CN107262763B - 百万核电汽轮机静子部套中分面堆焊合金层销孔加工法 - Google Patents

百万核电汽轮机静子部套中分面堆焊合金层销孔加工法 Download PDF

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Abstract

百万核电汽轮机静子部套中分面堆焊合金层销孔加工法，它涉及一种销孔加工法。汽轮机静子部套中分面堆焊合金处销孔不同部位材质软硬不均，按常规加工方法加工销孔上下尺寸不一致倒梢0.05左右的“八”字梢，且销孔有浅沟光洁不好，难以达标且耗费时间长。本发明包括三个步骤，步骤一：预钻孔加工：选用Ф50～Ф54mm的钻头依次穿过第一堆焊合金层和上半本体进行钻孔，使第一堆焊合金层上有第一预钻孔，上半本体上有第二预钻孔，继续推动Ф50～Ф54mm的钻头依次穿过第二堆焊合金层和下半本体进行钻孔，使第二堆焊合金层上有第三预钻孔，下半本体上有第四预钻孔；步骤二：半精镗加工；步骤三：最后精镗加工。本发明用于加工销孔。

Description

百万核电汽轮机静子部套中分面堆焊合金层销孔加工法
技术领域
本发明涉及一种堆焊合金层销孔加工法，属于机械加工技术领域。
背景技术
百万核电高压外缸、低压内缸、低压蒸汽室中分面要求耐高温、耐磨、耐腐蚀，因此有一层合金堆焊层，材质为镍铬-3高温合金材料，本体的材料为Q235碳素结构钢。加工销孔时，由于尺寸公差严，要求精度高，中分面堆焊合金处销孔不同部位材质软硬不均，按常规加工方法加工销孔上下尺寸不一致倒梢0.05左右的“八”字梢，且销孔有浅沟光洁不好，很难达到图示的要求。首台加工时多次出质报单，经技术处理后，需钳工手工修磨，工作程序繁琐，加工效果不好加上钳工修磨要30min，加工难点的原因为堆焊层材质是镍铬-3硬度硬度高，耐磨性好。切削变形小，而工件本体材料Q235碳素结构钢软易加工。由于两种材料软硬不均特性相反。用同一把刀具，同样的切削参数加工该销孔的不同部位的两种材质会出现加工尺寸无法控制一致，表面精度也无法控制，当加工材质硬且耐磨的镍铬-3材料时，刀片磨损大、让刀量小，销孔尺寸小，表面光洁度差，当加工至工件本体加工材质软Q235碳素结构钢时，刀片磨损小、让刀量大，销孔尺寸大，表面光洁度好，这样就产生了一个销孔有“八”字梢，且表面光洁度不同。尺寸公差难控制。上述问题至今无法得到有效解决。
发明内容
本发明目的是为了解决汽轮机静子部套中分面堆焊合金处销孔不同部位材质软硬不均，按常规加工方法加工销孔上下尺寸不一致倒梢0.05左右的“八”字梢，且销孔有浅沟光洁不好，难以达标且耗费时间长的问题，进而提供一种百万核电汽轮机静子部套中分面堆焊合金层销孔加工法。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
百万核电汽轮机静子部套中分面堆焊合金层销孔加工法，该加工法包括以下步骤：
步骤一：预钻孔加工：确定汽轮机静子部套中分面堆焊合金层的所在位置，将静子部套中分面堆焊合金层作为双层式工件，该双层式工件包括第一堆焊合金层、上半本体、第二堆焊合金层和下半本体，第一堆焊合金层、上半本体、第二堆焊合金层和下半本体从上至下依次固定连接制为一体，选用Ф50～Ф54mm的钻头依次穿过第一堆焊合金层和上半本体进行钻孔，使第一堆焊合金层上加工有第一预钻孔，上半本体上加工有第二预钻孔，继续推动Ф50～Ф54mm的钻头依次穿过第二堆焊合金层和下半本体进行钻孔，使第二堆焊合金层上加工有第三预钻孔，下半本体上加工有第四预钻孔，第一预钻孔和第二预钻孔相连通且同轴设置，第三预钻孔和第四预钻孔相连通且同轴设置，第一预钻孔、第二预钻孔和第三预钻孔均为通孔，第四预钻孔为盲孔；
步骤二：半精镗加工：步骤一加工完毕后，利用硬质合金镗刀依次将第一预钻孔和第二预钻孔进行半精镗加工，利用硬质合金镗刀对第一预钻孔、第二预钻孔、第三预钻孔和第四预钻孔进行半精镗加工，采用低转数慢走刀的切削方式对第一预钻孔和第三预钻孔进行切削，使第一预钻孔的内径和第三预钻孔的内径加工至Φ56.90mm，单面留0.05mm的余量，采用高转数快进给的切削方式对第二预钻孔和第四预钻孔进行切削，使第二预钻孔的内径和第四预钻孔的内径加工至Φ56.50mm，单面留0.25mm的余量；
步骤三：最后精镗加工：当硬质合金镗刀镗到Φ57.01时，将第一堆焊合金层、上半本体、第二堆焊合金层和下半本体同时加工准，精镗的转速范围为S＝300r/min，精镗的进给量为f＝20mm/min。
本发明与现有技术相比的有益效果：
1、本发明操作简单且有效，能够利用一把刀具将由两种材料软硬不均特性相反的第一堆焊合金层、上半本体、第二堆焊合金层和下半本体进行销孔加工，加工尺寸准确且控制精准。
2、本发明的加工效率提高了10％至18％，精度能够达到Ra3.2，至少节省10min的加工时间，有效解决了同一加工单元不同材质的加工难点。
