CN1929947A - 通过自动加工在孔口中实施内螺纹的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通过远距离控制自动加工在一孔口(2)中实施内螺纹的方法，其特征在于，所述方法在所述孔口(2)中插入一电极(11)，所述电极配备有螺纹(20)，所述螺纹的形状和尺寸根据要得到的螺纹的形状和尺寸预先确定，在所述孔口(2)中，根据预先确定的工序数目以轨道的方式移动所述电极(11)，通过电腐蚀加工所述内螺纹的螺纹，以及根据每个待进行的工序，调节所述加工参数。本发明同样地有实施这个方法的一设备。

Description

通过自动加工在孔口中实施内螺纹的方法和设备

技术领域

[01]本发明涉及通过远距离控制自动加工在一孔口中实施内螺纹的方法和设备。

背景技术

[02]在恶劣(hostile)环境例如核反应堆中的设备，其需要进行加工的特别措施，考虑到所述介质，所述加工仅能远距离控制。

[03]为在这种环境下实施加工的通常使用的技术之一是电腐蚀加工。

这是特别地用于在一片材中实施内螺纹的情况，这种情况中，公知的是使用螺钉固定在一孔口中的一电极。

[04]在这个方法中，所述电极的型面接近所述螺钉的型面，所述螺钉将在之后安置在待实施的内螺纹中，所述电极被引导相应于其螺距做一螺旋运动。这个运动通过一特别的电腐蚀头传递，所述电腐蚀头特别地包括具有相同螺距的一螺母。

[05]虽然这个方法应用起来相对地简单，其仍然表现有缺陷，特别地当所述内螺纹需要实施在稍深的一盲孔中时。

[06]实际上，在这样的一情况下，仅仅所述实施的内螺纹的螺纹进入处呈现一型面，该型面接近于要得到的型面，然而远离所述内螺纹进入处的螺纹呈现一型面，该型面逐渐地变化，以致所述内螺纹越来越变为圆锥形。这个几何形状的替换主要地是由所述电极的磨损造成的，所述电极的磨损随电极在所述孔口中的推进而产生。

[07]另外，为了根据这个方法实施所述内螺纹，可能仅使用一个加工状态(regime)，即为一粗加工状态：其允许一加工时间的收益，但给出一不太好的表面状态，并且可能在表面上呈现微裂缝；或者为一精细状态：其给出一好的加工表面，但导致昂贵的加工时间和较高的损耗，所述较高的损耗更加影响所述内螺纹的最终的几何形状。

[08]除了这些缺陷，这个方法存在的另一缺陷是在所述内螺纹加工过程中，所述电极的移动系统可能的损坏情况下，必须使用另一系统用以拧松所述电极并且解除所述孔口的所述电极。

[09]最后，这个方法需要安置所述电极的一驱动系统，所述电极适应待实施内螺纹的螺纹的每个螺距值。

[10]在文件US-A-2 773 968中，公知钻孔和/或内螺纹的一电腐蚀加工设备。这个设备包括一电极，所述电极配备有螺纹，所述螺纹的形状和尺寸根据要得到的螺纹的形状和尺寸确定。所述电极由围绕一轴平面旋转的运动以及绕所述电极自身的旋转运动带动，所述轴对应要得到的所述孔的轴。这两个运动与用来实施所述内螺纹的一进给运动相配合。

