CN108247302B - 一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工方法及装置 - Google Patents

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    • B23Q1/763Rotating steadies or rests

Abstract

本发明公开了一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工方法及装置,所述方法包括顺序进行的以下步骤:S1、加工基准;S2、进行盲孔加工;S3、盲孔与外圆同轴度纠偏;S4、精加工外形至成品尺寸。所述装置为用于实现所述方法所采用的装置,本方案提供的加工方法及装置用于控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工,能够在控制成本、缩短工期的同时保证产品的加工精度。

Description

一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工方法及装置
技术领域
本发明涉及核电站设备零件加工技术领域,特别是涉及一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工方法及装置。
背景技术
盲孔棒行程套管是压水堆控制棒驱动机构CRDM的承压边界之一,是QA1级安全质保零件,其典型结构为深盲孔管,其小段长度>4250mm、盲孔深度>4160mm、外圆直线度、内外圆同轴度粗糙度等均有要求。
现有技术中,申请号为CN201710251363.6,名称为《压水堆控制棒驱动机构盲孔棒行程套管及加工方法》的发明申请文件公开了盲孔棒行程套管的加工技术,其中,加工方法包括七个步骤,分别为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。
进一步优化盲孔棒行程套管加工的加工工艺,在保证加工精度的情况下,能够合理控制加工成本、缩短加工工期,是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述提出的进一步优化盲孔棒行程套管加工的加工工艺,在保证加工精度的情况下,能够合理控制加工成本、缩短加工工期,是本领域技术人员所亟待解决的技术问题的问题,本发明提供了一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工方法及装置,本方案提供的加工方法及装置用于控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工,能够在控制成本、缩短工期的同时保证产品的加工精度。
本发明提供的一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工方法及装置通过以下技术要点来解决问题:一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工方法,包括顺序进行的以下步骤:
S1、加工基准;
S2、进行盲孔加工;
S3、盲孔与外圆同轴度纠偏;
S4、精加工外形至成品尺寸;
其中,在步骤S1中,在行程套管坯料上加工出圆柱基准,对行程套管坯料的大端端部进行倒角加工,以在行程套管坯料上得到定位密封锥,得到坯料一;
在步骤S2中,采用卡盘夹持坯料一的小端,以坯料一的圆柱基准为基准进行盲孔钻削加工,且在钻削加工之前利用坯料一大端的定位密封锥对坯料一的大端在空间中的位置进行定位、采用中心架对坯料一的圆柱基准进行定位;
在钻削加工时,采用空心钻杆内排屑的加工形式,并由坯料一的大端向所得孔中注入切削液,所述定位密封锥作为坯料一大端切削液的密封面;
钻削加工中坯料一与刀具的相对线速度≥1.05m/s,进给量≤0.02mm/r;
完成盲孔钻削加工后,还包括尺寸稳定化处理工序;
完成尺寸稳定化处理工序后,还包括研磨工序,所述研磨工序为对盲孔的表面变色面进行研磨抛光,以去除盲孔孔壁上的氧化层,完成研磨工序后得到坯料二。