3、本发明使用过程安全可靠且适用范围广泛，根据多次试验得出，本发明在三门2#、海阳3#、4#、田湾3#百万核电中均能够实现有效且精准的销孔加工过程。
附图说明
图1是百万核电低压内缸中分面孔及堆焊合金层位置示意图，图中阴影区域表示需要加工销孔的区域；
图2是第一堆焊合金层1、上半本体2、第二堆焊合金层3和下半本体4之间布置位置的剖面示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式包括以下步骤：
步骤一：预钻孔加工：确定汽轮机静子部套中分面堆焊合金层的所在位置，将静子部套中分面堆焊合金层作为双层式工件，该双层式工件包括第一堆焊合金层1、上半本体2、第二堆焊合金层3和下半本体4，第一堆焊合金层1、上半本体2、第二堆焊合金层3和下半本体4从上至下依次固定连接制为一体，选用Ф50～Ф54mm的钻头依次穿过第一堆焊合金层1和上半本体2进行钻孔，使第一堆焊合金层1上加工有第一预钻孔5，上半本体2上加工有第二预钻孔6，继续推动Ф50～Ф54mm的钻头依次穿过第二堆焊合金层3 和下半本体4进行钻孔，使第二堆焊合金层3上加工有第三预钻孔7，下半本体4上加工有第四预钻孔8，第一预钻孔5和第二预钻孔6相连通且同轴设置，第三预钻孔7和第四预钻孔8相连通且同轴设置，第一预钻孔5、第二预钻孔6和第三预钻孔7均为通孔，第四预钻孔8为盲孔；
步骤二：半精镗加工：步骤一加工完毕后，利用硬质合金镗刀依次将第一预钻孔5和第二预钻孔6进行半精镗加工，利用硬质合金镗刀对第一预钻孔5、第二预钻孔6、第三预钻孔7和第四预钻孔8进行半精镗加工，采用低转数慢走刀的切削方式对第一预钻孔 5和第三预钻孔7进行切削，使第一预钻孔5的内径和第三预钻孔7的内径加工至Φ 56.90mm，单面留0.05mm的余量，采用高转数快进给的切削方式对第二预钻孔6和第四预钻孔8进行切削，使第二预钻孔6的内径和第四预钻孔8的内径加工至Φ56.50，单面留0.25mm的余量；
步骤三：最后精镗加工：当硬质合金镗刀镗到Φ57.01mm时，将第一堆焊合金层1、上半本体2、第二堆焊合金层3和下半本体4同时加工准，精镗的转速范围为S＝300r/min，精镗的进给量为f＝20mm/min。
本发明中Φ54mm为钻头预钻的孔的尺寸、Φ56.90mm为对粗镗合金层钻孔的尺寸、Φ56.50mm在粗镗本体钢材质处钻孔的尺寸，最后精镗整个孔达到Φ57.01mm。
本发明中销孔钻孔的过程为先预钻，再粗镗，最后精镗或铰孔。
具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，在步骤一至步骤三的操作过程中，往第一预钻孔5和第二预钻孔6中持续添加冷却液，冷却液流量控制在20L/min-25L/min。在加工中要全程添加冷却液，主要降低切削温度，减小刀片磨损，增加润滑排屑顺畅提高光洁度。
具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式一或二的进一步限定，步骤二中当硬质合金镗刀处于低转数慢走刀时的切削参数为100r/min的转速，切削时间为3min；当硬质合金镗刀处于高转数快进给时的切削参数为S＝300r/min的转速，切削时间为5 min 。
结合本发明的有益效果说明以下实施例：
实施例一：本实施例包括以下操作过程
步骤一：预钻孔加工：确定汽轮机静子部套中分面堆焊合金层的所在位置，将静子部套中分面堆焊合金层作为双层式工件，该双层式工件包括第一堆焊合金层1、上半本体2、第二堆焊合金层3和下半本体4，第一堆焊合金层1、上半本体2、第二堆焊合金层3和下半本体4从上至下依次固定连接制为一体，选用Φ54mm的钻头依次穿过第一堆焊合金层1和上半本体2进行钻孔，使第一堆焊合金层1上加工有第一预钻孔5，上半本体2上加工有第二预钻孔6，继续推动Φ54mm的钻头依次穿过第二堆焊合金层3和下半本体4 进行钻孔，使第二堆焊合金层3上加工有第三预钻孔7，下半本体4上加工有第四预钻孔 8，第一预钻孔5和第二预钻孔6相连通且同轴设置，第三预钻孔7和第四预钻孔8相连通且同轴设置，第一预钻孔5、第二预钻孔6和第三预钻孔7均为通孔，第四预钻孔8为盲孔；
步骤二：半精镗加工：步骤一加工完毕后，利用硬质合金镗刀依次将第一预钻孔5和第二预钻孔6进行半精镗加工，利用硬质合金镗刀对第一预钻孔5、第二预钻孔6、第三预钻孔7和第四预钻孔8进行半精镗加工，采用低转数慢走刀的切削方式对第一预钻孔 5和第三预钻孔7进行切削，使第一预钻孔5的内径和第三预钻孔7的内径加工至Φ 56.90mm，单面留0.05mm的余量，采用高转数快进给的切削方式对第二预钻孔6和第四预钻孔8进行切削，使第二预钻孔6的内径和第四预钻孔8的内径加工至Φ56.50mm，单面留0.25mm的余量；
步骤三：最后精镗加工：当硬质合金镗刀镗到Φ57.01时，将第一堆焊合金层1、上半本体2、第二堆焊合金层3和下半本体4同时加工准，精镗的转速范围为S＝300r/min，精镗的进给量为f＝20mm/min。

