CN106826138A - 压水堆控制棒驱动机构盲孔棒行程壳体及加工方法 - Google Patents

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戚丹鸿
蒋恩
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卫晓春
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Abstract

本发明涉及压水堆核电设备零件加工方法技术领域，公开了一种压水堆控制棒驱动机构盲孔棒行程壳体加工方法，所述盲孔棒的外径小于100mm，长径比大于54，包括如下步骤：（1）粗加工细长杆小端毛坯外圆；（2）粗钻盲孔；（3）分段校正、粗加工细长杆小端的外圆，保证盲孔与外圆的同轴度和位置度；（4）加工盲孔至预设尺寸；（5）分段精车外圆定位基准；（6）分段加工细长杆小端外圆成型，保证盲孔与外圆的同轴度或位置度；（7）加工细长杆大端外圆、螺纹及焊接坡口。本发明解决压水堆控制棒驱动机构中细长杆盲孔零件棒行程壳体加工技术，确保产品的精度、尺寸符合图纸要求。

Description

压水堆控制棒驱动机构盲孔棒行程壳体及加工方法
技术领域
本发明涉及压水堆核电设备零件加工方法技术领域，特别是一种压水堆控制棒驱动机构盲孔棒行程壳体及加工方法。
背景技术
在通常情况下，细长杆加工采用“跟刀架车削法”、“反向车削法”等方法。跟刀架进行车削能显著提高细长杆的加工精度，增加工艺系统的刚度，使用细长杆正向和逆向切削时，发现逆向车削时细长杆变形及加工误差远小于同等条件下的正向车削的变形及误差。
压水堆控制棒驱动机构盲孔棒的行程壳体，其带盲孔且长度长达五米多，小端直径小于φ100mm，长径比达大于54左右。其通过上述方法加工时，虽然能保证本道工序的加工精度，但无法校正已有盲孔的内外圆位置度和同轴度偏差，使加工后的内外圆位置度不能满足图纸、工艺要求的精度。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种压水堆控制棒驱动机构盲孔棒行程壳体加工方法，解决压水堆控制棒驱动机构中细长杆盲孔零件棒行程壳体加工技术，确保产品的精度、尺寸符合图纸要求。
本发明采取的技术方案是：
一种压水堆控制棒驱动机构盲孔棒行程壳体加工方法，所述盲孔棒的外径小于100mm，长径比大于54，其特征是，包括如下步骤：
（1）粗加工细长杆小端毛坯外圆；
（2）粗钻盲孔；
（3）分段校正、粗加工细长杆小端的外圆，保证盲孔与外圆的同轴度和位置度；
（4）加工盲孔至预设尺寸；
（5）分段精车外圆定位基准；
（6）分段加工细长杆小端外圆成型，保证盲孔与外圆的同轴度或位置度；
（7）加工细长杆大端外圆、螺纹及焊接坡口。
进一步，所述第（1）步结束后的细长杆的直线度小于0.5mm。
进一步，所述第（2）步结束后，包括对所述细长杆进行稳定化热处理的步骤。
进一步，所述第（2）步和第（3）步之间以及第（3）步和第（4）步之间，还包括通过超声波测量细长杆外圆和盲孔内圆的位置度和同轴度。
进一步，所述第（3）步中车出外圆各定位基准，要求基准内外圆同轴度Φ0.1以内，再架中心架，分段粗车外圆，实现第一次的分段校正加工。
进一步，所述第（5）步中，精车各分段外圆定位基准：根据壁厚差以内孔为基准，车出外圆各定位基准，要求基准内外圆同轴度Φ0.1mm以内。
进一步，所述第（3）、第（5）和第（6）步中的分段加工是通过中心架分段支撑，支撑距离为600-2400mm，实现分段校正加工。
进一步，所述第（7）步还包括通过内R卡板和外R卡板对细长杆大端焊接坡口内外弧型面进行测量的步骤。
进一步，所述第（7）步后还包括对所述棒行程壳体零件进行水压试验的步骤。
一种应用上述的盲孔棒行程壳体加工方法加工方的棒行程壳体。
本发明的有益效果是：
（1）采用分段加工外圆、分段校正保证了产品的内外圆的位置度、同轴度精度；