具体的,以上提供的加工方法中,设定的盲孔棒行程套管加工工艺路线的各步骤以及各步骤的工艺参数设定,相较于现有盲孔棒行程套管加工,由于采用了盲孔空心钻杆内排屑加工;在盲孔钻制过程中通入切削液,以进行盲孔润滑、冷却、排屑、清洁;利用坯料一大端定位密封锥约束坯料一大端在空间中的位置以及对切屑液进行密封;设定特定的钻削加工参数;完成盲孔钻削加工后进行尺寸稳定化处理和研磨,可使得本加工方法具有如下显著特点:操作简便,稳定性与重复性良好;产品制造精度高,质量有保证;降低工时,有利于控制成本;流程缩短,便于生产管理;进度加快,能够快速满足市场需要。同时本方案中,由于盲孔钻制加工一次完成且通过钻制工艺参数控制,在保证加工效率和加工精度的前提下,使得深孔加工具有直线度偏差小的特点。
本方案中,以上圆柱基准实际上是在坯料上加工出的用于坯料定位的基准外圆,由于盲孔加工由坯料一的大端进行,优选设置为以上基准外圆设置在坯料大端所在的一端。
作为以上所述的一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工方法进一步的技术方案,步骤S3的实现方法为:以抛光好的盲孔中心线为基准,将坯料二的小端固定于车床的卡盘上,且所述卡盘可用于调整坯料二中心线在空间中的位置;利用中心架对坯料二进行支撑;
找正坯料二的盲孔孔口端至孔底端的轴线与车床主轴轴线共线,沿着坯料二的盲孔轴线方向加工出多个基准外圆,采用分段纠偏的方式完成步骤S3。
沿着坯料二的轴线方向,在坯料二上确定多个纠偏截面并标记;各纠偏截面均为与坯料二轴线垂直的圆,且在各个纠偏截面上确定多个纠偏点,各纠偏截面上的纠偏点环形均布于所在的纠偏截面上;
使用超声波测厚仪测量坯料二各纠偏点的厚度值,依据各纠偏点的厚度值确定基准外圆:以各纠偏点的厚度值为依据,调整卡盘以对坯料二盲孔轴线与车床主轴同轴进行纠偏,同时以百分表示数矫正坯料二的纠偏量后,对坯料二进行车削加工得到基准外圆,以两基准外圆为基准,对坯料二进行分段纠偏。
确定基准外圆的实现方法为:通过超声波测厚仪找出纠偏截面上最厚位置和最薄位置,最厚位置处的壁厚为tmax,最薄位置处的壁厚为tmin
确定最大壁厚差为Δtmax=(tmax-tmin)后,用百分表校正盲孔中心后加工,方法为:先找正盲孔孔口;然后利用百分表在纠偏截面处偏移外圆:转动坯料二,百分表表头对准最薄处后百分表对零,转动坯料二,表头对准纠偏截面最厚处,调节卡盘以调整坯料二位置,保证此处百分表跳动量为Δtmax/N=
(tmax-tmin)/N,坯料二左、右转动相同角度后,保证此两处百分表跳动一致,车基准圆,此时同轴度误差减少至(N-1)/NΔtmax
按照上述步骤再测壁厚,偏移坯料二外圆与车床的旋转中心的相对位置至(N-2)Δtmax/N后再车削,此时同轴度提高至(N-2)/NΔtmax
而后重复校正坯料二与车床的旋转中心后再车削,进行N此操作后,校正至基准外圆与主轴同轴;
所示N值为大于等于1的正整数。
为提高如直线度、表面粗糙度等加工精度,所述N为大于或等于3的正整数。
作为步骤S4的具体实现方式,步骤S3所得坯料为坯料三,步骤S4的实现方法为:将坯料三的小端固定于车床的卡盘上,且所述卡盘可用于调整坯料二中心线在空间中的位置,同时利用中心架对坯料三进行支承;检测盲孔与外圆同轴度,并根据所得同轴度调整卡盘,以使得坯料三与车床的旋转中心同心;
车基准外圆,跟刀架反向车削坯料三小端外圆至成品尺寸;
车坯料三大端面、大外圆、外螺纹、环槽、焊接破口至成品尺寸。采用本方案,操作方便、且所得产品直线度好。
在步骤S1中,采用中心架对行程套管坯料进行支承,同时采用跟刀架以反向车削的方式对行程套管坯料的外圆进行半精加工;
车床上用于夹持工件的卡盘均为四爪卡盘。采用本方案,操作方便,调头加工只接刀一次,操作方便、且所得产品直线度好。
同时,本发明还公开了一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工装置,包括车床、固定于车床导轨上且用于支撑工件的中心架,所述中心架包括轴承座、中心筒、多颗锁定螺栓、轴承及安装压板,所述中心筒呈圆筒状,中心筒通过轴承与轴承座相连,且中心筒的轴线与轴承的轴线共线,安装压板连接于轴承座的底部;
