CN117817274A - 一种核用高精度异形曲面铍外反射层的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种核用高精度异形曲面铍外反射层的加工方法，包括加工铍锭外圆至预定精度，形成第一铍锭；对第一铍锭的外表面进行线切割，形成具有预定形状的外反射层的第二铍锭；在夹具上夹持所述第二铍锭，并建立加工坐标系；加工所述第二铍锭的外反射层，获得第三铍锭；对第三铍锭的外反射层进行120±10℃及－50±10℃的高低温循环处理；清洗经高低温循环处理后的第三铍锭。本发明所述方法能够实现对铍外反射层复杂异形曲面的高精度、高效率、低成本、批量化加工；提升产品加工效率的同时可保证铍外反射层的加工质量。
Description
技术领域
本发明涉及铍材机械加工技术领域，尤其涉及一种铍外反射层的加工方法。
背景技术
现有的铍外反射层产品通过普通的机械加工方法，如车、铣加工进行，加工周期长，装夹难度大，定位不准确，且产品精度低，尺寸易超差，产品合格率低。
发明内容
本发明提供一种一种核用高精度异形曲面铍外反射层的加工方法，其包括，
步骤S1.加工铍锭外圆至预定精度，形成第一铍锭；
步骤S2.对第一铍锭的外表面进行线切割，形成具有预定形状的外反射层的第二铍锭；
步骤S3.在夹具上夹持所述第二铍锭，并建立加工坐标系；
步骤S4.加工所述第二铍锭的外反射层，获得第三铍锭；
步骤S5.对第三铍锭的外反射层进行120±10℃及－50±10℃的高低温循环处理；
步骤S6.清洗经高低温循环处理后的第三铍锭。
所述步骤S2中，线切割时将钼丝置于第一铍锭待加工表面的预定距离处，使第一铍锭与钼丝分别作为电场的正极和负极；
当钼丝与第一铍锭形成的电场达到预定场强时，线切割装置喷射的乳化液被击穿，钼丝与第一铍锭之间放电，使第一铍锭局部在瞬时高温作用下汽化和熔化。
线切割过程中，运转的钼丝将第一铍锭切割面汽化和熔化的金属铍甩出。(主要是汽化，主体为汽化，更换顺序)
设置线切割机的高频电源，使其输出第一矩形波，避免切割铍工件时，氧化铍附着在钼丝表面。
高频电源包括电镀回路，电镀回路输出第二矩形波，在钼丝与第一铍锭之间的放电间歇，通过第二矩行波对钼丝进行电镀，补充钼丝的损耗。
所述循环处理包括至少三次高低温循环。
本发明所述方法从产品精度与质量的角度出发，设计出一套快速、精确、可靠的专用夹具，通过特种电加工与机械加工结合的方式，进行产品的精密加工。
附图说明
图1为本发明实施例中核用高精度异形曲面铍外反射层的加工方法的示意图。
具体实施方式
如图1所示的核用高精度异形曲面铍外反射层的加工方法，包括，
步骤S1.取符合要求的等静压成型的铍锭作为原材料，按照产品要求加工铍锭外圆至预定尺寸精度，形成第一铍锭；
在电加工和机械加工过程中，使用辅助CAD软件建模与编程，为后期实现铍外反射层产品的加工做准备；
步骤S2.采用线切割电加工设备对第一铍锭的外表面进行线切割，形成具有预定形状的铍外反射层异形曲面的第二铍锭；
步骤S3.在夹具上夹持所述第二铍锭，并建立加工坐标系；
步骤S4.粗加工所述第二铍锭的铍外反射层，获得第三铍锭；
步骤S5.对第三铍锭的外反射层进行120±10℃及－50±10℃的高低温循环处理；
步骤S6.清洗经高低温循环处理后的第三铍锭。
所述步骤S2中，线切割的参数包括2-5A的放电电流、100V-160V放电电压、50微秒脉冲时间；采用钼丝作为切割材料，线切割时将钼丝置于第一铍锭待加工表面的预定距离处，使第一铍锭与钼丝分别作为电场的正极和负极；
当第一铍锭与钼丝形成的电场达到预定场强时，线切割装置喷射的(放电介子)乳化液(水基切割液)被击穿，钼丝与第一铍锭之间放电并产生火花，使第一铍锭局部达到瞬时高温，并使当钼丝与第一铍锭之间的切割通道中靠近钼丝部分的铍被高温汽化和熔化。
所述局部瞬时高温达8千－1万℃；
