CN116141035A - 控制棒驱动机构密封筒的装夹装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种控制棒驱动机构密封筒的装夹装置及加工方法，装夹装置包括：第一法兰和第二法兰，第一法兰开设第一装配孔，第二法兰开设第二装配孔，第一法兰与第二法兰对接，第一法兰朝向第二法兰的一端设置有凹槽，凹槽围绕第一装配孔设置，第二法兰朝向第一法兰的一端设置有凸块，凸块围绕第二装配孔设置，凸块延伸至凹槽内；缓冲件，缓冲件设置于凹槽与凸块之间。利用装夹装置对控制棒驱动机构密封组件的筒体进行的加工方法，克服了薄壁筒体加工中变形影响零件精度的难题，提高合格率；解决对变形零件的修复的难题，实现零件的再制造。

Description

控制棒驱动机构密封筒的装夹装置及加工方法

技术领域

本发明涉及核电设备密封壳体制造技术领域，特别涉及一种控制棒驱动机构密封筒的装夹装置及加工方法。

背景技术

密封壳体是控制棒驱动机构的组成零部件之一，是反应堆冷却剂系统承压边界的组成部分，为核安全I级部件。密封壳体外形为细长筒体，由主体材料在外圆处采用堆焊工艺堆焊一层过渡层后加工成形，其在一端部外圆装配定位面处又采用了热喷涂工艺。密封壳体制造中经焊接、热喷涂、电镀、机加工等复杂工况，受焊接、热喷涂高温、切削热、加工残余应力影响，加工中易发生变形，尺寸精度、表面质量控制难度大。尤其是变形零件具有修复难题，难以实现零件的再制造。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制棒驱动机构密封筒的装夹装置及加工方法，用以解决密封壳体工件在复杂制造工况下加工中易发生变形，无法保证尺寸精度和表面质量控制难度大的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。

本发明提供一种控制棒驱动机构密封筒的装夹装置，包括：第一法兰和第二法兰，所述第一法兰开设第一装配孔，所述第二法兰开设第二装配孔，所述第一法兰与所述第二法兰对接，所述第一法兰朝向所述第二法兰的一端设置有凹槽，所述凹槽围绕所述第一装配孔设置，所述第二法兰朝向所述第一法兰的一端设置有凸块，所述凸块围绕所述第二装配孔设置，所述凸块延伸至所述凹槽内；缓冲件，所述缓冲件设置于所述凹槽与所述凸块之间。

在一些实施例中，还包括螺钉，所述第一法兰与所述第二法兰通过所述螺钉连接。

在一些实施例中，所述缓冲件开设第三装配孔，所述第一装配孔、所述第二装配孔和所述第三装配孔沿轴向顺次连通。

在一些实施例中，所述筒体具有沿所述轴向延伸的外壁，所述第三装配孔用于与所述外壁相接触。

在一些实施例中，在沿径向方向上，所述第三装配孔具有第一内径G1，所述第一装配孔和所述第二装配孔具有第二内径G2，所述外壁具有第一外径D，所述缓冲件沿所述轴向具有第一宽度h1，满足：G1<D<G2。

在一些实施例中，所述凹槽沿所述径向具有第三内径G3，所述缓冲件沿所述径向具有第二外径G4，满足：G3≤G4。

在一些实施例中，当所述缓冲件压紧所述外壁时，所述缓冲件沿所述径向具有第四内径G5，所述缓冲件沿所述轴向具有第二宽度h2，满足：G5<D，h2<h1。

本申请还提供一种利用如上所述的装夹装置对控制棒驱动机构密封组件的筒体进行的加工方法，所述加工方法包括：

将管件的第一深孔进行多次切削加工形成所述筒体；

将所述装夹装置安装于所述筒体的所述外壁，使所述装夹装置沿所述筒体的长度方向在所述外壁上做往返运动，其中所述装夹装置包括第一法兰、所述第二法兰、所述缓冲件和所述螺钉，利用所述螺钉调节所述缓冲件与所述外壁的紧密配合程度，以对所述外壁进行整形。

在一些实施例中，所述筒体具有第二深孔，沿所述径向方向上，所述第一深孔具有第一直径d1，所述第二深孔具有第二直径d2，所述筒体具有第二壁厚t2，所述第一深孔加工形成所述第二深孔的单边切削量为t1，满足：t1＝d2-d1。