所述安装压板为通过夹紧螺栓与轴承座相连的夹板,在拧紧夹紧螺栓时,中心架通过轴承座的底面与夹板的顶面夹持车床导轨固定于车床导轨上;
所述锁定螺栓均螺纹连接于中心筒上,各锁定螺栓均局部伸入中心筒的中心孔中,且在中心筒的周向方向上,锁定螺栓相互之间呈环状均布;
各锁定螺栓的轴向方向均位于中心筒的径向方向。
本方案中,所述安装压板用于中心架与车床导轨的连接,完成连接后,中心筒的轴线方向沿着车床导轨的长度方向。所述锁定螺栓深入中心筒中心孔的一端用于与工件的表面作用,多颗锁定螺栓环形均布,这样,在工件穿过中心筒或自由端位于中心筒中时,在需要如通过车床卡盘调整工件的轴线位置时,通过转动锁定螺栓,移除锁定螺栓对工件表面的约束,完成工件的轴线位置调整后,转动各锁定螺栓,通过各锁定螺栓的端部为工件表面提供沿着工件径向的压力,达到约束工件上被约束点在空间中位置的目的,这样,可有效减小工件被加工时的变形量,达到提升工件加工精度的目的。以上中心筒通过轴承与轴承座连接,可使得工件在被加工过程中可回转。以上锁定螺栓轴线方向的限定,可使得工件受锁定螺栓的力的方向尽可能沿着工件的径向方向,减小锁定螺栓对工件表面作用时对工件表面造成如压痕、划伤等缺陷的可能性或程度。以上安装压板为夹板的设置方案,可利用现有技术中车床导轨的下侧的条形通孔,沿着车床导轨的长度方向线性调整中心架在车床导轨一定范围内的位置;同时由于现有车床导轨的材料限定,使得车床导轨上不易焊接、重新加工用于实现螺栓连接的连接孔等,故采用该方案完成中心架与车床导轨连接还具有易于实现的特点。
作为以上所述的一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工装置进一步的技术方案:沿着中心筒的轴向方向,中心筒上有至少两个用于锁定螺栓安装的安装面,各安装面均与中心筒的轴向垂直,各安装面上均环形均布有多颗锁定螺栓。采用本方案,各安装面分别用于工件一特定轴线位置处对工件进行约束,设置为以上安装面为两个以上,如采用两个,可使得即使工件的端部不受车床卡盘约束,亦可避免工件仅在中心架的约束下发生左右偏转。
优选的,由于轴承游隙的存在,为优化中心架对工件的约束能力,设置为所述轴承为两个,且两个轴承均为角接触球轴承,两个轴承面对面安装或背对背安装。
还包括空心钻系统,所述空心钻系统包括用于工件盲孔加工的盲孔加工刀具,所述盲孔加工刀具上设置有切削液引出管路,切削液引入管路包括位于盲孔加工刀具侧面的切削液出口,切削液引出管路包括位于盲孔加工刀具前端的切削液出口,还包括安装于盲孔加工刀具前端的镗刀片;
所述盲孔加工刀具的侧面上还固定有多块直径调整块,所述直径调整块的外侧相对于盲孔加工刀具的外侧外凸,且直径调整块相互之间呈环状均布,直径调整块与盲孔加工刀具的连接关系均为可拆卸连接。本方案中,由于直径调整块相对于盲孔加工刀具的外侧外凸,这样,在盲孔加工刀具工作过程中,盲孔加工刀具侧面与盲孔之间具有用于切削液引入的间隙,即:切削液由盲孔加工刀具的外侧向盲孔钻削区域引入,切削液再由切削液出口进入切屑液引出管路中由空心钻杆引出,此过程中,切削液对盲孔加工位置进行冷却、排屑、清洁等,同时对盲孔加工刀具沿着进给方向运动提供润滑。设置在盲孔加工刀具侧面的直径调整块优选采用塑料材质,以根据具体的盲孔孔径,调整直径调整块相对于盲孔加工刀具侧面外凸的程度,这样,直径调整块的外侧与已加工好盲孔段的孔壁接触,可用于盲孔加工刀具沿着盲孔轴线方向进给的导向,达到提升加工精度的目的。
优选的,由于在工件盲孔钻制时,需要采用定位密封锥作为坯料一大端,即工件大端切削液的密封面,这样,在采用以上提供的中心架对工件大端进行定位时,可在中心架的中心筒一端设置与所述定位密封锥匹配的斜面以与所述定位密封锥贴合。
针对工件的尺寸稳定化处理为现有技术,在本方案中不做论述;针对盲孔孔壁的研磨加工,将钻杆上安装磨头即可,在本方案中不做论述。
本发明具有以下有益效果:
