的内部还设置有定位芯轴16，钩爪固定槽B7中的钩爪16与定位芯轴16的外表面接触，实现钩爪16的径向定位。

实施例3：

如图6和图7所示，本实施例在实施例1和2的基础上，还包括钩爪圆角加工夹具体11，钩爪圆角加工夹具体11上设置有固定平面12，固定平面12上开设有两个钩爪固定孔C13。

对钩爪15的整个加工过程中，除了齿形加工和端面加工外，还需要对钩爪15边缘部分倒角。因此，增设钩爪圆角加工夹具体11。将锁定螺栓C14贯穿钩爪固定孔C13和钩爪15上的销轴孔，将钩爪15固定在固定平面12上。然后将钩爪圆角加工夹具体11安装在卧式加工中心上，利用铣刀对钩爪15远离固定平面的一侧进行圆角加工。加工完成后，将钩爪15翻面，对钩爪15的另一侧进行圆角加工。

实施例4：

控制棒驱动机构钩爪加工工艺，包括如下步骤：

步骤A：销轴孔加工步骤，在钩爪15上加工销轴孔；

步骤B：齿形加工步骤，利用实施例1中所述的控制棒驱动机构钩爪加工工装，将钩爪安装在钩爪齿面加工夹具体1上，将钩爪齿面加工夹具体1固定在车床卡盘上，刀具进入刀具容置空间2内，按照齿形轨迹同时对安装在钩爪齿面加工夹具体1上的至少两个钩爪进行齿形加工；

步骤C：端面加工步骤，利用实施例2中所述的控制棒驱动机构钩爪加工工装，将钩爪安装在钩爪端面加工夹具体6上，将钩爪端面加工夹具体6固定在车床卡盘上，刀具对安装在钩爪端面加工夹具体6上的至少两个钩爪的端部进行加工；

步骤D：圆角加工步骤，利用实施例3中所述的钩爪圆角加工夹具体11，将钩爪安装在钩爪圆角加工夹具体11上，将钩爪圆角加工夹具体11固定在卧式加工中心上，利用铣刀对钩爪远离固定平面12的一侧进行圆角加工；将钩爪翻面，对钩爪的另一侧进行圆角加工。

实施例5：

为了便于本领域技术人员理解本发明，本实施例在实施例4的基础上，对控制棒驱动机构钩爪加工工艺进行进一步的说明。

控制棒驱动机构钩爪加工工艺，包括如下步骤：

步骤A：钩爪15件料堆焊合格后在立式加工中心上完成销轴孔的加工，保证孔距42±0.02。平磨对厚度两面进行磨削，确保基准平面与孔垂直、厚度面与实施例1~3所述的控制棒驱动机构钩爪加工工装配合灵活、无明显窜动；

步骤B：将钩爪安装在钩爪齿面加工夹具体1上，数控车床液压卡盘夹住钩爪齿面加工夹具体1支承端，校正前、后跳动不大于0.01；

对刀，以钩爪齿面加工夹具体1端面为“0”位、确保轴向尺寸；

粗车齿形及台阶，避免奥氏体不锈钢与（钴基）合金过渡处形成台阶、减少精加工余量；

精加工齿形，保证齿顶圆R25^+0.021、粗糙度≤Ra1.6，车外圆R47^+0.10；

加工齿顶偏心R24.15，保证偏心距40.75±0.05、齿顶宽1.7±0.05；

投影仪上测量齿形轮廓，检查销轴孔至齿面距离、双齿距及齿顶宽；

步骤C：将钩爪安装在钩爪端面加工夹具体6上，数控车床液压卡盘夹住钩爪端面加工夹具体6支承端，以钩爪端面加工夹具体6端面确定零位基准；

车钩爪15端面，车30°斜面及过渡；

车端面至钩爪15的预定总长；

步骤D：将钩爪安装在钩爪圆角加工夹具体11上，将钩爪圆角加工夹具体11固定在卧式加工中心上，校正钩爪圆角加工夹具体11位置，球形铣刀按钩爪15的轮廓加工R3倒角，光滑过渡；

将钩爪翻面，球形铣刀加工钩爪15另一面的R3倒角。

如此，即完成控制棒驱动机构钩爪的加工。

Claims (9)

1.控制棒驱动机构钩爪加工工装，其特征在于：

包括钩爪齿面加工夹具体（1），钩爪齿面加工夹具体（1）为中空的圆柱体，钩爪齿面加工夹具体（1）的内部空间为刀具容置空间（2），钩爪齿面加工夹具体（1）的外表面上分布有至少两个钩爪固定槽A（3），钩爪固定槽A（3）与钩爪齿面加工夹具体（1）的轴线平行，钩爪固定槽A（3）的两侧开设有钩爪固定孔A（4），钩爪固定槽A（3）与刀具容置空间（2）连通。