在一些实施例中，所述第一深孔加工形成所述第二深孔的步骤还包括：

设每次切削加工后的深孔要求尺寸为d2n，每次深孔加工前内孔尺寸d1n，每次切削加工的切削量T3n和切削次数n通过以下方式计算：

T3n＝(d2n-d1n)/2≤(Dn-d2n)/2；

d1＝d2+2*∑T3n；n为大于等于1的正整数。

在一些实施例中，所述管件沿所述径向具有壁厚，所述壁厚小于2.5mm。

本申请控制棒驱动机构密封筒的装夹装置及加工方法的有益效果是：装夹装置，包括：第一法兰和第二法兰，第一法兰开设第一装配孔，第二法兰开设第二装配孔，第一法兰与第二法兰对接，第一法兰朝向第二法兰的一端设置有凹槽，凹槽围绕第一装配孔设置，第二法兰朝向第一法兰的一端设置有凸块，凸块围绕第二装配孔设置，凸块延伸至凹槽内；缓冲件，缓冲件设置于凹槽与凸块之间。利用如上的装夹装置对控制棒驱动机构密封组件的筒体进行的加工方法，克服了薄壁筒体加工中变形的影响零件精度的难题，提高了合格率；对于薄壁壳体零件在的整型方式，解决了对变形零件的修复的难题，实现了零件的再制造，节约了成本。

附图说明

图1是本发明本体切削加工前后的示意图；

图2是本发明本体经过多次切削的示意图；

图3是装夹装置的结构示意图；

图4是装夹装置的缓冲件的结构示意图；

图5是装夹装置的第一法兰的结构示意图；

图6是装夹装置对本体外径的装配示意图；

图中的标号分别为：1-管件、101-第一深孔、10-筒体、102-第二深孔、103-外壁、100-第一法兰、110-第一本体、120-第一装配孔、130-凹槽、140-安装孔、200-第二法兰、210-第二本体、220-第二装配孔、230-凸块、300-缓冲件、310-第三装配孔、400-螺钉。

具体实施方式

以下结合附图给出本发明控制棒驱动机构密封筒的装夹装置及加工方法的具体实施方式，但是应当指出，本发明的实施不限于以下的实施方式。

参见图3和图4，本申请还公开了一种控制棒驱动机构密封筒的装夹装置，控制棒驱动机构密封筒包括筒体10，装夹装置用于装夹筒体10，装夹装置的内周与筒体10的外周配合。装夹装置包括第一法兰100、第二法兰200、缓冲件300。

如图3所示，第一法兰100包括第一本体110，第一本体110开设第一装配孔120，第二法兰200包括第二本体210，第二本体210开设有第二装配孔220，第一本体110与第二本体210沿轴向X对接，第一装配孔120与第二装配孔220沿轴向X连通，第一本体110朝向第二本体210的一端设置有凹槽130，凹槽130沿径向Y围绕第一装配孔120设置，第二本体210朝向第一本体110的一端设置有凸块230，凸块230沿径向Y与凹槽130接触，凸块230沿轴向X延伸至凹槽130内部，凸块230与凹槽130之间设置有缓冲件300。缓冲件300沿轴向X开设第三装配孔320，缓冲件300绕轴向X的外周表面与凹槽130接触。其中缓冲件300为橡胶圈。

在本申请实施例中，装夹装置还包括螺钉400，螺钉400安装于第一本体110和第二本体210之间，螺钉400为多个，螺钉400绕轴向X呈周向间隔分布，螺钉400用以固定第一法兰100和第二法兰200。如图5所示，第一本体110开设有安装孔140，螺钉400贯穿第二本体210并与安装孔140装配，以使第一本体110和第二本体210连接。

在本申请实施例中，第三装配孔320具有第一内径G1，第一装配孔120和第二装配孔220的内径相等，第一装配孔120和第二装配孔220具有第二内径G2，筒体10沿径向Y具有第一外径D，由于缓冲件300绕轴向X的外周表面与凹槽130接触，凹槽130沿径向X具有第三内径G3，缓冲件300沿径向Y具有第二外径G4，缓冲件300沿轴向X具有第一宽度h1；其中，第一装配孔120和第二装配孔220的第二内径G2大于筒体10的第一外径D，第三装配孔320的第一内径G1小于筒体10的第一外径D，缓冲件300的第二外径G4等于或者略大于凹槽130的第三内径G3。当缓冲件300安装于第一法兰100和第二法兰200之间时，拧紧螺钉400，以通过第二法兰200的凸块230压紧缓冲件300，处于压紧状态时的缓冲件300沿轴向X具有第二宽度h2，处于压紧状态时的缓冲件300沿轴向X具有第四内径G5，其中，第二宽度h2小于第一宽度h1，缓冲件300的第四内径G5小于筒体10的第一外径D，缓冲件300的压紧程度通过螺钉400进行调节。

