CN104723021A - 防异物板加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种加工工艺，具体涉及一种防异物板加工工艺。它包括如下步骤：来料220×220×3mm；校平；加工中心加工长方孔及导向管孔预留孔；时效热处理；固定销孔及导向管孔精加工；电火花加工长方形流水孔；清洗；检验；热处理稳定；检验。本发明的优点是，它采用加工中心和电火花加工防异物板，经过三座标测量机的检测保证其加工的准确性。

Description

防异物板加工工艺

技术领域

本发明属于一种加工工艺，具体涉及一种防异物板加工工艺。

背景技术

CF2防异物板是核燃料元件的关键部件，其质量对核燃料元件结构的可靠性，核电站的安全运行起着至关重要的作用。

以往国内使用的防异物板都是依赖法国进口的。其价格昂贵公司每年派人去验收即耗人力又耗时间，成为生产进度的瓶颈。

在这样的背景下，十分必要探索一套新的加工方法来生产防异物板。

发明内容

本发明的目的是提供一种防异物板加工工艺，它能节约人力，降低劳动强度，具有较高自动化水平。

本发明是这样实现的，防异物板加工工艺，它包括如下步骤，

（1）来料220×220×3mm；

（2）校平；

（3）加工中心加工长方孔及导向管孔预留孔；

（4）时效热处理；

（5）固定销孔及导向管孔精加工；

（6）电火花加工长方形流水孔；

（7）清洗；

（8）检验；

（9）热处理稳定；

（10）检验。

所述的步骤（5）固定销孔及导向管孔精加工包括，

1）加工中心铣削加工工装

2）加工中心工艺

⑴压四边，加工24个导向管孔及中间孔；

①Φ8中心钻钻中心孔；

②Φ8钻头钻24个导向管孔及中间孔；

③Φ9铣刀扩中间孔及24个导向孔至尺寸；

④24个导向孔的孔口倒角；

⑵用M8的螺栓上压板压紧四角导向管孔后,铣削外形；

①Φ12硬质合金刀加工中间孔及粗、精铣外形；

②Φ8×45°倒角刀加工外形上倒角；

③Φ8×45°倒角刀加工外形下倒角；

④Φ4.5钻头钻固定销孔底孔；

⑤Φ3.8铣刀铣固定销沉头及扩固定销孔；

3）加工工艺过程：

①将夹具安装在立式加工中心，以夹具中心定零点，四周固定压板；

②加工固定销孔及导向管孔；

③加工完毕后，以四个导向管孔重新装夹，定位固定，撤除四周固定压板；

④加工防异物板四方尺寸及流水槽的预留孔；

（4）时效热处理。

本发明的优点是，它采用加工中心和电火花加工防异物板，经过三座标测量机的检测保证其加工的准确性。

附图说明

图1为效热处理工艺曲线图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细介绍：

防异物板加工工艺，它包括如下步骤：

（1）来料220×220×3mm；

（2）校平；

（3）加工中心加工长方孔及导向管孔预留孔；

（4）时效热处理；

（5）固定销孔及导向管孔精加工；

（6）电火花加工长方形流水孔；

（7）清洗；

（8）检验；

（9）热处理稳定；

（10）检验。

本工艺所选择的加工设备如表1所示。

表1选用设备性能

设备名称	设备型号	X轴精度	Y轴精度	Z轴精度
					卧式加工中心	A51	0.006	0.006	0.006
立式加工中心	VCN510CⅢ	0.02mm	0.02mm	0.02mm
					电火花	AQ35LR	0.012mm	0.012mm	0.012mm
三座标测量机	Performance7107	0.0041mm	0.0050mm	0.0041mm

