CN107962423B - 管嘴相贯曲面加工定位工装及曲面加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核电设备加工工装及加工方法技术领域，公开了一种管嘴相贯曲面加工定位工装，其内曲面加工定位工装包括设置在工作台上的底板，在底板上设置若干个L形等高垫块，等高垫块的垂直边外径与管嘴内径相匹配，管嘴设置在等高垫块上，管嘴的锥形孔上大小下设置，柱状突起的上端外侧倒角成锥形外弧面，在柱状突起的锥形外弧面与管嘴锥形内弧面之间设置若干个压块，压块通过螺栓固定在底板上，螺栓紧固时，压块向下施力将管嘴卡紧在压块之间，其外曲面加工定位工装通过压环及固定部件对管嘴固定。本发明还公开了应用上述工装进行加工管嘴的方法。本发明采用工件旋转与主轴上下联动的方式，实现两圆柱体相贯线的加工。
Description
技术领域
本发明涉及核电设备加工工装及加工方法技术领域，特别是一种管嘴相贯曲面加工定位工装及曲面加工方法。
背景技术
核电设备的精度及质量直接影响到核电设备的安全，堆内圆柱筒体连接出口管嘴，出水口管嘴的内外曲面均为圆柱面，并且内圆柱面处需加工焊接坡口，使用常规的装夹方法很难对出水口管嘴进行有效的固定。
出水口管嘴外圆与堆内构件圆柱筒体间的焊接坡口，为两圆柱的相贯曲线；工件固定后，直接采用铣削主轴的数控三向联动加工，切削效率低，刀具磨损快，成本高。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种管嘴相贯曲面加工定位工装及曲面加工方法，定位工装结构简单、合理，采用工件旋转与主轴上下联动的方式，实现两圆柱体相贯线的加工。
本发明采取的技术方案是：
一种管嘴相贯曲面加工定位工装，其特征是，所述管嘴内孔为锥形孔，所述管嘴相贯曲面加工定位工装包括内曲面加工定位工装和外曲面加工定位工装，所述内曲面加工定位工装包括设置在工作台上的底板，所述底板中央形成柱状突起，在所述底板上以所述柱装突起为中心轴设置若干个L形等高垫块，所述等高垫块的水平边高度高于所述底板的高度，所述等高垫块的垂直边外径与管嘴内径相匹配，所述管嘴设置在所述等高垫块上，所述管嘴的锥形孔上大小下设置，所述柱状突起的上端外侧倒角成锥形外弧面，在所述柱状突起的锥形外弧面与管嘴锥形内弧面之间设置若干个压块，所述压块通过螺栓固定在所述底板上，所述螺栓紧固时，所述压块向下施力将所述管嘴卡紧在所述压块之间；所述外曲面加工定位工装包括设置在工作台上的底板，所述底板中央形成柱状突起，在所述底板的柱装突起上套设压环，所述压环固定在所述底板上，所述压环为上小下大的锥形面，所述管嘴的锥形孔上小下大设置，所述管嘴的锥形孔与压环的锥形面配合，在所述管嘴的外表面设置工艺压块，通过固定部件对所述管嘴固定。
进一步，所述外曲面加工定位工装也设置若干个L形等高垫块，所述等高垫块，所述等高垫块的水平边高度高于所述底板的高度，所述压环下端设置在所述等高垫块上。
进一步，所述内曲面加工定位工装和外曲面加工定位工装中的底板和等高垫块共用。
进一步，所述等高垫块为3至6个，所述压块为3至6个，都均布在柱状突起的外侧。
进一步，所述压块设置在所述等高垫块的上方。
进一步，所述底板为圆盘状，所述柱状突起上表面设置若干起吊环。
进一步，所述工艺压块焊接在所述管嘴的外表面，所述固定部件为通用夹具，所述通用夹具通过工艺压块将所述管嘴固定。
进一步，所述压环外面设置弹性环套。
一种应用上述的定位工装进行管嘴曲面加工的方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）将底板固定在机床的旋转工作台上，
（2）将等高垫块紧固在所述底板上；
（3）将管嘴坯件放置在所述等高垫块上；
（4）压入所述压块，通过紧固螺栓锁紧管嘴；
（5）调整底板使内曲面的圆心位于工作台的旋转中心；
（6）机床的工作台旋转动作，机床的铣削主轴沿内曲面的径向进给对管嘴进行内曲面加工：
（7）内曲面加工完成后，卸下压块，取下管嘴；
（8）在所述等高垫块上安装压环；