缓冲件300的第三装配孔310具有绕轴向X分布的内壁，利用装夹装置对控制棒驱动机构密封筒的筒体10进行整形再制造，整形过程使得缓冲件300的内壁能够紧压筒体10的外周表面，装夹装置在筒体10的外周表面沿轴向X运动，通过多次的装夹在整个长度上进行往返运动，并调节缓冲件300的松紧，使得缓冲件300的第四内径G5和筒体10的第一外径D紧密配合，并压紧筒体10的第一外径D，产生对筒体10的第一外径D的挤压，达到对筒体10的外周表面进行整形的效果，压紧程度通过螺钉400调节，即可调节缓冲件300的内径和筒体10的第一外径D的紧密程度。

参见图1、图2和图6，本申请公开了一种控制棒驱动机构密封筒制造方法，用于对管件1进行加工，管件1为细长杆薄壁筒体结构，管件1具有第一深孔101，该控制棒驱动机构密封筒制造方法包括：

对管件1的第一深孔101进行多次切削加工形成筒体10，筒体10具有第二深孔102，所述第一深孔101具有第一直径d1，第二深孔102具有第二直径d2，筒体10具有第二壁厚t2，第一深孔101加工形成第二深孔102的单边切削量为：

t1＝d2-d1 (式1)；

在本步骤中，管件1沿径向Y具有壁厚，壁厚小于2.5mm。

在第一深孔101加工形成第二深孔102的步骤中，还包括：

设第一深孔101加工形成第二深孔102的切削加工深孔的次数n，设加工前内径第一深孔101为d1，设每次切削加工前的管件1的外径为Dn，设每次切削加工后的深孔要求尺寸为d2n，每次深孔加工前内孔尺寸d1n，最终为形成第二深孔102尺寸为d2，每次切削加工的切削量T3n和需要几次切削的切削数n通过以下方式计算：

T3n＝(d2n-d1n)/2≤(Dn-d2n)/2，(式2)；

d1＝d2+2*∑T3n；n＝1、2、…，(式3)；

根据式2，可以确定每次切削量T3n和确定所述第一深孔101加工形成第二深孔102的切削深孔次数，以验证选择的每次切削量和切削次数是否正确。

通过以上公式即可验证工艺设计中深孔分几次加工及每次的切削量设定是否正确，以保证深孔加工后，零件的变化量在公差范围内。

该控制棒驱动机构密封筒制造方法还包括：

将装夹装置安装于筒体10的外壁103，使装夹装置沿筒体10的长度方向在外壁103上做往返运动，其中装夹装置包括第一法兰100、第二法兰200和缓冲件300，调节缓冲件300与外壁103的紧密配合程度，以对筒体10的外壁103进行整形。

在本步骤中，需要说明的是，缓冲件300的第三装配孔320具有第一内径G1，第一法兰100的第一装配孔120和第二法兰200的第二装配孔220具有第二内径G2，筒体10的外壁103具有沿径向Y的第一外径D，由于缓冲件300绕轴向X的外周表面与第一法兰100的凹槽130接触，凹槽130沿径向X具有第三内径G3，缓冲件300沿径向Y具有第二外径G4，缓冲件300沿轴向X具有第一宽度h1；其中，第二内径G2大于第一外径D，第一内径G1小于第一外径D，第二外径G4等于或者略大于第三内径G3。

在本步骤中，还需要说明的是，通过拧紧螺钉400，以使缓冲件300压紧筒体10的外壁103，压紧时的缓冲件300沿轴向X具有第二宽度h2和第四内径G5，其中，第二宽度h2小于第一宽度h1，缓冲件300的第四内径G5小于筒体10的第一外径D，缓冲件300的压紧程度通过螺钉400进行调节。针对控制棒驱动机构密封筒进行再制造的方法，不进行额外切削加工和表面处理等方式，而是利用装夹装置对控制棒驱动机构密封筒的筒体10的外径尺寸进行修复以达到尺寸要求，并且装夹装置用以保证在对筒体10的外径修复过程中不破坏工件即筒体10外周表面的电镀、渗氮、渗碳及其他化学处理表面的方式。