以上提供的加工方法中,设定的盲孔棒行程套管加工工艺路线的各步骤以及各步骤的工艺参数设定,相较于现有盲孔棒行程套管加工,由于采用了盲孔空心钻杆内排屑加工;在盲孔钻制过程中通入切削液,以进行盲孔润滑、冷却、排屑、清洁;利用坯料一大端定位密封锥约束坯料一大端在空间中的位置以及对切屑液进行密封;设定特定的钻削加工参数;完成盲孔钻削加工后进行尺寸稳定化处理和研磨,可使得本加工方法具有如下显著特点:操作简便,稳定性与重复性良好;产品制造精度高,质量有保证;降低工时,有利于控制成本;流程缩短,便于生产管理;进度加快,能够快速满足市场需要。同时本方案中,由于盲孔钻制加工一次完成且通过钻制工艺参数控制,在保证加工效率和加工精度的前提下,使得深孔加工具有直线度偏差小的特点。
以上装置为实现以上加工方法的加工装置。
附图说明
图1是本发明所述的一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工装置一个具体实施例的结构示意图;
图2是本发明所述的一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工装置一个具体实施例中,中心架的结构剖示意图;
图3是本发明所述的一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工装置一个具体实施例中,中心架的立体结构示意图;
图4是本发明所述的一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工装置一个具体实施例中,盲孔加工刀具的立体结构示意图;
图5是本发明所述的一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工装置一个反映盲孔加工刀具运用的具体实施例的结构示意图。
图中的附图标记依次为:
1、车床导轨,2、车床主轴,3、盲孔加工刀具,31、镗刀片,32、切削液出口,33、直径调整块,34、刀具本体,4、工件,5、中心架,51、轴承座,52、中心筒,53、锁定螺栓,54、轴承,55、安装压板。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明,但是本发明的结构不仅限于以下实施例。
实施例1:
本方案提供了一种具体的控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工方法,盲孔棒行程套管的工艺尺寸为:其小段长度>4250mm、盲孔深度>4160mm。
第一步:加工基准、控制精加工余量
采用双中心架支承、跟刀架反向车削,对行程套管坯料进行半精加工,外圆留存4~5mm精加工余量,全长直线度≤0.25,在大端外圆加工定位密封锥,用于钻深孔定位密封,保证图示位置大小外圆及锥面跳动≤0.04。
第二步:加工出成品盲孔再进行稳定化热处理
以外圆为基准,一次安装,加工盲孔至成品尺寸。
在深孔钻镗床上夹持小端,用双中心架支撑在1600~3200mm处基准小外圆上,并在大端加工出锥面,即定位密封锥用于控制同轴度和切削液的密封;为防止孔偏斜,采用高压泵润滑,空心钻杆内排削、并采用工件和刀具双回转,高相对线速度≥1.05m/s,进给量≤0.02mm/r的方式切削盲孔;留精加工余量0.25~0.35mm,换浮动刀镗孔至成品尺寸,粗糙度达Ra3.2、深孔同轴度全长不大于1.5mm,平底修根部圆角R5,然后进行尺寸稳定化处理。
深孔加工完成后对整个产品进行尺寸稳定化热处理,热处理后的产品内、外表面均会形成一层很薄的金黄色氧化层,然后在珩磨机上或车床的钻杆上安装磨头,对深盲孔的内表面进行抛光,去除氧化层至光亮。
第三步:半精加工纠偏,保证盲孔与外圆同轴度
以抛光好的深孔为基准,分别在孔口和远端孔底处通过四爪及中心架进行纠偏。
在长车床上使用四爪卡盘夹持小端、在靠近大端处安装中心架支撑,使用超声波测厚仪旋转工件测量沿着工件轴向放射设置的多个纠偏截面上各纠偏点的壁厚,通过四爪及百分表纠偏,将靠近工件小端的纠偏截面处中心与盲孔孔口中心连线纠正到与车床主轴轴线重合,误差不大于0.1。车光工件大外圆、在靠近以上靠近工件小端的纠偏截面处及工件大端处各车出一段基准外圆,搭开合式滚轮中心架及跟刀架,通过反向切削法对小外圆进行半精加工。