[11]同样在这个情况下，所述螺纹的型面在所述内螺纹的整个长度上不是恒定的。

发明内容

[12]本发明的目的是为了提出通过远距离控制自动加工在一孔口中实施内螺纹的方法和设备，本发明使得能够摆脱上文提到的缺陷。

[13]因此本发明是通过远距离控制自动加工在一孔口中实施内螺纹的一方法，其特征在于：

[14]—在所述孔口中插入一电极，所述电极配备有螺纹，所述螺纹的形状和尺寸根据要得到的螺纹的形状和尺寸预先确定，

[15]—在所述孔口中，以轨道的方式移动所述电极，所述电极自身不自转，并且根据预先确定的工序数目，通过电腐蚀加工所述内螺纹的螺纹，以及

[16]—根据每个待进行的工序，调节所述加工参数。

[17]根据本发明的其它特点：

[18]—所述工序组仅由一电极进行，所述电极的螺纹的形状和尺寸被确定成要考虑到所述电极的螺纹的形状和尺寸在这些工序过程中的磨损，并要得到所述内螺纹期望的螺纹，

[19]—所述工序组包括：

[20]—一预粗加工的工序，

[21]—一粗加工工序，以及

[22]—至少一精加工工序，

[23]—在所述工序过程中的所述加工参数的调节在于更改至少所述电流脉冲的强度和持续时间，以及所述电极的所述工序的深度，

[24]—在每个工序的过程中及同时地在所述电极的轨道移动中，将与所述孔口成径向的脉冲赋予这个电极。

[25]本发明还是通过远距离控制自动加工在一孔口中实施内螺纹的一设备，其特征在于其包括：

[26]—一电极，其配备有螺纹，所述螺纹的形状和尺寸是根据要得到的所述内螺纹的螺纹的形状和尺寸预先确定的，

[27]—在所述孔口中的这个电极的轨道移动装置，所述电极不绕其自身旋转，以及

[28]—所述电极的电供给装置，以及在所述孔口和所述电极之间的一流体的循环装置。

[29]根据本发明的其它特点：

[30]所述电极具有小于所述孔口直径的一直径，

[31]所述电极包括通过灌注(injection)或吸液(aspiration)循环流体的一轴向管。

[32]所述流体是一介电流体，例如脱矿质水(l’eau déminéralise)。

附图说明

[33]通过阅读下文作为实例给出的和参照附图作出的描述，本发明将得以更好的理解，其中：

[34]图1是符合本发明的实施内螺纹的设备的示意性的正视图，

[35]图2是符合本发明的所述设备的一电极的一透视图，

[36]图3是符合本发明的所述设备的电极的轴向剖视图，

[37]图4是示出在一孔口中的所述电极的移动的示意性的俯视图。

具体实施方式

[38]图1中，图示出一部件1，例如核电站的蒸汽发生器的初级涡轮的盖板，其包括一孔口2，在该孔口中要通过一实施内螺纹的设备修复一内螺纹，所述部件标明在标记10所示的组件中。

[39]如图1所示，所述设备10包括一电极11，所述电极通过一电极架13由一加工头12承载。这个电极架13可装配一环14，所述环可限制在一要达到的数值之上的所述电极11的垂直位移，并且还避免任何超越，以保证在所述孔口2中要得到的内螺纹所遵照的深度。所述加工头12是具有X、Y两移动轴的一加工头，以便给所述电极11传输一确定的运动，如下文将描述的。

[40]所述加工头12与标记15标明的一控制单元相连。

[41]如图2和3所示，所述电极11配置有螺纹20，所述螺纹的形状和尺寸是根据所述孔口2中要得到的所述内螺纹的螺纹的形状和尺寸预先确定的。通常地，所述电极11的螺纹顶直径等于所述孔口2的内螺纹的螺纹底直径减去1mm。所述电极11的螺纹20的型面被确定，以使得该电极依据预定数量的工序通过电腐蚀可完全地形成所述孔口2的内螺纹，并且使得该型面追加有(intègre)在每个加工工序中的不同的磨损率，以便经过所述最后的精加工工序制成所述内螺纹的要得到的型面，而无需在加工过程中进行电极更换。

[42]优选的，所述电极11由铜钨(Cuprotungstène)合金制成。所述电极同样可以由石墨、铜或钼合金制成，并且，通常地，实施在任何电导体材料中。

[43]所述设备10同样地包括电供给装置25，其与所述控制单元15相连，并且所述电极11与+极相连，而所述部件1与-极相连，如图1所示。所述设备10还包括在所述孔口2和所述电极11之间的一流体的循环装置，所述流体由一介电流体组成，例如脱矿质水。因此如图3所示，所述电极11配设所述流体的循环的一轴向管11a。所述流体的循环通过所述电极11的轴向管11a的灌注或借助传统装置的吸液(aspiration)实施，没有图示出。

[44]为了促进所述液体通过所述电极11在所述内螺纹加工区域中运动，以及为了很好地排出该内螺纹的电腐蚀微粒，所述电极11可通过所述加工头12获得与所述孔口成径向的一脉冲运动，该运动允许规律地变换所述电极11的加工周期和休止周期。

[45]在所述孔口2中实施内螺纹的所述方法按下述方式展开。

[46]首先，在所述孔口2中插入所述电极11，所述电极的直径小于这个孔口2的直径，然后通过电腐蚀加工所述孔口2的内螺纹的螺纹，其方式是：根据预定数目的工序在所述孔口2中借助于所述加工头12以轨道的方式移动所述电极11，并且根据要进行的每个工序调节所述加工参数。

[47]如图4所示，所述轨道运动通过所述加工头12传递给所述电极11，所述轨道运动允许所述电极自身无转动地遍历所述孔口2的全部周边，通过在所述孔口2中加工其形状，并通过加工将其形状印制在所述孔口2内，用以实施所述内螺纹。这些运动由所述控制单元15程控和管理，所述控制单元承载所述加工头12的所述轴X、Y，并且为伺服装置进行所述电极11处的加工电压的测量。所述控制单元15同样地允许以自动的方式通过扫描寻找中心，用以使所述电极11在开始加工操作模式时序之前初始位于所述孔口2的中心。根据所述孔口2中待实施的内螺纹的螺距以及因此根据根得到的深度，所述的安置在所述电极架13周围的环14允许限制所述位移超出一要达到的数值之外，并且还避免尺寸的任何超出，因此保证对于所述内螺纹所要遵守的深度。