下面就其中的步骤做具体说明：

（5）固定销孔及导向管孔精加工

1）加工中心铣削加工工装

根据CF2防屑板加工工艺，在立式加工中心铣削加工中，考虑到铣削变形和刀具让位，设计了专用的工装。

2）加工中心工艺

⑴压四边，加工24个导向管孔及中间孔；

①Φ8中心钻钻中心孔；

②Φ8钻头钻24个导向管孔及中间孔；

③Φ9铣刀扩中间孔及24个导向孔至尺寸；

④24个导向孔的孔口倒角；

⑵用M8的螺栓上压板压紧四角导向管孔后,铣削外形；

①Φ12硬质合金刀加工中间孔及粗、精铣外形；

②Φ8×45°倒角刀加工外形上倒角；

③Φ8×45°倒角刀加工外形下倒角；

④Φ4.5钻头钻固定销孔底孔；

⑤Φ3.8铣刀铣固定销沉头及扩固定销孔。

3）加工工艺过程：

①将夹具安装在立式加工中心VCN510CⅢ,以夹具中心定零点,四周固定压板。

②加工固定销孔及导向管孔。

③加工完毕后，以四个导向管孔重新装夹，定位固定。撤除四周固定压板。

④加工防异物板四方尺寸及流水槽的预留孔。

加工工艺的特点如下：

固定销孔和导向管孔加工中心采用在同一面一次加工完成，保证加工精度的一致；防屑板上方形图案的粗加工由加工中心完成，即加工中心先用φ2mm的钻头钻出小方孔的预留孔，然后再用电火花机床进行精加工，这样极大地减少了电火花机床的加工面积，使防屑板方形图案孔的粗、精加工可以同时进行，以此缩短电火花机床的加工时间；加工防异物板流水槽的预留孔采用内冷钻头，其加工效率是国产钻头的7-8倍，大大提高了生产效率。

（4）时效热处理

工艺参数：按图1进行操作。通过时效热处理，改变了材料机械性能，增加强度。

（6）电火花加工工艺

1）防异物板加工工艺的确定

防异物板来料为厚3mm±0.15mm，外形尺寸220mm×220mm的方形不锈钢板。长方形小孔尺寸为2.5×5.425，数量一共有1836个。每个孔的径宽仅为0.5±0.1，0.65±0.1两种尺寸。来料平面不加工，外形余量较大，由于板材料薄，在机械加工中易产生变形。采用传统的机械加工基本无法加工。同时考虑到定位，装夹，所以编制工艺时，尽可能减少机械加工的内容，因而选择电加工的方法。

电加工时工具电极与工件材料不接触,而是通过两极间脉冲放电时产生电腐蚀现象将工件熔蚀掉，就可以解决加工中工件变形的问题。同时电加工设备主要用于窄槽，窄缝，小孔硬质合金及模具等加工中。通过制作电极达到快速加工的目的。电加工在加工过程中分为粗加工，精加工。粗加工中，电极加工损耗较大，加工电流较大，速度较快。在精加工中，电流较小，电极损耗较小。加工精度较高，表面粗糙度较好。

在试验中，根据采用AQ35LR的机器参数，试验掌握的加工放电间隙和电极损耗状况，以及考虑加工速度的快慢，电极的单边放电间隙和加工余量为0.10-0.25mm为最佳。

在加工中通过改变加工条件来完成工件的粗、精加工。为提高加工速度，减少电蚀余量，先由加工中心加工了预留孔，起到了粗加工和排屑的作用。提高了加工速度，减少了电极的损耗。从而达到了中，精加工的目的，实现了快速加工的目的。

防异物板加工工艺的编制

1)根据图纸要求计算加工余量，制作电极。

2)根据加工面积，表面粗糙度，加工精度选择电参数。

3)编制程序预加工，再根据加工的稳定性及要求适当调整参数。

4)选择工装，装夹找正工件，装夹电极，找正电极。‘

5)找正工件及电机的相对位置再进行加工，在加工中根据电极的损耗微调补偿步距。

根据试验掌握的加工放电间隙和电极损耗状况，以及考虑加工速度的快慢，每种电极只设计了一个尺寸，即加工一个方形小孔的电极尺寸为：2.25mm×5.175mm，电极的单边放电间隙和加工余量为0.25mm。

