CN113000880B - 一种用于核电控制棒组件的自动钻孔方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于核电相关组件制造领域，具体涉及一种用于核电控制棒组件的自动钻孔方法。将控制棒组件分为若干个相同的部分，分成组，以其中一组的一个径向方向为基准线，确定每一组控制棒上的钻孔顺序，顺序加工第一组的孔，然后回基准线，装配销钉，再顺序加工后面每一组的孔，每组孔加工完后回基准线，装配销钉，知直到所有组中的控制棒钻孔结束。区别与现有钻孔顺序，能够大大钻孔精度，防止人为失误造成的产品质量问题，优化了钻孔工艺，小孔径试钻和大孔径扩钻至要求深度，保证了产品的稳定性和可靠性，操作简单，实现成本低，误差小。

Description

一种用于核电控制棒组件的自动钻孔方法
技术领域
本发明属于核电相关组件制造领域，具体涉及一种用于核电控制棒组件的自动钻孔方法。
背景技术
控制棒组件具有用于反应堆启动、停堆、变更堆功率和保护反应堆的功能。具体说来，在反应堆运行期间提供堆芯反应性控制，以变更堆功率、冷却剂温度或硼浓度；通过把控制棒逐步***燃料组件实现正常停堆；靠自身重力将控制棒快速***燃料组件实现紧急停堆，落棒时间满足堆芯安全分析规定的时间要求；支撑控制棒，使控制棒排列与燃料组件中导向管的排列一致；吸收落棒行程末端剩余的能量，以防止对燃料组件和星形架中弹簧产生冲击损伤；与驱动轴耦合成一体确定准确的轴向位置；在星形架的可见部位进行标识，以便于识别等。
控制棒组件由连接柄1(1个)、控制棒4(20根)、导向螺母2(20个)及销钉(20个)组成，示意图如附图1所示。导向螺母2与控制棒4通过螺纹连接，为防止控制棒4与连接柄1连接松动，钻孔位置3在导向螺母外侧，打孔，***销钉焊接固定。
控制棒组件的主要制造工艺流程是：将控制棒装入连接柄的孔中→用导向螺母将控制棒与连接柄固定→对导向螺母和控制棒进行钻孔，根据钻孔情况适时调整控制棒的位置→装配销钉→焊接。
现有的钻孔制造方法是将所需钻孔的位置分成4个面(如图2所示，箭头方向为下钻方向)分别进行钻孔，其中两两对称，钻孔数量分别是7个和3个。将精密台钻移动到所需钻孔的控制棒正上方，确认无误后人工控制台钻的手柄对控制棒进行钻孔操作，当孔深达到规定的深度后停止钻孔。钻孔全过程不加冷却液。工艺钻孔精度低、自动化水平低，存在人因失误造成产品质量问题的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于核电控制棒组件的自动钻孔方法，可以实现在连接柄、控制棒和导向螺母装配后，24个导向螺母进行分中及钻孔，精度大大提高。
本发明的技术方案如下：
一种用于核电控制棒组件的自动钻孔方法，包括如下步骤：
1)将控制棒组件分为若干个相同的部分，分成组；
2)确定基准线
以其中一组的一个径向方向为基准线
3)确定每一组控制棒上的钻孔顺序；
4)顺序加工第一组的孔，然后回基准线，装配销钉，再顺序加工后面每一组的孔，每组孔加工完后回基准线，装配销钉，知直到所有组中的控制棒钻孔结束。
所述步骤1)将控制棒组件分为4个相同的部分，具体为
控制棒组件在俯视方向看，分成四组，每组包括5根控制棒，其中有2根位于同一径向方向，另外三根分别位于各自的径向方向上，且四个径向方向的间隔角度相同；
所述的步骤2)确定基准线，具体为
以其中一组控制中的2根位于同一径向的方向为基准线，这一组控制棒定义为0°组；
那么顺时针或者逆时针旋转到下一组的2根位于同一径向的方向即为90°位置，这一组定义90°组；
接着旋转到第三组的2根位于同一径向的方向为180°，同样第四组的2根位于同一径向的方向为270°；分别定义为180°组和270°组。
所述的3)确定每组控制棒上钻孔的顺序
首先在位于同一径向的两个控制棒1号和2号上钻孔，1号位于径向方向的外侧，2号位于径向方向的内侧；
然后按照逆时针方向顺次加工3号、4号和5号；
钻工位置在控制棒顶端的导向螺母上。
在基准线定位钻头，按照步骤3)中的顺序加工0°组的5个孔，然后回基准线，装配销钉，再加工90°组的5个孔，然后回基准线，装配销钉，再加工180°组的5个孔，然后回基准线，装配销钉，再加工270°组的5个孔。
还包括步骤5)钻孔优化，即确定钻空位置之后，进行小孔径试钻孔，钻至导向螺母的螺纹连接处，钻头上提，然后再次进行小孔径钻孔，加深钻至最大钻深，最后大孔径扩孔钻孔，深度至最大钻深。
所述的步骤5为对控制棒进行测量确定钻孔位置之后，首先进行Ф1.9㎜钻孔，钻深至导向螺母的螺纹连接处，钻头上提3mm，然后进行Ф1.9㎜钻孔，钻深至5㎜，最后进行Ф2㎜扩孔，孔深5㎜。
本发明的显著效果如下：本方法设计的钻孔工艺，区别与现有钻孔顺序，能够大大钻孔精度，防止人为失误造成的产品质量问题，优化了钻孔工艺，小孔径试钻和大孔径扩钻至要求深度，保证了产品的稳定性和可靠性，操作简单，实现成本低，误差小，
Figure BDA0002328396820000031
销钉孔的检验，尺寸是/>
Figure BDA0002328396820000032
附图说明
图1为控制棒组件示意图；
图2为控制棒组件人工钻孔示意图；
图3用于核电控制棒组件的自动钻孔方法示意图；
图中：1-连接柄；2-导向螺母；3-钻孔位置(装配销钉)；4-控制棒。
具体实施方式
下面通过附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。
1)将控制棒组件分为4个相同的部分
如图3所示，控制棒组件在俯视方向看，分成四组，每组包括5根控制棒，其中有2根位于同一径向方向，另外三根分别位于各自的径向方向上，且四个径向方向的间隔角度相同。
2)确定参考基准线
以其中一组控制中的2根位于同一径向的方向为基准线，这一组控制棒定义为0°组；
那么顺时针或者逆时针旋转到下一组的2根位于同一径向的方向即为90°位置，这一组定义90°组；
接着旋转到第三组的2根位于同一径向的方向为180°，同样第四组的2根位于同一径向的方向为270°；分别定义为180°组和270°组；
3)确定每组控制棒上钻孔的顺序
如图3所示，虚线框为一组控制棒。标号的意义为：按照加工顺序，为控制棒标号；
首先在位于同一径向的两个控制棒1号和2号钻孔，钻工位置在控制棒顶端的导向螺母上；1号位于径向方向的外侧，2号位于径向方向的内侧；
然后按照逆时针方向顺次加工3号、4号和5号。钻工位置在控制棒顶端的导向螺母上；
(本方法主要在于顺序的确定，位置和加工方式均是现有技术不再赘述)
4)在基准线定位钻头，按照步骤3)中的顺序加工0°组的5个孔，然后回基准线，装配销钉，再加工90°组的5个孔，然后回基准线，装配销钉，再加工180°组的5个孔，然后回基准线，装配销钉，再加工270°组的5个孔。
5)钻孔优化
确定钻空位置之后，进行小孔径试钻孔，钻至导向螺母的螺纹连接处，钻头上提，然后再次进行小孔径钻孔，加深钻至最大钻深，最后大孔径扩孔钻孔，深度至最大钻深。
对控制棒进行测量确定钻孔位置之后，首先进行Ф1.9㎜钻孔，钻深至导向螺母的螺纹连接处，钻头上提3mm，然后进行Ф1.9㎜钻孔，钻深至5㎜，最后进行Ф2㎜扩孔，孔深5㎜。
采用转速1000转/分钟、进给量15㎜/s。钻孔过程中一直下钻到规定的深度，过程中适时提升钻头进行冷却和去除铁屑。

