CN104561997B - 适用于核电主管道管台一体化成形的lcd机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于核电主管道管台一体化成形的LCD机床，床头箱固定于床身一端，床头箱上的机床花盘套设于机床主轴上并能够对待加工的主管道一端进行紧固夹持，尾座位于床身另一端，尾座能沿机床主轴的轴向直线滑动，尾座套筒固定于尾座上，尾座顶尖位于尾座套筒上，尾座顶尖与机床主轴同轴，溜板能沿机床主轴轴向滑动设于机床床身一侧，激光熔覆头能沿纵向滑动定位于溜板上，激光熔覆头恰能够朝床身上的待加工的主管道表面进行堆积熔覆材料，激光器和送粉器分别为激光熔覆头提供激光和熔覆材料，控制器控制各部件工作，本发明解决了核电主管道因为焊缝的存在而造成较大安全隐患的问题，其成形效率高，成形效果好。

Description

适用于核电主管道管台一体化成形的LCD机床

技术领域

本发明涉及一种核电重型毛坯成型装备，特别涉及一种适用于核电主管道管台一体化成形的LCD机床。

背景技术

由于美国AP1000标准中要求核电主管道一体化成形，禁止空间曲线焊缝的存在，因此核电主管道的直管部分和凸起部分就需要同时成形，即管台一体化成形，这是高端重型核电主管道制造的难点，目前采用的方案是首先成形一管状坯件，然后通过机加工的方式铣出凸起的台部，这样就会导致大量的材料浪费，生产周期长，工作量大，且精度难以保证。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种适用于核电主管道管台一体化成形的LCD机床，该适用于核电主管道管台一体化成形的LCD机床能够一体化成形核电主管道管台，解决了核电主管道因为焊缝的存在而造成较大安全隐患的问题。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于核电主管道管台一体化成形的LCD机床，包括床身、床头箱、机床花盘、尾座、尾座套筒、尾座顶尖、溜板、激光熔覆头、激光器、送粉器和控制器，所述床头箱固定安装于床身一端，床头箱内设有机床主轴，机床花盘固定安装于床头箱上，机床花盘套设于机床主轴上并能够对待加工的主管道一端进行紧固夹持，尾座定位于床身另一端，且尾座能够沿机床主轴的轴向直线滑动，尾座套筒固定安装于尾座上，尾座顶尖定位于尾座套筒上，且尾座顶尖与机床主轴同轴，溜板能够沿机床主轴轴向滑动设于机床床身一侧，激光熔覆头能沿纵向滑动定位于溜板上，所述激光熔覆头恰能够朝床身上的待加工的主管道表面进行堆积熔覆材料，激光器通过光纤为激光熔覆头提供激光，送粉器为激光熔覆头提供熔覆材料，控制器控制机床花盘、尾座、溜板和激光熔覆头工作。

作为发明的进一步改进，所述床身上设有沿机床主轴轴向延伸的机床导轨，尾座上固定设有一尾座滑块，尾座滑块和溜板分别套设于该机床导轨上并沿机床导轨长度方向滑动。

作为发明的进一步改进，所述溜板上设有纵向延伸的溜板导轨，该溜板导轨上套设有溜板滑块，激光熔覆头安装于溜板滑块上。

作为发明的进一步改进，所述激光熔覆头恰位于待加工的主管道轴线正上方。

作为发明的进一步改进，所述激光熔覆头通过球铰链安装于溜板滑块上。

作为发明的进一步改进，所述尾座上设有沿垂直主轴轴向延伸的蜗杆，该蜗杆与固定于尾座套筒上的蜗轮啮合传动，蜗杆端部还同轴固定设有手摇柄。

作为发明的进一步改进，所述机床床身上设有沿机床主轴轴向延伸的棘爪槽，尾架上铰接设有棘爪，棘爪恰能伸入棘爪槽内并紧抵于棘爪槽远离床头箱一侧表面。

作为发明的进一步改进，所述机床主轴端部形成顶尖结构。

本发明的有益技术效果是：本发明将激光熔覆头集成于数控机床上，机床主轴和激光熔覆头在控制器的控制下用激光熔覆的方法将粉末进行逐层堆积到待加工的主管道上，最终一体化成形管台结构，解决了核电主管道因为焊缝的存在而造成较大安全隐患的问题，同时相较于其他一体化成形设备，其成形效率高，成形效果好，能够极大提高生产效益，带来较好的经济效益。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的主视图。