2.根据权利要求1所述的控制棒驱动机构钩爪加工工装，其特征在于：

还包括用于贯穿所述钩爪固定孔A（4）和钩爪上的销轴孔并将钩爪固定在所述钩爪固定槽A（3）内的锁紧螺钉A（5）。

3.控制棒驱动机构钩爪加工工装，其特征在于：

包括钩爪端面加工夹具体（6），钩爪端面加工夹具体（6）为圆柱体，钩爪端面加工夹具体（6）的外表面上分布有至少两个钩爪固定槽B（7），钩爪固定槽B（7）从钩爪端面加工夹具体（6）的端部向内延伸，钩爪固定槽B（7）与钩爪端面加工夹具体（6）的轴线平行，钩爪固定槽B（7）的两侧开设有钩爪固定孔B（8），钩爪固定孔B（8）的位置使得固定在钩爪固定槽B（7）中的钩爪的端部凸出于钩爪端面加工夹具体（6）的端部。

4.根据权利要求3所述的控制棒驱动机构钩爪加工工装，其特征在于：

还包括用于贯穿所述钩爪固定孔B（8）和钩爪上的销轴孔并将钩爪固定在所述钩爪固定槽B（7）内的锁紧螺钉B（9）。

5.根据权利要求3或4所述的控制棒驱动机构钩爪加工工装，其特征在于：

所述钩爪固定槽B（7）的两侧分别开设有一个钩爪固定孔B（8），还包括固定在所述钩爪端面加工夹具体（6）外表面并横贯所述钩爪固定槽B（7）的压板（10）。

6.控制棒驱动机构钩爪加工工装，其特征在于：

包括钩爪齿面加工夹具体（1），钩爪齿面加工夹具体（1）为中空的圆柱体，钩爪齿面加工夹具体（1）的内部空间为刀具容置空间（2），钩爪齿面加工夹具体（1）的外表面上分布有至少两个钩爪固定槽A（3），钩爪固定槽A（3）与钩爪齿面加工夹具体（1）的轴线平行，钩爪固定槽A（3）的两侧开设有钩爪固定孔A（4），钩爪固定槽A（3）与刀具容置空间（2）连通；

还包括钩爪端面加工夹具体（6），钩爪端面加工夹具体（6）为圆柱体，钩爪端面加工夹具体（6）的外表面上分布有至少两个钩爪固定槽B（7），钩爪固定槽B（7）从钩爪端面加工夹具体（6）的端部向内延伸，钩爪固定槽B（7）与钩爪端面加工夹具体（6）的轴线平行，钩爪固定槽B（7）的两侧开设有钩爪固定孔B（8）；

还包括钩爪圆角加工夹具体（11），钩爪圆角加工夹具体（11）上设置有固定平面（12），固定平面（12）上开设有两个钩爪固定孔C（13）。

7.根据权利要求6所述的控制棒驱动机构钩爪加工工装，其特征在于：

还包括用于贯穿所述钩爪固定孔A（4）和钩爪上的销轴孔并将钩爪固定在所述钩爪固定槽A（3）内的锁紧螺钉A（5）；

还包括用于贯穿所述钩爪固定孔B（8）和钩爪上的销轴孔并将钩爪固定在所述钩爪固定槽B（7）内的锁紧螺钉B（9）；

还包括用于贯穿所述钩爪固定孔C（13）和钩爪上的销轴孔并将钩爪固定在所述固定平面（12）上的锁紧螺钉C（14）。

8.根据权利要求6或7所述的控制棒驱动机构钩爪加工工装，其特征在于：

所述钩爪固定槽B（7）的两侧分别开设有一个钩爪固定孔B（8），还包括固定在所述钩爪端面加工夹具体（6）外表面并横贯所述钩爪固定槽B（7）的压板（10）。

9.控制棒驱动机构钩爪加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：销轴孔加工步骤，在钩爪上加工销轴孔；

步骤B：齿形加工步骤，将钩爪安装在钩爪齿面加工夹具体（1）上，将钩爪齿面加工夹具体（1）固定在车床卡盘上，刀具进入刀具容置空间（2）内，按照齿形轨迹同时对安装在钩爪齿面加工夹具体（1）上的至少两个钩爪进行齿形加工；

步骤C：端面加工步骤，将钩爪安装在钩爪端面加工夹具体（6）上，将钩爪端面加工夹具体（6）固定在车床卡盘上，刀具对安装在钩爪端面加工夹具体（6）上的至少两个钩爪的端部进行加工；

步骤D：圆角加工步骤，将钩爪安装在钩爪圆角加工夹具体（11）上，将钩爪圆角加工夹具体（11）固定在卧式加工中心上，利用铣刀对钩爪远离固定平面（12）的一侧进行圆角加工；将钩爪翻面，对钩爪的另一侧进行圆角加工。