（2）分段校正的方法降低了5米多深盲孔的钻孔、扩孔的加工难度、即使盲孔同轴度、位置度偏差较大的零件，通过外圆的分段校正后也能到达较高的精度要求，使产品的合格率大幅提高；
（3）通过多道内孔盲孔和多道外圆的加工工序，内外圆互为基准，减少了单次加工切削量，使细长杆的加工变形量得到了控制，保证了产品的精度；
（4）通过卡板的测量保证了复杂形态的焊接坡口内、外弧型面尺寸。
附图说明
附图1为细长杆的结构外形图；
附图2为加工盲孔后的结构剖视图；
附图3为内外圆位置度，同轴度测量的状态图；
附图4为内外圆位置度，同轴度测量的剖视图；
附图5为内R卡板示意图；
附图6为外R卡板示意图；
附图7为内R卡板和外R卡板对焊接坡口进行测量的示意图；
附图8为棒行程壳体水压事宜及水压闷头图示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明压水堆控制棒驱动机构盲孔棒行程壳体及加工方法的具体实施方式作详细说明。
压水堆控制棒驱动机构盲孔棒行程壳体加工方法，所述盲孔棒的外径小于100mm，长径比大于54，其特征在于：包括如下步骤：
（1）粗加工细长杆小端毛坯外圆；
参见附图1粗车小端细长杆外圆要求φ110~φ109。
（2）一次深孔加工；
参见附图2,第一道盲孔加工: 要求钻、扩内孔φ60，进行稳定化热处理。
测量和计算: 参见附图3,4超声波测壁厚换算内外圆位置度、同轴度。
（3）粗加工细长杆小端的外圆:
粗车小端细长杆外圆φ102，并校正盲孔与外圆的同轴度、位置度。外圆校准、加工方法为中心架分段支撑，支撑距离1200~2400mm。分段校正加工。
测量和计算: 参见附图3,4超声波测壁厚换算内外圆位置度、同轴度。
（4）二次深孔加工；
参见附图2,加工盲孔至预设尺寸,随后测量和计算: 参见附图3,4超声波测壁厚换算内外圆位置度、同轴度。
（5）精加工细长杆小端外圆定位基准:
分段精车外圆定位基准：根据测量壁厚差以内孔为基准，车出外圆各定位基准，内外圆同轴度小于Φ0.1mm。机床上在各定位基准处打百分表测直线度。
（6）加工细长杆小端外圆成型；
小端细长杆外圆成型：安装中心架辅助支撑在各定位基准上，分段校正两相邻基准的外圆同轴度，分段加工各定位基准间外圆到图纸尺寸，支撑距离1200~2400mm，此端支撑间距的保证内外圆加工后位置度φ0.5mm。
测量：使用工装对内孔深度进行测量，测量直线度。
（7）加工细长杆大端外圆、螺纹及焊接坡口。
参见附图4，加工零件大端：装夹小端外圆，车对内孔深度，加工大端外圆各档尺寸，螺纹及焊接坡口。
参见附图5、6、7，使用内R卡板和外R卡板对“canopy”焊接坡口内、外R弧型面进行测量。
参见附图8，水压试验：使用工装进行水压试验。
下面对方法步骤进行详细描述：
a、下料：对经过复验合格的022Cr19Ni10N或304LN奥氏体不锈钢下料；
b、粗车小端细长杆1的外圆：φ110~φ109，直线度要求0.5mm（附图1）。
c、一次深孔加工：进行盲孔2加工Φ60mm，深度约5000mm（附图2）。
d、进行稳定化热处理。
e、内外圆位置度，同轴度测量：超声波测壁厚，计算内外位置度、同轴度，（附图3、4）测量和计算方法如下：
轴向取7个位置度、同轴度测量截面（附图3）覆盖小端整个盲孔长度。
每个截面4个测点pt，x方向0°-180°，y方向90°-270°。每个截面上布置的4个测点pt，测点间隔90°均布（附图4），测量仪器是手工式UT壁厚仪器测壁厚TT300，采用超声波脉冲回波接触法测量壁厚，检测方法按ASME第V卷无损检测 SE-797.2执行。
每个截面通过测出的互成90度径向的壁厚差值来评价位置度值，平面上相互成90度的两组壁厚差（X1-X2）/2、（Y1-Y2）/2，两者间最大的壁厚差两倍即为截面的双边位置度公差值，算式见式(1-1)：
(1-1)。
F、粗加工外圆，校正内外圆同轴度：以内孔为基准，车出小端外圆各定位基准，要求基准内外圆同轴度Φ0.1mm，定位基准间距600~2400mm，在各定位基准上架中心架，校正两相邻基准的外圆同轴度，加工已校正的两定位基准间的外圆至Φ102，以此类推，进行分段校正和加工外圆直到完成整跟零件外圆加工。
