CN115592155A - 核主泵密封室测温元件深孔及槽的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种核主泵密封室测温元件深孔及槽的加工工艺，通过给加工中心配置角度头及三面刃铣刀及多种刀具配合来完成密封室多层面的深孔及槽的加工，将密封室(1)固定在加工中心的工作台(21)上；将角度头(16)安装在加工中心(20)上，角度头(16)上安装直径100mm的三面刃铣刀(19)，采用三面刃铣刀(19)在内层圆弧面(2)加工测温孔(5)的位置加工成平面。本发明达到了高精度要求的多层面的深孔加工，钻孔方式稳定，节省购买专业深孔加工机床，为企业节约成本提高了机床利用率以及生产能力，并成倍提高了加工效率，成功应用于核主泵和众多其它核主泵项目上。

Description

核主泵密封室测温元件深孔及槽的加工工艺
技术领域：
本发明涉及一种核主泵密封室测温元件深孔及槽的加工工艺。
背景技术：
密封室是核电站主泵的关键部件，内部安装着三级密封部件，对温度控制和测温元件的要求也极高，并且密封室内部承受着高温高压，所以对密封室测温元件深孔的加工质量至关重要。
密封室测温元件深孔长度接近400mm，最小直径为7mm，部分位置粗糙度要求Ra1.6μm，并且是需要穿过两个层面，非常容易损坏加工刀具，对于这种高精度深孔加工，国内外一般采用专业深孔加工机床进行加工，即使是用专业深孔加工机床在加工时也由于是多层面的很难到图纸要求，经常出现到第二层面刀具损坏或与第一层面孔不同轴的情况，同时专业深孔加工机床占用场地大、机床加工方式单一、利用率低、效率不高，而且专业深孔加工机床比较昂贵，普通机床加工深孔无论粗糙度还是位置度均无法达到核电产品的要求。
密封室测温元件的槽是向内倾斜的，一般是采用加长刀杆采用镗床进行加工，但由于刀杆过长而产生颤纹，影响加工质量，又因为槽是向内倾斜的，如果采用加长刀杆加工向内倾斜的角度时刀杆会与密封室上部产生干涉，所以只能采用手工打磨的方式完成槽的倾斜角度的打磨，影响产品加工质量，很难达到设计要求。
发明内容：
本发明涉的目的是提供一种核主泵密封室测温元件深孔及槽的加工工艺，加工精度高，钻孔方式稳定，节约成本，提高了机床利用率以及生产能力，并成倍提高了加工效率。
本发明的技术方案是一种核主泵密封室测温元件深孔及槽的加工工艺；
1)将密封室(1)固定在加工中心的工作台(21)上；
2)将角度头(16)安装在加工中心(20)上，角度头(16)上安装直径100mm的三面刃铣刀(19)，采用三面刃铣刀(19)在内层圆弧面(2)加工测温孔(5)的位置加工成平面；
3)加工中心上采用直径30mm的板钻(8)预加工外层圆弧面(3)的一个测温孔(5)和两个工艺孔(4)；
4)加工中心上采用热胀接长杆(10)配合直径16mm的定心钻(9)穿过外层圆弧面(3)的一个测温孔(5)和两个工艺孔(4)，分别加工内层圆弧面(2)的一个测温孔(5)和M20螺纹(6)的定心孔；
5)加工中心上采用热胀接长杆(10)配合直径直接7mm和14.1mm的阶梯钻(11)穿过外层圆弧面(3)的测温孔(5)，加工内层圆弧面的测温孔(5)的深度；
6)加工中心上采用热胀接长杆(10)配合直径30.4mm的鍃钻(12)对测温孔(5)进行扩孔；
7)加工中心上用直径7mm的钻头(13)加工测温孔(5)的通孔；
8)加工中心上用直径30.6mm的倒条式铰刀(14)同时铰外层圆弧面(3)和内层圆弧面(2)的测温孔(5)；
9)加工中心上用直径17.5mm的高速钢深孔钻头(15)加工M20螺纹孔(6)的底孔；
10)手工攻丝M20螺纹孔(6)的螺纹；
11)将角度头(16)安装在加工中心(20)上，角度头(16)上安装直径20mm的高速铣刀(17)加工45mm宽的斜槽(7)；
12)将角度头(16)安装在加工中心(20)上，角度头(16)上安装直径20mm的球头刀(18)精铣斜槽(7)R10倒角位置，；
步骤8)所采用的倒条式铰刀(14)是整体的分段式，步骤8)所采用的倒条式铰刀(14)的倒条可起到导向和支撑作用，同时铰内层圆弧面孔和外层圆弧面的孔，可保证孔的同轴度。
步骤2)三面刃铣刀的转速n＝160r/min±5r/min，进给速度vf＝80mm/min±5mm/min，切削深度ap＝6mm±1mm；步骤3)板钻的转速n＝800r/min±20r/min，进给速度vf＝150mm/min±10mm/min；步骤4)定心钻的转速n＝1000r/min±20r/min，进给速度vf＝200mm/min±10mm/min；骤5)阶梯钻的转速n＝900r/min±20r/min，进给速度vf＝90mm/min±5mm/min；步骤6)鍃钻的转速n＝80r/min±5r/min，进给速度vf＝16mm/min±2mm/min；步骤7)钻头的转速n＝1550r/min±30r/min，进给速度vf＝60mm/min±5mm/min；步骤8)倒条式铰刀的转速n＝80r/min±5r/min，进给速度vf＝20mm/min±2mm/min。