（9）将加工完内曲面的管嘴上下翻转后放置于所述压环上；
（10）通过通用夹具固定所述管嘴；
（11）调整底板使外曲面的圆心位于工作台的旋转中心；
（12）机床的工作台旋转动作，机床的铣削主轴沿外曲面的径向进给对管嘴进行外曲面加工：
（13）机床的铣削主轴沿外曲面的轴向进给对管嘴进行坡口斜面的加工；
（14）加工完成后，卸下工装部件，取下管嘴。
进一步，所述步骤（12）、（13）中的径向进给和轴向进给同时进行。
本发明的有益效果是：
（1）定位工装结构简单、合理，采用工件旋转与主轴上下联动的方式，实现两圆柱体相贯线的加工；
（2）工件旋转的方式能够有效提高切削效率，更容易保证出水口管嘴的加工精度和表面粗糙度；
（3）减少机床和刀具的设备使用成本，提高加工效率，显著减少制造周期。
附图说明
附图1为内曲面加工定位工装的正视图；
附图2为附图1的A-A剖视图；
附图3为外曲面加工定位工装的正视图；
附图4为附图3的B-B剖视图。
附图中的标号分别为：
1. 底板； 2. 柱状突起；
3. 等高垫块； 4. 管嘴；
5. 压块； 6. 压环；
7. 环套； 8. 工艺压块；
9. 起吊环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明管嘴相贯曲面加工定位工装及曲面加工方法的具体实施方式作详细说明。
管嘴相贯曲面加工定位工装分为两个，分别用于加工管嘴的相贯外曲面和内曲面。管嘴内孔为锥形孔。
参见附图1、2，内曲面加工定位工装包括设置在工作台上的圆盘状底板1，底板1中央形成柱状突起2，柱状突起2上表面设置若干起吊环9。在底板1上以柱状突起2为中心轴设置3-6个L形等高垫块3，图中为4个。等高垫块3的水平边高度高于底板1的高度，等高垫块3的垂直边外径与管嘴4内径相匹配，管嘴4设置在等高垫块3上，管嘴4的锥形孔上大小下设置，柱状突起2的上端外侧倒角成锥形外弧面，在柱状突起2的锥形外弧面与管嘴4锥形内弧面之间设置3-6个压块5，图中为4个。压块5通过螺栓固定在底板1上，螺栓紧固时，压块5向下施力将管嘴4卡紧在压块5之间。压块5与等高垫块3的数量相同，每个压块5均位于等高垫块3的上方。
参见附图3、4，外曲面加工定位工装包括设置在工作台上的底板1，底板1中央形成柱状突起2，在底板1上以柱状突起2为中心轴设置若干个L形等高垫块3。这里的底板1和等高垫块3与内曲面加工定位工装中可以使用同一套，也可以另行设计。在底板1的柱状突起2上套设压环6，压环6固定在底板1上，压环6为上小下大的锥形面，管嘴4的锥形孔上小下大设置，管嘴4的锥形孔与压环6的锥形面配合，为了防止两个锥形面配合产生磨损，在压环6外面设置弹性环套7，管嘴4的锥形孔与环套7接触配合。在管嘴4的外表面焊接设置工艺压块8，通过固定部件对管嘴4固定。固定部件为通用夹具，如机加工中常用的螺栓锁紧式夹具，钳式夹具等。
本发明对管嘴的加工方法具体如下：
（1）将底板固定在机床的旋转工作台上，
（2）将等高垫块紧固在底板上；
（3）将管嘴坯件放置在等高垫块上；
（4）压入压块，通过紧固螺栓锁紧管嘴；
（5）调整底板使内曲面的圆心位于工作台的旋转中心；
（6）机床的工作台旋转动作，机床的铣削主轴沿内曲面的径向进给对管嘴进行内曲面加工：
（7）内曲面加工完成后，卸下压块，取下管嘴；
（8）在等高垫块上安装压环；
（9）将加工完内曲面的管嘴上下翻转后放置于压环上；
（10）通过通用夹具固定管嘴；
（11）调整底板使外曲面的圆心位于工作台的旋转中心；
（12）机床的工作台旋转动作，机床的铣削主轴沿外曲面的径向进给对管嘴进行外曲面加工：
（13）机床的铣削主轴沿外曲面的轴向进给对管嘴进行坡口斜面的加工；
（14）加工完成后，卸下工装部件，取下管嘴。
具体加工时，工装及出口管嘴固定于机床回转工作台，校正出口管嘴外圆，使之与台面回转中心同轴，车削外圆。球头铣刀安装于铣削主轴，并升至坡口的最高点，球头铣刀的上下运动与回转的联动，完成一段坡口的加工；铣削主轴沿出口管嘴外圆的径向、轴向两轴联动进给，进给后，球头铣刀的上下运动与回转的联动完成坡口下一段的加工。