G、超声波探伤，测量范围为细长杆盲孔部分。
H、二次深孔加工：盲孔2扩孔成型（附图2）。
I、测量和计算:超声波测壁厚换算内外圆位置度、同轴度，方法和e步一致。
J、分段精车外圆定位基准：根据壁厚差以内孔为基准，车出外圆各定位基准，要求基准内外圆同轴度Φ0.1以内，定位基准间距600~2400mm。机床上在各定位基准处打百分表测直线度。
K、直线度校正：直线度不合格的进行整形，要小于0.5，并时效。
L、精车小端外圆到图纸尺寸；在各定位基准上架中心架，校正两相邻基准的外圆同轴度，加工已校正的两定位基准间的外圆成型，再进行下一段架中心架间的外圆校正和加工，以此类推，进行分段校正和加工外圆直到完成整根细长杆外圆加工。
M、测量：使用工装对内孔深度进行测量，在测量平台上用插片法测直线度，直线度要求0.5。
N、加工大端各尺寸：车端面，内孔定深，顶尖顶内孔，加工出大端螺纹、焊接坡口等各档尺寸成型。
O、测量卡板：通过内R卡板3和外R卡板4进行焊接坡口内、外圆弧面的测量（附图5、6、7）。
P、使用工装进盲孔深度测量。
Q、水压试验：使用工装进行水压试验（附图8）。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种压水堆控制棒驱动机构盲孔棒行程壳体加工方法，所述盲孔棒的外径小于100mm，长径比大于54，其特征在于：包括如下步骤：
（1）粗加工细长杆小端毛坯外圆；
（2）粗钻盲孔；
（3）分段校正、粗加工细长杆小端的外圆，保证盲孔与外圆的同轴度和位置度；
（4）加工盲孔至预设尺寸；
（5）分段精车外圆定位基准；
（6）分段加工细长杆小端外圆成型，保证盲孔与外圆的同轴度或位置度；
（7）加工细长杆大端外圆、螺纹及焊接坡口。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述第（1）步结束后的细长杆的直线度小于0.5mm。
3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述第（2）步结束后，包括对所述细长杆进行稳定化热处理的步骤。
4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述第（2）步和第（3）步之间以及第（3）步和第（4）步之间，还包括通过超声波测量细长杆外圆和盲孔内圆的位置度和同轴度。
5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述第（3）步中车出外圆各定位基准，要求基准内外圆同轴度Φ0.1以内，再架中心架，分段粗车外圆，实现第一次的分段校正加工。
6.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述第（5）步中，精车各分段外圆定位基准：根据壁厚差以内孔为基准，车出外圆各定位基准，要求基准内外圆同轴度Φ0.1mm以内。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的加工方法，其特征在于：所述第（3）、第（5）和第（6）步中的分段加工是通过中心架分段支撑，支撑距离为600-2400mm，实现分段校正加工。
8.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述第（7）步还包括通过内R卡板和外R卡板对细长杆大端焊接坡口内外弧型面进行测量的步骤。
9.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述第（7）步后还包括对所述棒行程壳体零件进行水压试验的步骤。
10.一种应用如权利要求1至9中任一项所述的盲孔棒行程壳体加工方法加工的盲孔棒行程壳体。
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