本发明技术效果：
采用这种加工工艺，首先是采用加工中心配置角度头来实现加工内层圆弧平面，通过各种角度的变换，利用仿真软件进行模拟加工，防止角度头与工件加工干涉，避免了加工过程中产生的碰撞，然后在内层圆弧平面加工定心孔，避免内层内层圆弧无法定心的情况，通过各种刀具配合，选用了适合的参数，从而完成了高精度要求的多层面的阶梯深孔的加工，并且钻孔方式稳定，满足设计要求。第二是采用这种工艺方法不用在购买专业深孔加工机床，节省购买专业深孔加工机床，为企业节约成本提高了机床利用率以及生产能力，第三是成倍提高了加工效率，专用机床只能加工深孔，无法加工平面及斜槽等，而平面及斜槽都可在加工中心上一次装夹完成全部工序加工，采用这种工艺方法相对于专用机床可缩短一倍以上的加工时间，第四是步骤11)和12)通过加工中心和角度头加工斜槽替代了手工打磨的方式完成槽的倾斜角度的加工，大大提高了产品制造效率和加工精度。这种工艺方法对核主泵关键工艺国产化具有重要意义，成功应用于“华龙一号”核主泵和众多其它核主泵项目上。
权利要求2中所述的步骤8),所采用的倒条式铰刀是定制的整体的分段式，这种铰刀的优点首先是可以减小加工扭矩，避免加工时产生振动从而影响加工质量，第二是分段式便于排出铁屑，提高表面质量，第三是所采用的倒条式铰刀的倒条，可起到导向和支撑作用，同时铰内层圆弧面孔和外层圆弧面的孔，可保证孔的同轴度。
权利要求3中所述步骤2)三面刃铣刀的转速n＝160r/min±5r/min，进给速度vf＝80mm/min±5mm/min，切削深度ap＝6mm±1mm；步骤3)板钻的转速n＝800r/min±20r/min，进给速度vf＝150mm/min±10mm/min；步骤4)定心钻的转速n＝1000r/min±20r/min，进给速度vf＝200mm/min±10mm/min；骤5)阶梯钻的转速n＝900r/min±20r/min，进给速度vf＝90mm/min±5mm/min；步骤6)鍃钻的转速n＝80r/min±5r/min，进给速度vf＝16mm/min±2mm/min；步骤7)钻头的转速n＝1550r/min±30r/min，进给速度vf＝60mm/min±5mm/min；步骤8)倒条式铰刀的转速n＝80r/min±5r/min，进给速度vf＝20mm/min±2mm/min的，经过实践摸索的这些参数，可以使加工的深孔尺寸、表面粗糙度、同轴度等技术要求都符合设计要求，不会出现深孔加工容易出现的刀具断裂的情况。
附图说明：
图1核主泵密封室测温元件深孔位置图
图2核主泵密封室测温元件斜槽位置图
图3是本发明中步骤2的整体加工示意图；
图4是本发明中步骤2的加工示意图；
图5是本发明中步骤3的加工示意图；
图6是本发明中步骤4的加工示意图；
图7是本发明中步骤5的加工示意图；
图8是本发明中步骤6的加工示意图；
图9是本发明中步骤7的加工示意图；
图10是本发明中步骤8的加工示意图；
图11是本发明中步骤9的加工示意图；
图12是本发明中步骤11的加工示意图；
图13是本发明中步骤12的加工示意图；
具体实施方式：
本发明涉及一种核主泵密封室测温元件深孔及槽的加工工艺，如图1所示，包括以下步骤：
1)如图3所示，将密封室1固定在加工中心20的工作台21上；
2)将角度头16安装在加工中心20上，角度头16上安装直径100mm的三面刃铣刀19，采用三面刃铣刀19在内层圆弧面2加工测温孔5的位置加工成平面，如图3和图4所示；
3)加工中心上采用直径30mm的板钻8预加工外层圆弧面3的一个测温孔5和两个工艺孔4，如图5所示；
4)加工中心上采用热胀接长杆10配合直径16mm的定心钻9穿过外层圆弧面3的一个测温孔5和两个工艺孔4分别加工内层圆弧面2的一个测温孔5和M20螺纹6的定心孔，如图6所示；
5)加工中心上采用热胀接长杆10配合直径直接7mm和14.1mm的阶梯钻11穿过外层圆弧面3的测温孔5加工内层圆弧面的测温孔5的深度尺寸，如图7所示；
6)加工中心上采用热胀接长杆10配合直径30.4mm的鍃钻12对测温孔5进行扩孔，如图8所示；
7)加工中心上用直径7mm的钻头13加工测温孔5的通孔，如图9所示；
8)加工中心上用直径30.6mm的倒条式铰刀14同时铰外层圆弧面3和内层圆弧面2的测温孔5，如图10所示；
9)加工中心上用直径17.5mm的高速钢深孔钻头15加工M20螺纹孔6的底孔，如图11所示；