具体实施方式

实施例：一种适用于核电主管道6管台一体化成形的LCD机床，包括床身11、床头箱1、机床花盘2、尾座9、尾座套筒8、尾座顶尖7、溜板3、激光熔覆头4、激光器、送粉器和控制器19，所述床头箱1固定安装于床身11一端，床头箱1内设有机床主轴14，机床花盘2固定安装于床头箱1上，机床花盘2套设于机床主轴14上并能够对待加工的主管道6一端进行紧固夹持，尾座9定位于床身11另一端，且尾座9能够沿机床主轴14的轴向直线滑动，尾座套筒8固定安装于尾座9上，尾座顶尖7定位于尾座套筒8上，且尾座顶尖7与机床主轴14同轴，溜板3能够沿机床主轴14轴向滑动设于机床床身11一侧，激光熔覆头4能沿纵向滑动定位于溜板3上，所述激光熔覆头4恰能够朝床身11上的待加工的主管道6表面进行堆积熔覆材料，激光器通过光纤5为激光熔覆头4提供激光，送粉器为激光熔覆头4提供熔覆材料，控制器19控制机床花盘2、尾座9、溜板3和激光熔覆头4工作，本发明所述的核电主管道6管台成形采用了激光熔覆技术，激光熔覆是利用一定功率密度的激光束照射被覆金属表层上的具有某种特殊性能的材料，使之完全熔化，而基体金属微熔，冷凝后在基材表面形成一个低稀释度的包覆层，从而达到使基材改性的目的，激光熔覆的熔化主要发生在外加材料中，基材表面微熔的目的使之与涂覆合金达到冶金结合，以增强涂覆层与基材的结合力，并防止基材元素与涂覆层元素的互扩散而改变涂覆层的成分和性能，本发明管台成形工艺介绍如下：

首先利用CAD软件产生主管道6的模型，并用分层技术切片软件对其进行处理，获得各截面形状的信息参数，作为机床主轴14和激光熔覆头4进行移动的轨迹参数，然后，将待加工的主管道6的一端安装在机床主轴14上，另一端安放在尾座顶尖7上，调节机床花盘2将待加工主管道6牢固的夹持在机床花盘2上，然后机床主轴14和激光熔覆头4在计算机的控制下，根据几何形体各层截面的坐标数据进行移动的同时，用激光熔覆的方法将粉末进行逐层堆积，最终一体化成形。

所述床身11上设有沿机床主轴14轴向延伸的机床导轨13，尾座9上固定设有一尾座滑块12，尾座滑块12和溜板3分别套设于该机床导轨13上并沿机床导轨13长度方向滑动，通过机床导轨13导向，保证尾座9和溜板3沿机床主轴14轴向直线滑动，确保成形精度高。

所述溜板3上设有纵向延伸的溜板导轨16，该溜板导轨16上套设有溜板滑块15，激光熔覆头4安装于溜板滑块15上，通过溜板导轨16导向，保证激光熔覆头4纵向直线滑动，确保成形精度。

所述激光熔覆头4恰位于待加工的主管道6轴线正上方，方便对主管道6进行熔覆堆积一体化成形。

所述激光熔覆头4通过球铰链18安装于溜板滑块15上，本发明中定义机床主轴14的旋转方向为θ方向，机床主轴14轴向为Y向，与Y向垂直的水平方向为X向，纵向为Z向，溜板3能够沿着Y向水平运动，激光熔覆头4安装在球铰链18上，不但能够沿着图示X方向前后运动，而且还能在YZ平面内按照设定角度φ摆动，即本发明所述的机床实现了θ，φ，X，Y，Z五轴联动，能够实现主管道6的旋转运动、激光熔覆头4的上下和水平运动和前后运动，以及在YZ平面内的摆动，该种加工方式，加工精度高，表面光滑。