[48]优选地，所述方法的不同的工序仅由唯一的一电极实施，并且这些工序是被设计成允许在所述孔口2中得到所述内螺纹的最终型面和相应的表面状态。这些工序基于所述电极的多个回转来实施，其中，每个工序有不同深度，且该电极的每个回转具有不同的加工参数。

[49]因此，所述电极11以轨道的方式安置，不绕其自身旋转，没有与此轨道移动结合的进给。

[50]作为实例，通过所述电极11在所述孔口2中实施内螺纹的方法包括：

[51]一稍深的预先粗加工工序，其具有较小的电功率，并且允许试运所述电极11，用以避免任何过早的损毁，以及在进入粗加工工序之前准备所述加工表面，

[52]一粗加工工序，其具有充足的电功率，并实施在内螺纹的螺纹深度的绝大部分上，

[53]一极小深度和较小电功率的半精加工工序，用以减轻所述充足功率粗加工工序对所述表面状态的影响。

[54]一极小深度和极小电功率的最后精加工工序，用以确定所述型面和达到一好的表面状态，防止微裂纹。

[55]在全部工序过程中，所述电介质流体通过灌注或者通过吸液在所述孔口2和所述电极11之间循环。同时，所述电极11激发与所述孔口成径向的脉冲，用以促进所述流体的循环。

[56]在这些不同的加工工序期间，对于ISO M18x2内螺纹类型的制造，使用下表中作为实例提到的参数。

工序	电流	脉冲时间	休止时间	流体流量	脉冲		工序深度
								加工	休止
						A				μs	μs	l/h	s	s	mm
预粗加工	24	25	25	20			1.6	0.1	0.6
					粗加工	48				50	50	20	1.6	0.1	1.5
半精加工	16	25	25	20			1.6	0.1	1.7
					精加工	8				12.8	12.8	20	1.6	0.1	1.8

[57]根据本发明所述方法可应用于全部内螺纹类型。通过合适的所述电极的型面，该方法允许实施不同标准的内螺纹。对于同一标准或同一的规格(norme)，可由同样的电极的型面通过简单的位似(homothétie)并且保持同样的操作方式地实施不同直径值和不同螺距值。

[58]根据本发明通过电腐蚀实施内螺纹的方法可应用于恶劣环境中的全部设施，在所述恶劣环境中需要实施远距离控制的加工，并且特别地应用于核反应堆。

Claims (9)

1.通过远距离控制自动加工在一孔口(2)中实施内螺纹的方法，其特征在于：

-在所述孔口(2)中插入一电极(11)，所述电极配备有螺纹(20)，所述螺纹的形状和尺寸根据要得到的内螺纹的螺纹的形状和尺寸预先确定，

-在所述孔口(2)中，以轨道的方式移动所述电极(11)，所述电极自身沒有转动，并且根据预先确定的工序数目，通过电腐蚀加工所述内螺纹的螺纹，以及

-根据每个待进行的工序，调节所述加工参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工序组仅由一电极(11)进行，所述电极的螺纹的形状和尺寸被确定成要考虑到所述电极的螺纹的形状和尺寸在这些工序过程中的磨损，并要得到所述内螺纹期望的螺纹。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述工序组包括：

-一预粗加工的工序，

-一粗加工工序，以及

-至少一精加工工序。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述工序过程中的加工参数的调节在于至少更改所述电流脉冲的强度和持续时间，以及所述电极(11)的工序的加工深度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在每个工序的过程中及同时地在所述电极(11)的轨道移动中，将与所述孔口成径向的脉冲赋予这个电极(11)。

6.通过远距离控制自动加工在一孔口(2)中实施内螺纹的一设备，其特征在于，其包括：

-一电极(11)，其配备有螺纹(20)，所述螺纹的形状和尺寸是根据要得到的所述内螺纹的螺纹的形状和尺寸预先确定的，

-在所述孔口(2)中的这个电极的轨道移动装置(12)，所述电极不绕其自身旋转，以及

-所述电极(11)的电供给的、和在所述孔口(2)和所述电极(11)之间的流体循环的装置。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述电极(11)具有小于所述孔口(2)直径的一直径。

8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，所述电极(11)包括通过灌注或吸液方式使流体循环的一轴向管(11a)。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的设备，其特征在于，所述流体是一介电流体，例如脱矿质水。

Images