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)
1.一种管嘴相贯曲面加工定位工装，其特征在于：所述管嘴内孔为锥形孔，所述管嘴相贯曲面加工定位工装包括内曲面加工定位工装和外曲面加工定位工装，
所述内曲面加工定位工装包括设置在工作台上的底板，所述底板中央形成柱状突起，在所述底板上以所述柱装突起为中心轴设置若干个L形等高垫块，所述等高垫块的水平边高度高于所述底板的高度，所述等高垫块的垂直边外径与管嘴内径相匹配，所述管嘴设置在所述等高垫块上，所述管嘴的锥形孔上大小下设置，所述柱状突起的上端外侧倒角成锥形外弧面，在所述柱状突起的锥形外弧面与管嘴锥形内弧面之间设置若干个压块，所述压块通过螺栓固定在所述底板上，所述螺栓紧固时，所述压块向下施力将所述管嘴卡紧在所述压块之间；
所述外曲面加工定位工装包括设置在工作台上的底板，所述底板中央形成柱状突起，在所述底板的柱装突起上套设压环，所述压环固定在所述底板上，所述压环为上小下大的锥形面，所述管嘴的锥形孔上小下大设置，所述管嘴的锥形孔与压环的锥形面配合，在所述管嘴的外表面设置工艺压块，通过固定部件对所述管嘴固定。
2.根据权利要求1所述的管嘴相贯曲面加工定位工装，其特征在于：所述外曲面加工定位工装也设置若干个L形等高垫块，所述等高垫块，所述等高垫块的水平边高度高于所述底板的高度，所述压环下端设置在所述等高垫块上。
3.根据权利要求2所述的管嘴相贯曲面加工定位工装，其特征在于：所述内曲面加工定位工装和外曲面加工定位工装中的底板和等高垫块共用。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的管嘴相贯曲面加工定位工装，其特征在于：所述等高垫块为3至6个，所述压块为3至6个，都均布在柱状突起的外侧。
5.根据权利要求4所述的管嘴相贯曲面加工定位工装，其特征在于：所述压块设置在所述等高垫块的上方。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的管嘴相贯曲面加工定位工装，其特征在于：所述底板为圆盘状，所述柱状突起上表面设置若干起吊环。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的管嘴相贯曲面加工定位工装，其特征在于：所述工艺压块焊接在所述管嘴的外表面，所述固定部件为通用夹具，所述通用夹具通过工艺压块将所述管嘴固定。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的管嘴相贯曲面加工定位工装，其特征在于：所述压环外面设置弹性环套。
9.一种应用如权利要求3所述的管嘴相贯曲面定位工装进行管嘴相贯的曲面加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将底板固定在机床的旋转工作台上，
(2)将等高垫块紧固在所述底板上；
(3)将管嘴坯件放置在所述等高垫块上；
(4)压入所述压块，通过紧固螺栓锁紧管嘴；
(5)调整底板使内曲面的圆心位于工作台的旋转中心；
(6)机床的工作台旋转动作，机床的铣削主轴沿内曲面的径向进给对管嘴进行内曲面加工：
(7)内曲面加工完成后，卸下压块，取下管嘴；
(8)在所述等高垫块上安装压环；
(9)将加工完内曲面的管嘴上下翻转后放置于所述压环上；
(10)通过通用夹具固定所述管嘴；
(11)调整底板使外曲面的圆心位于工作台的旋转中心；
(12)机床的工作台旋转动作，机床的铣削主轴沿外曲面的径向进给对管嘴进行外曲面加工：
(13)机床的铣削主轴沿外曲面的轴向进给对管嘴进行坡口斜面的加工；
(14)加工完成后，卸下工装部件，取下管嘴。
10.根据权利要求9所述的曲面加工方法，其特征在于：所述步骤(12)、(13)中的径向进给和轴向进给同时进行。
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