所述尾座9上设有沿垂直主轴轴向延伸的蜗杆，该蜗杆与固定于尾座套筒8上的蜗轮啮合传动，蜗杆端部还同轴固定设有手摇柄20，待加工的主管道6在安装时，首先进行粗安装，待两端都顶到顶尖上后，利用尾座9上的手摇柄20进行微细对中调节，手摇柄20通过蜗轮蜗杆机构与尾座套筒8连接，摇动手摇柄20就可以带动尾座套筒8沿着垂直主管道6轴线方向运动，从而实现主管道6的微细对中调节。

所述机床床身11上设有沿机床主轴14轴向延伸的棘爪槽10，尾架上铰接设有棘爪17，棘爪17恰能伸入棘爪槽10内并紧抵于棘爪槽10远离床头箱1一侧表面，核电主管道6安装好后，棘爪17卡进棘爪槽10的槽内进行限位。

所述机床主轴14端部形成顶尖结构。

Claims (5)

1.一种适用于核电主管道管台一体化成形的LCD机床，其特征在于：包括床身(11)、床头箱(1)、机床花盘(2)、尾座(9)、尾座套筒(8)、尾座顶尖(7)、溜板(3)、激光熔覆头(4)、激光器、送粉器和控制器(19)，所述床头箱固定安装于床身一端，床头箱内设有机床主轴(14)，机床花盘固定安装于床头箱上，机床花盘套设于机床主轴上并能够对待加工的主管道(6)一端进行紧固夹持，尾座定位于床身另一端，且尾座能够沿机床主轴的轴向直线滑动，尾座套筒固定安装于尾座上，尾座顶尖定位于尾座套筒上，且尾座顶尖与机床主轴同轴，溜板能够沿机床主轴轴向滑动设于机床床身一侧，激光熔覆头能沿纵向滑动定位于溜板上，所述激光熔覆头恰能够朝床身上的待加工的主管道表面进行堆积熔覆材料，激光器通过光纤(5)为激光熔覆头提供激光，送粉器为激光熔覆头提供熔覆材料，控制器控制机床花盘、尾座、溜板和激光熔覆头工作，所述溜板上设有纵向延伸的溜板导轨(16)，该溜板导轨上套设有溜板滑块(15)，激光熔覆头安装于溜板滑块上，所述激光熔覆头恰位于待加工的主管道轴线正上方，所述激光熔覆头通过球铰链(18)安装于溜板滑块上。

2.如权利要求1所述的适用于核电主管道管台一体化成形的LCD机床，其特征是：所述床身上设有沿机床主轴轴向延伸的机床导轨(13)，尾座上固定设有一尾座滑块(12)，尾座滑块和溜板分别套设于该机床导轨上并沿机床导轨长度方向滑动。

3.如权利要求1或2所述的适用于核电主管道管台一体化成形的LCD机床，其特征是：所述尾座上设有沿垂直主轴轴向延伸的蜗杆，该蜗杆与固定于尾座套筒上的蜗轮啮合传动，蜗杆端部还同轴固定设有手摇柄(20)。

4.如权利要求1或2所述的适用于核电主管道管台一体化成形的LCD机床，其特征是：所述机床床身上设有沿机床主轴轴向延伸的棘爪槽(10)，尾架上铰接设有棘爪(17)，棘爪恰能伸入棘爪槽内并紧抵于棘爪槽远离床头箱一侧表面。

5.如权利要求1所述的适用于核电主管道管台一体化成形的LCD机床，其特征是：所述机床主轴端部形成顶尖结构。