超声波测厚参考下述步骤进行,根据偏心量大小可进行多次操作,本实施例中,分三次操作:将小外圆盲孔段等分成六个纠偏截面,每个纠偏截面均分六点并作标记,然后用超声波测厚仪测量标记处管壁厚,找出截面上最厚位置处壁厚tmax和最薄处壁厚tmin。确定最大壁厚差Δtmax=tmax-tmin。用百分表校正孔中心后加工,方法为:先找正盲孔孔口,然后,百分表在纠偏截面附近处校正外圆,转动工件,表头对准最薄处后百分表对零,转动工件,表头对准最厚处,调整外圆位置,保证此处百分表跳动量为Δtmax/3=(tmax-tmin)/3,工件转动90°,270°保证此两处跳动一致。计算各标记截面,车基准圆。此时同轴度误差减少至2/3Δtmax
按照上述步骤再测壁厚,校正后再车,此时同轴度提高至1/3Δtmax。第三次测壁厚,校正孔与主轴同轴,保留精车余量0.8mm,车通小外圆,保证内外圆同轴度≤0.3。
第四步:精加工外形至成品尺寸
夹持小端、中心架支承,检查内孔与外圆同轴度、微调。车基准外圆,跟刀架反向车削小外圆至成品尺寸。车大端面,保证盲孔深度。孔口车顶针锥。保证各处内外圆同轴度≤0.06。
以小外圆为基准加工大外圆。四爪卡盘夹持小端,双中心架支撑,校正孔口及小外圆至跳动≤0.05。精车大端面、大外圆、外螺纹、环槽、焊接破口至成品尺寸。全部加工完成。
实施例2:
如图1至图5所示,本实施例提供了一种具体的控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工装置:包括车床、固定于车床导轨1上且用于支撑工件4的中心架5,所述中心架5包括轴承座51、中心筒52、多颗锁定螺栓53、轴承54及安装压板55,所述中心筒52呈圆筒状,中心筒52通过轴承54与轴承座51相连,且中心筒52的轴线与轴承54的轴线共线,安装压板55连接于轴承座51的底部;
所述安装压板55为通过夹紧螺栓与轴承座51相连的夹板,在拧紧夹紧螺栓时,中心架5通过轴承座51的底面与夹板的顶面夹持车床导轨1固定于车床导轨1上;
所述锁定螺栓53均螺纹连接于中心筒52上,各锁定螺栓53均局部伸入中心筒52的中心孔中,且在中心筒52的周向方向上,锁定螺栓53相互之间呈环状均布;
各锁定螺栓53的轴向方向均位于中心筒52的径向方向。
本方案中,所述安装压板55用于中心架5与车床导轨1的连接,完成连接后,中心筒52的轴线方向沿着车床导轨1的长度方向。所述锁定螺栓53深入中心筒52中心孔的一端用于与工件4的表面作用,多颗锁定螺栓53环形均布,这样,在工件4穿过中心筒52或自由端位于中心筒52中时,在需要如通过车床卡盘调整工件4的轴线位置时,通过转动锁定螺栓53,移除锁定螺栓53对工件4表面的约束,完成工件4的轴线位置调整后,转动各锁定螺栓53,通过各锁定螺栓53的端部为工件4表面提供沿着工件4径向的压力,达到约束工件4上被约束点在空间中位置的目的,这样,可有效减小工件4被加工时的变形量,达到提升工件4加工精度的目的。以上中心筒52通过轴承54与轴承座51连接,可使得工件4在被加工过程中可回转。以上锁定螺栓53轴线方向的限定,可使得工件4受锁定螺栓53的力的方向尽可能沿着工件4的径向方向,减小锁定螺栓53对工件4表面作用时对工件4表面造成如压痕、划伤等缺陷的可能性或程度。以上安装压板55为夹板的设置方案,可利用现有技术中车床导轨1的下侧的条形通孔,沿着车床导轨1的长度方向线性调整中心架5在车床导轨1一定范围内的位置;同时由于现有车床导轨1的材料限定,使得车床导轨1上不易焊接、重新加工用于实现螺栓连接的连接孔等,故采用该方案完成中心架5与车床导轨1连接还具有易于实现的特点。
实施例3:
本实施例在实施例2提供的方案的基础上作进一步限定,沿着中心筒52的轴向方向,中心筒52上有至少两个用于锁定螺栓53安装的安装面,各安装面均与中心筒52的轴向垂直,各安装面上均环形均布有多颗锁定螺栓53。采用本方案,各安装面分别用于工件4一特定轴线位置处对工件4进行约束,设置为以上安装面为两个以上,如采用两个,可使得即使工件4的端部不受车床卡盘约束,亦可避免工件4仅在中心架5的约束下发生左右偏转。