10)手工攻丝M20螺纹孔6的螺纹；
11)将角度头16安装在加工中心上，角度头16上安装直径20mm的高速铣刀17加工45mm宽的斜槽7，如图2、图12所示；
12)将角度头16安装在加工中心上，角度头16上安装直径20mm的球头刀18精铣斜槽7的R10倒角位置，如图2、图13所示。
步骤8)所采用的倒条式铰刀14是整体的分段式，步骤8)所采用的倒条式铰刀14的倒条可起到导向和支撑作用，同时铰内层圆弧面孔和外层圆弧面的孔，可保证孔的同轴度。
步骤2)三面刃铣刀的转速n＝160r/min±5r/min，进给速度vf＝80mm/min±5mm/min，切削深度ap＝6mm±1mm；步骤3)板钻的转速n＝800r/min±20r/min，进给速度vf＝150mm/min±10mm/min；步骤4)定心钻的转速n＝1000r/min±20r/min，进给速度vf＝200mm/min±10mm/min；骤5)阶梯钻的转速n＝900r/min±20r/min，进给速度vf＝90mm/min±5mm/min；步骤6)鍃钻的转速n＝80r/min±5r/min，进给速度vf＝16mm/min±2mm/min；步骤7)钻头的转速n＝1550r/min±30r/min，进给速度vf＝60mm/min±5mm/min；步骤8)倒条式铰刀的转速n＝80r/min±5r/min，进给速度vf＝20mm/min±2mm/min。

Claims (3)

1.一种核主泵密封室测温元件深孔及槽的加工工艺，其特征是：通过给加工中心配置角度头及三面刃铣刀及多种刀具配合来完成密封室多层面的深孔及槽的加工，包括以下步骤：
1)将密封室(1)固定在加工中心的工作台(21)上；
2)将角度头(16)安装在加工中心(20)上，角度头(16)上安装直径100mm的三面刃铣刀(19)，采用三面刃铣刀(19)在内层圆弧面(2)加工测温孔(5)的位置加工成平面；
3)加工中心上采用直径30mm的板钻(8)预加工外层圆弧面(3)的一个测温孔(5)和两个工艺孔(4)；
4)加工中心上采用热胀接长杆(10)配合直径16mm的定心钻(9)穿过外层圆弧面(3)的一个测温孔(5)和两个工艺孔(4)，分别加工内层圆弧面(2)的一个测温孔(5)和M20螺纹(6)的定心孔；
5)加工中心上采用热胀接长杆(10)配合直径直接7mm和14.1mm的阶梯钻(11)穿过外层圆弧面(3)的测温孔(5)，加工内层圆弧面的测温孔(5)的深度；
6)加工中心上采用热胀接长杆(10)配合直径30.4mm的鍃钻(12)对测温孔(5)进行扩孔；
7)加工中心上用直径7mm的钻头(13)加工测温孔(5)的通孔；
8)加工中心上用直径30.6mm的倒条式铰刀(14)同时铰外层圆弧面(3)和内层圆弧面(2)的测温孔(5)；
9)加工中心上用直径17.5mm的高速钢深孔钻头(15)加工M20螺纹孔(6)的底孔；
10)手工攻丝M20螺纹孔(6)的螺纹；
11)将角度头(16)安装在加工中心(20)上，角度头(16)上安装直径20mm的高速铣刀(17)加工45mm宽的斜槽(7)；
12)将角度头(16)安装在加工中心(20)上，角度头(16)上安装直径20mm的球头刀(18)精铣斜槽(7)R10倒角位置。
2.根据权利要求1的核主泵密封室测温元件深孔及槽的加工工艺，其特征是：步骤8)所采用的倒条式铰刀(14)是整体的分段式，步骤8)所采用的倒条式铰刀(14)的倒条可起到导向和支撑作用，同时铰内层圆弧面孔和外层圆弧面的孔，可保证孔的同轴度。
3.根据权利要求1的核主泵密封室测温元件深孔及槽的加工工艺，其特征是：步骤2)三面刃铣刀的转速n＝160r/min±5r/min，进给速度vf＝80mm/min±5mm/min，切削深度ap＝6mm±1mm；步骤3)板钻的转速n＝800r/min±20r/min，进给速度vf＝150mm/min±10mm/min；步骤4)定心钻的转速n＝1000r/min±20r/min，进给速度vf＝200mm/min±10mm/min；骤5)阶梯钻的转速n＝900r/min±20r/min，进给速度vf＝90mm/min±5mm/min；步骤6)鍃钻的转速n＝80r/min±5r/min，进给速度vf＝16mm/min±2mm/min；步骤7)钻头的转速n＝1550r/min±30r/min，进给速度vf＝60mm/min±5mm/min；步骤8)倒条式铰刀的转速n＝80r/min±5r/min，进给速度vf＝20mm/min±2mm/min。
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