本申请提供的控制棒驱动机构密封筒的装夹装置及加工方法，该装夹装置包括：第一法兰100和第二法兰200，第一法兰100开设第一装配孔120，第二法兰200开设第二装配孔220，第一法兰100与第二法兰200对接，第一法兰100朝向第二法兰200的一端设置有凹槽130，凹槽130围绕第一装配孔120设置，第二法兰200朝向第一法兰100的一端设置有凸块230，凸块230围绕第二装配孔220设置，凸块230延伸至凹槽130内；缓冲件300，缓冲件300设置于凹槽130与凸块230之间。利用如上装夹装置对控制棒驱动机构密封组件的筒体10进行的加工方法，克服了薄壁筒体加工中变形的影响零件精度的难题，提高了合格率；对于薄壁壳体零件在的整型方式，解决了对变形零件的修复的难题，实现了零件的再制造，节约了成本。

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 (11)

1.一种装夹装置，用于装夹控制棒驱动机构密封筒的筒体(10)，其特征在于，包括：

第一法兰(100)和第二法兰(200)，所述第一法兰(100)开设第一装配孔(120)，所述第二法兰(200)开设第二装配孔(220)，所述第一法兰(100)与所述第二法兰(200)对接，所述第一法兰(100)朝向所述第二法兰(200)的一端设置有凹槽(130)，所述凹槽(130)围绕所述第一装配孔(120)设置，所述第二法兰(200)朝向所述第一法兰(100)的一端设置有凸块(230)，所述凸块(230)围绕所述第二装配孔(220)设置，所述凸块(230)延伸至所述凹槽(130)内；

缓冲件(300)，所述缓冲件(300)设置于所述凹槽(130)与所述凸块(230)之间。

2.根据权利要求1所述的装夹装置，其特征在于，还包括螺钉(400)，所述第一法兰(100)与所述第二法兰(200)通过所述螺钉(400)连接。

3.根据权利要求1所述的装夹装置，其特征在于，所述缓冲件(300)开设第三装配孔(310)，所述第一装配孔(120)、所述第二装配孔(220)和所述第三装配孔(310)沿轴向(X)顺次连通。

4.根据权利要求3所述的装夹装置，其特征在于，所述筒体(10)具有沿所述轴向(X)延伸的外壁(103)，所述第三装配孔(310)用于与所述外壁(103)相接触。

5.根据权利要求4所述的装夹装置，其特征在于，在沿径向(Y)方向上，所述第三装配孔(310)具有第一内径G1，所述第一装配孔(110)和所述第二装配孔(210)具有第二内径G2，所述外壁(103)沿所述径向(Y)具有第一外径D，所述缓冲件(300)沿所述轴向(X)具有第一宽度h1，满足：G1<D<G2。

6.根据权利要求5所述的装夹装置，其特征在于，在沿所述径向(Y)方向上，所述凹槽(130)具有第三内径G3，所述缓冲件(300)具有第二外径G4，满足：G3≤G4。

7.根据权利要求5所述的装夹装置，其特征在于，当所述缓冲件(300)压紧所述外壁(103)时，所述缓冲件(300)沿所述径向(Y)具有第四内径G5，所述缓冲件(300)沿所述轴向(X)具有第二宽度h2，满足：G5<D，h2<h1。

8.一种利用如权利要求1～7中任一项所述的装夹装置对控制棒驱动机构密封筒的筒体(10)进行的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：

将管件(1)的第一深孔(101)进行多次切削加工形成所述筒体(10)；

将所述装夹装置安装于所述筒体(10)的所述外壁(103)，使所述装夹装置沿所述筒体(10)的长度方向在所述外壁(103)上做往返运动，其中所述装夹装置包括第一法兰(100)、所述第二法兰(200)、所述缓冲件(300)和所述螺钉(400)，利用所述螺钉(400)调节所述缓冲件(300)与所述外壁(103)的紧密配合程度，以对所述外壁(103)进行整形。

9.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，所述筒体(10)具有第二深孔(102)，在沿所述径向(Y)方向上，所述第一深孔(101)具有第一直径d1，所述第二深孔(102)具有第二直径d2，所述筒体(10)具有第二壁厚t2，所述第一深孔(101)加工形成所述第二深孔(102)的单边切削量为t1，满足：t1＝d2-d1。

10.根据权利要求9所述的加工方法，其特征在于，所述第一深孔(101)加工形成所述第二深孔(102)的步骤还包括：

设每次切削加工前的所述管件(1)沿所述径向(Y)的外径为Dn，设每次切削加工后的深孔要求尺寸为d2n，每次深孔加工前内孔尺寸d1n，每次切削加工的切削量T3n和切削次数n通过以下方式计算：

T3n＝(d2n-d1n)/2≤(Dn-d2n)/2，

d1＝d2+2*∑T3n，

n为大于等于1的正整数。

11.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，所述管件(1)沿所述径向(Y)具有壁厚，所述壁厚小于2.5mm。

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