线切割过程中，运转的钼丝将第一铍锭表面汽化和熔化的金属铍甩出。钼丝的摩擦力和机床自身的高压水流将熔化的铍带走；熔化、燃烧后的铍是废料，带走后方便铍母体切割。
乳化液中的水被分解为氢，氧离子；一部分熔化和汽化的铍与氧离子生成氧化铍，这些铍和氧化铍被高速移动的钼丝和流动的乳化液带出了切割通道。另外，还有少部分铍和氧化铍随着电场的作用，附着在钼丝的表面和切割通道的表面。一段时间后，氧化铍逐渐附着钼丝上，由于氧化铍不导电，使钼丝和铍件之间的导电率降低，不易形成放电通道，切割效率降低，易产生轨迹畸变或断丝。设置线切割机的高频电源，使其输出的电压值和电流值形成第一矩形波，避免切割铍工件时，氧化铍附着在钼丝表面。线切割机的高频电源是脉动矩形波；在高频电源对工件第一矩形波放电时腐蚀掉“铍”，热蚀工件的同时也会对钼丝热蚀，导致钼丝产生损耗。
高频电源包括电镀回路，电镀回路形成第二矩形波，用于电镀钼丝，避免钼丝损耗，普通的高频电源在对工件放电时，热蚀工件的同时也会对钼丝热蚀，导致钼丝产生损耗；在钼丝与第一铍锭之间的放电间歇，电镀回路形成的第二矩行波对钼丝进行电镀，电镀层的元素由被加工工件的元素决定，补充钼丝的损耗。
第二矩形波与第一矩形波的波形参数不同，也可以相同。热蚀铍外反射层的同时，也是对钼丝电镀层的热蚀，损耗的是钼丝电镀层，钼丝与第一铍锭之间的放电结束后，对钼丝进行电镀；
重复输出第一矩形波和第二矩形波，直至钼丝与第一铍锭之间的放电结束。
在切割出合格的外反射层后，进行各定位孔和其余表面的加工。
清洗后的第三铍锭的表面光洁度为3.2μm以上；所述循环处理包括至少三次高低温循环。
本发明所述方法，能降低钼丝的损耗，提升产品的尺寸精度和表面光洁度及加工效率。由于铍的熔点高，需要的热能多，需要的加工电流大，才能正常切割。普通的高频电源，加工的电流大，钼丝损耗相应的也会增加，严重的时候会频繁断丝，不能正常加工。有电镀回路的高频，由于钼丝损耗低，可以保证在等同普通高频正常损耗的情况下，加大电流，并保证正常加工铍外反射层。
Claims (6)
1.一种核用高精度异形曲面铍外反射层的加工方法，其特征在于，包括，
步骤S1.加工铍锭外圆至预定精度，形成第一铍锭；
步骤S2.对第一铍锭的外表面进行线切割，形成具有预定形状的外反射层的第二铍锭；
步骤S3.在夹具上夹持所述第二铍锭，并建立加工坐标系；
步骤S4.加工所述第二铍锭的外反射层，获得第三铍锭；
步骤S5.对第三铍锭的外反射层进行120±10℃及－50±10℃的高低温循环处理；
步骤S6.清洗经高低温循环处理后的第三铍锭。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，线切割时将钼丝置于第一铍锭待加工表面的预定距离处，使第一铍锭与钼丝分别作为电场的正极和负极；
当第一铍锭与钼丝形成的电场达到预定场强时，线切割装置喷射的乳化液被击穿，第一铍锭与钼丝之间放电，使第一铍锭局部在瞬时高温作用下熔化和汽化。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，线切割过程中，运转的钼丝和乳化液将第一铍锭表面汽化和熔化的金属铍甩出。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，设置线切割机的高频电源，使其输出第一矩形波，避免切割铍工件时，氧化铍附着在钼丝表面。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，高频电源包括电镀回路，电镀回路输出第二矩形波，在钼丝与第一铍锭之间的放电间歇，通过第二矩行波对钼丝进行电镀，补充钼丝的损耗。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述循环处理包括至少三次高低温循环。
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