根据防异物板上的长方形图案孔设计了八种电极，并且每种电极又分粗、精加工两种，这样加工一件防异物板需要交换三十六次电极才能完成，而电火花机床没有自动电极交换装置，加工时更换电极只有通过手动进行，加工辅助时间长，且易出错，一件产品需要加工时间72小时左右。所以如果能做到多个单电极同时加工，就可以极大地缩短加工时间，提高生产效率，因此减少单个电极的数量，设计组合电极成为必要。

通过计算防异物板图纸上各图案之间的排列距离，其次根据排列距离的不同，在满足各方形图案位置度要求的基础上，设计了两个组合电极。将流水槽九块图案分为两组加工。一组采用夹具实现A,C,E,F,H五块图案的五块电极组合，一次可以完成五块图案的加工。另一组采用夹具实现B,B,D,G四块图案的四块电极组合，一次可以完成四块图案的加工。一件加工时间降低为25小时左右。

计算加工面积：

防屑板经加工中心粗加工后，去除了大部分面积，其中φ2mm底孔的面积为3.14mm2，所以各电极的加工面积＝方形小孔数量×（一个方孔的面积－底孔的面积）

ACEFH型组合电极数量：240×4＝960

BBDG型组合电极：219×4＝876

ACEFH型组合电极：960×（11.64-3.14）=8160mm²

BBDG型组合电极：876×（11.64－3.14）=7446mm²

电火花加工工装

从防屑板加工图纸上可以看到，方形图案孔与导向孔、中间孔、销钉孔排列紧密，给工件的定位、夹紧造成困难，所以在工装设计时，利用前面工序加工出的导向孔的孔口倒角做基准，设计出同时起定位和压紧作用的销钉。

本加工工艺的创新点：

流水槽的径宽先由外协激光切割保证余量。选择先进行时效热处理，然后完成固定销孔和导向管孔的精加工，消除了时效热处理对原材料的影响。采用组合电极后，减少了电极更换时间，提高加工效率50%。固定销孔和导向管孔加工中心采用在同一面加工完成，保证加工精度的一致。为保证加工精度，采用在固定销孔精加工时保证固定销孔孔心距离98.01mm。待电火花加工长方孔后，消除了电火花加工变形的影响。在三座标测量程序中利用逻辑变量的实现准确测量和方便查找数据。

Claims (2)

1.防异物板加工工艺，其特征在于：它包括如下步骤，

（1）来料220×220×3mm；

（2）校平；

（3）加工中心加工长方孔及导向管孔预留孔；

（4）时效热处理；

（5）固定销孔及导向管孔精加工；

（6）电火花加工长方形流水孔；

（7）清洗；

（8）检验；

（9）热处理稳定；

（10）检验。

2.如权利要求1所述的防异物板加工工艺，其特征在于：所述的步骤（5）固定销孔及导向管孔精加工包括，

1）加工中心铣削加工工装

2）加工中心工艺

⑴压四边，加工24个导向管孔及中间孔；

①Φ8中心钻钻中心孔；

②Φ8钻头钻24个导向管孔及中间孔；

③Φ9铣刀扩中间孔及24个导向孔至尺寸；

④24个导向孔的孔口倒角；

⑵用M8的螺栓上压板压紧四角导向管孔后,铣削外形；

①Φ12硬质合金刀加工中间孔及粗、精铣外形；

②Φ8×45°倒角刀加工外形上倒角；

③Φ8×45°倒角刀加工外形下倒角；

④Φ4.5钻头钻固定销孔底孔；

⑤Φ3.8铣刀铣固定销沉头及扩固定销孔；

3）加工工艺过程：

①将夹具安装在立式加工中心，以夹具中心定零点，四周固定压板；

②加工固定销孔及导向管孔；

③加工完毕后，以四个导向管孔重新装夹，定位固定，撤除四周固定压板；

④加工防异物板四方尺寸及流水槽的预留孔；

（4）时效热处理。