优选的,由于轴承54游隙的存在,为优化中心架5对工件4的约束能力,设置为所述轴承54为两个,且两个轴承54均为角接触球轴承,两个轴承54面对面安装或背对背安装。
还包括空心钻系统,所述空心钻系统包括用于工件4盲孔加工的盲孔加工刀具3,所述盲孔加工刀具3上设置有切削液引出管路,切削液引入管路包括位于盲孔加工刀具3侧面的切削液出口32,切削液引出管路包括位于盲孔加工刀具3前端的切削液出口32,还包括安装于盲孔加工刀具3前端的镗刀片31;
所述盲孔加工刀具3的侧面上还固定有多块直径调整块33,所述直径调整块33的外侧相对于盲孔加工刀具3的外侧外凸,且直径调整块33相互之间呈环状均布,直径调整块33与盲孔加工刀具3的连接关系均为可拆卸连接。本实施例中,设置在盲孔加工刀具3侧面的直径调整块33采用塑料材质,以根据具体的盲孔孔径,调整直径调整块33相对于盲孔加工刀具3侧面外凸的程度,这样,直径调整块33的外侧与已加工好盲孔段的孔壁接触,可用于盲孔加工刀具3沿着盲孔轴线方向进给的导向,达到提升加工精度的目的。
本实施例中,如图4,盲孔加工刀具3在工作时,切削液由刀具本体34侧面与盲孔之间的间隙中流向镗刀片31所在的切削区域,然后再由刀具本体34端部的切削液出口32进入切削液引出管路中由空心钻杆中引出。
优选的,由于在工件4盲孔钻制时,需要采用定位密封锥作为坯料一大端,即工件4大端切削液的密封面,这样,在采用以上提供的中心架5对工件4大端进行定位时,可在中心架5的中心筒52一端设置与所述定位密封锥匹配的斜面以与所述定位密封锥贴合。
针对工件4的尺寸稳定化处理为现有技术,在本方案中不做论述;针对盲孔孔壁的研磨加工,将钻杆上安装磨头即可,在本方案中不做论述。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式,均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工方法,其特征在于,包括顺序进行的以下步骤:S1、加工基准;
S2、进行盲孔加工;
S3、盲孔与外圆同轴度纠偏;
S4、精加工外形至成品尺寸;
其中,在步骤S1中,在行程套管坯料上加工出圆柱基准,对行程套管坯料的大端端部进行倒角加工,以在行程套管坯料上得到定位密封锥,得到坯料一;
在步骤S2中,采用卡盘夹持坯料一的小端,以坯料一的圆柱基准为基准进行盲孔钻削加工,且在钻削加工之前利用坯料一大端的定位密封锥对坯料一的大端在空间中的位置进行定位、采用中心架对坯料一的圆柱基准进行定位;
在钻削加工时,采用空心钻杆内排屑的加工形式,并由坯料一的大端向所得孔中注入切削液,所述定位密封锥作为坯料一大端切削液的密封面;
钻削加工中坯料一与刀具的相对线速度≥1 .05m/s,进给量≤0 .02mm/r; 完成盲孔钻削加工后,还包括尺寸稳定化处理工序;
完成尺寸稳定化处理工序后,还包括研磨工序,所述研磨工序为对盲孔的表面变色面进行研磨抛光,以去除盲孔孔壁上的氧化层,完成研磨工序后得到坯料二;
步骤S3的实现方法为:以抛光好的盲孔中心线为基准,将坯料二的小端固定于车床的卡盘 上,且所述卡盘可用于调整坯料二中心线在空间中的位置;
利用中心架对坯料二进行支撑; 找正坯料二的盲孔孔口端至孔底端的轴线与车床主轴轴线共线,沿着坯料二的盲孔轴 线方向加工出多个基准外圆,采用分段纠偏的方式完成步骤S3;
沿着坯料二的轴线方向,在坯料二上确定多个纠偏截面并标记;各纠偏截面均为与坯料二 轴线垂直的圆,且在各个纠偏截面上确定多个纠偏点,各纠偏截面上的纠偏点环形均布于 所在的纠偏截面上;
使用超声波测厚仪测量坯料二各纠偏点的厚度值,依据各纠偏点的厚度值确定基准外圆:以各纠偏点的厚度值为依据,调整卡盘以对坯料二盲孔轴线与车床主轴同轴进行纠偏,同时以百分表示数矫正坯料二的纠偏量后,对坯料二进行车削加工得到基准外圆,以两基准外圆为基准,对坯料二进行分段纠偏;
确定基准外圆的实现方法为:通过超声波测厚仪找出纠偏截面上最厚位置和最薄位置,最 厚位置处的壁厚为tmax,最薄位置处的壁厚为tmin;