Claims (3)

1.百万核电汽轮机静子部套中分面堆焊合金层销孔加工法，其特征在于：该加工法包括以下步骤：
步骤一：预钻孔加工：确定汽轮机静子部套中分面堆焊合金层的所在位置，将静子部套中分面堆焊合金层作为双层式工件，该双层式工件包括第一堆焊合金层(1)、上半本体(2)、第二堆焊合金层(3)和下半本体(4)，第一堆焊合金层(1)、上半本体(2)、第二堆焊合金层(3)和下半本体(4)从上至下依次固定连接制为一体，选用Ф50～Ф54mm的钻头依次穿过第一堆焊合金层(1)和上半本体(2)进行钻孔，使第一堆焊合金层(1)上加工有第一预钻孔(5)，上半本体(2)上加工有第二预钻孔(6)，继续推动Ф50～Ф54mm的钻头依次穿过第二堆焊合金层(3)和下半本体(4)进行钻孔，使第二堆焊合金层(3)上加工有第三预钻孔(7)，下半本体(4)上加工有第四预钻孔(8)，第一预钻孔(5)和第二预钻孔(6)相连通且同轴设置，第三预钻孔(7)和第四预钻孔(8)相连通且同轴设置，第一预钻孔(5)、第二预钻孔(6)和第三预钻孔(7)均为通孔，第四预钻孔(8)为盲孔；
步骤二：半精镗加工：步骤一加工完毕后，利用硬质合金镗刀依次将第一预钻孔(5)和第二预钻孔(6)进行半精镗加工，利用硬质合金镗刀对第一预钻孔(5)、第二预钻孔(6)、第三预钻孔(7)和第四预钻孔(8)进行半精镗加工，采用低转数慢走刀的切削方式对第一预钻孔(5)和第三预钻孔(7)进行切削，使第一预钻孔(5)的内径和第三预钻孔(7)的内径加工至Φ56.90mm，单面留0.05mm的余量，采用高转数快进给的切削方式对第二预钻孔(6)和第四预钻孔(8)进行切削，使第二预钻孔(6)的内径和第四预钻孔(8)的内径加工至Φ56.50mm，单面留0.25mm的余量；
步骤三：最后精镗加工：当硬质合金镗刀镗到Φ57.01mm时，将第一堆焊合金层(1)、上半本体(2)、第二堆焊合金层(3)和下半本体(4)同时加工准，精镗的转速范围为S＝300r/min，精镗的进给量为f＝20mm/min。
2.根据权利要求1所述的百万核电汽轮机静子部套中分面堆焊合金层销孔加工法，其特征在于：在步骤一至步骤三的操作过程中，往第一预钻孔(5)和第二预钻孔(6)中持续添加冷却液，冷却液流量控制在20L/min-25L/min。
3.根据权利要求1或2所述的百万核电汽轮机静子部套中分面堆焊合金层销孔加工法，其特征在于：步骤二中当硬质合金镗刀处于低转数慢走刀时的切削参数为100r/min的转速，切削时间为3min；当硬质合金镗刀处于高转数快进给时的切削参数为S＝300r/min的转速，切削时间为5min。
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