Claims (4)

1.一种用于核电控制棒组件的自动钻孔方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将控制棒组件分为若干个相同的部分，分成组；
2）确定基准线
以其中一组的一个径向方向为基准线
3）确定每一组控制棒上的钻孔顺序；
4）顺序加工第一组的孔，然后回基准线，装配销钉，再顺序加工后面每一组的孔，每组孔加工完后回基准线，装配销钉，知直到所有组中的控制棒钻孔结束；
所述步骤1）将控制棒组件分为4个相同的部分，具体为
控制棒组件在俯视方向看，分成四组，每组包括5根控制棒，其中有2根位于同一径向方向，另外三根分别位于各自的径向方向上，且四个径向方向的间隔角度相同；
所述的步骤2）确定基准线，具体为
以其中一组控制中的2根位于同一径向的方向为基准线，这一组控制棒定义为0°组；
那么顺时针或者逆时针旋转到下一组的2根位于同一径向的方向即为90°位置，这一组定义90°组；
接着旋转到第三组的2根位于同一径向的方向为180°，同样第四组的2根位于同一径向的方向为270°；分别定义为180°组和270°组；
所述的3）确定每组控制棒上钻孔的顺序
首先在位于同一径向的两个控制棒1号和2号上钻孔，1号位于径向方向的外侧，2号位于径向方向的内侧；
然后按照逆时针方向顺次加工3号、4号和5号；
钻工位置在控制棒顶端的导向螺母上。
2.如权利要求1所述的一种用于核电控制棒组件的自动钻孔方法，其特征在于：在基准线定位钻头，按照步骤3）中的顺序加工0°组的5个孔，然后回基准线，装配销钉，再加工90°组的5个孔，然后回基准线，装配销钉，再加工180°组的5个孔，然后回基准线，装配销钉，再加工270°组的5个孔。
3.如权利要求1所述的一种用于核电控制棒组件的自动钻孔方法，其特征在于：还包括步骤5）钻孔优化，即确定钻空位置之后，进行小孔径试钻孔，钻至导向螺母的螺纹连接处，钻头上提，然后再次进行小孔径钻孔，加深钻至最大钻深，最后大孔径扩孔钻孔，深度至最大钻深。
4.如权利要求3所述的一种用于核电控制棒组件的自动钻孔方法，其特征在于：所述的步骤5为对控制棒进行测量确定钻孔位置之后，首先进行Ф1.9㎜钻孔，钻深至导向螺母的螺纹连接处，钻头上提3mm，然后进行Ф1.9㎜钻孔，钻深至5㎜，最后进行Ф2㎜扩孔，孔深5㎜。
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