确定最大壁厚差为Δtmax=(tmax-tmin)后,用百分表校正盲孔中心后加工,方法为:先找正盲孔孔口;
然后利用百分表在纠偏截面处偏移外圆:转动坯料二,百分表表头对准最薄处后百分表对零,转动坯料二,表头对准纠偏截面最厚处,调节卡盘以调整坯料二位置,保证此处百分表跳动量为Δtmax/N=(tmax-tmin)/N,坯料二左、右转动相同角度后,保证此两处百分表跳动一致,车基准圆,此时同轴度误差减少至(N-1)/NΔtmax;
按照上述步骤再测壁厚,偏移坯料二外圆与车床的旋转中心的相对位置至(N-2)Δtmax/N后再车削,此时同轴度提高至(N-2)/NΔtmax;
而后重复校正坯料二与车床的旋转中心后再车削,进行N次操作后,校正至基准外圆与主轴同轴;
所述N为大于或等于3的正整数。
2.根据权利要求1所述的一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工方法,其特征在于,步骤S3所得坯料为坯料三,步骤S4的实现方法为:将坯料三的小端固定于车床的卡盘上,且所述卡盘可用于调整坯料二中心线在空间中的位置,同时利用中心架对坯料三进行支承;
检测盲孔与外圆同轴度,并根据所得同轴度调整卡盘,以使得坯料三与车床的旋转中心同心;
车基准外圆,跟刀架反向车削坯料三小端外圆至成品尺寸;
车坯料三大端面、大外圆、外螺纹、环槽、焊接破口至成品尺寸。
3.根据权利要求1至2中任意一项所述的一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工方法,其特征在于,在步骤S1中,采用中心架对行程套管坯料进行支承,同时采用跟刀架以反向车削的方式对行程套管坯料的外圆进行半精加工;
车床上用于夹持工件的卡盘均为四爪卡盘。
4.一种实现权利要求1至3任意一项所述加工方法的控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工装置,其特征在于,包括车床、固定于车床导轨(1)上且 用于支撑工件(4)的中心架(5),其特征在于,所述中心架(5)包括轴承座(51)、中心筒(52)、多颗锁定螺栓(53)、轴承(54)及安装压板(55),所述中心筒(52)呈圆筒状,中心筒(52)通过轴承(54)与轴承座(51)相连,且中心筒(52)的轴线与轴承(54)的轴线共线,安装压板(55) 连接于轴承座(51)的底部;
所述安装压板(55)为通过夹紧螺栓与轴承座(51)相连的夹板,在拧紧夹紧螺栓时,中心架(5)通过轴承座(51)的底面与夹板的顶面夹持车床导轨(1)固定于车床导轨(1)上;
所述锁定螺栓(53)均螺纹连接于中心筒(52)上,各锁定螺栓(53)均局部伸入中心筒(52)的中心孔中,且在中心筒(52)的周向方向上,锁定螺栓(53)相互之间呈环状均布;
各锁定螺栓(53)的轴向方向均位于中心筒(52)的径向方向。
5.根据权利要求4所述的一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工装置,其特征在于,沿着中心筒(52)的轴向方向,中心筒(52)上有至少两个用于锁定螺栓(53)安装的安装面,各安装面均与中心筒(52)的轴向垂直,各安装面上均环形均布有多颗锁定螺栓(53)。
6.根据权利要求5所述的一种控制棒驱动机构盲孔棒行程套管加工装置,其特征在于,还包括空心钻系统,所述空心钻系统包括用于工件(4)盲孔加工的盲孔加工刀具(3),所述盲孔加工刀具(3)上设置有切削液引出管路,切削液引出管路包括位于盲孔加工刀具(3)前端的切削液出口(32),还包括安装于盲孔加工刀具(3)前端的镗刀片(31);
所述盲孔加工刀具(3)的侧面上还固定有多块直径调整块(33),所述直径调整块(33)的外侧相对于盲孔加工刀具(3)的外侧外凸,且直径调整块(33)相互之间呈环状均布,直径调整块(33)与盲孔加工刀具(3)的连接关系均为可拆卸连接。
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