[发明专利]制作铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体的机械加工工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及核辐射防护屏蔽体制造工艺技术，具体说涉及辐射防护屏蔽体的机械加工工艺方法。

背景技术

核反应堆的辐射防护屏蔽体，通常采用铅或水泥构件制作，主要用于中子和γ射线综合辐射场的屏蔽。对于要求体积小重量轻的核反应堆，就不能采用这种材料制作防护屏蔽体。目前，主要是采用铅硼聚乙烯作辐射防护屏蔽体的制作材料。即便是小型反应堆的辐射防护屏蔽体，通常也是外径约为5米、高4米多的圆柱形体。用铅硼聚乙烯材料加工制造这样大的圆柱形屏蔽体，必须将具有一定长度与厚度的铅硼聚乙烯平板加工成圆弧形表面段，或其它形状的曲面段，再将多段铅硼聚乙烯圆柱面或其它形状的曲面段组合成防护屏蔽体。按照传统的械加工方法，须购置价格为460-500万元、规格为6300mm的立式车床，还要有相应的生产厂房建设和吊装等配套设备的增添，这不仅给机械加工带来很大的困难，也需要支付一筆数额很大的设备投入成本。

现有传统的铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体的机械加工方法是：

第一步，对待加的铅硼聚乙烯板材按图纸放样划线，包括形状线、钻孔位置线等；

第二步，将经过放样划线的板材置放在钻床上钻出连接孔；

第三步，根据加工图纸的尺寸要求将钻孔后的板材连接组装在一起，构成用作车、铣削的工件；

第四步，在组装工件上划出车、铣加工的位置线；

第五步，在铣床上铣出满足图纸尺寸的组装工件的搭接口；

第六步，用工装将工件装夹在规格符合工件要求的立车上，分段车削组装工件的内、外径表面，使之满足设计图纸要求的圆柱形表面段；由于工件的加工余量大，内外径都须粗、精加工；况且工件质量重达160～800公斤，找正难度大；

第七步，对辐射防护屏蔽体检修用的过孔、管道过孔镗孔；

第八步，将加工成圆柱形表面段的工件，组装成辐射防护屏蔽体。

这种加工方法的缺点或存在的问题是：

(1)有手工划线，找正精度和加工精度不高；

(2)铣搭接口和车内外径均需大型设备才能满足工件图纸要求，设备投资大；

(3)机械加工时找正难度大，因工件质量重达500～800公斤；

(4)由于构件为高分子复合材料，弹性和塑性变形大，装夹困难；

(5)多次重复装夹累计误差大，精度控制难；

(6)车削加工需工装，且尺寸规格大，再加工工装找正难。

发明内容

本发明的目的是：提供一种制作铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体的机械加工工艺方法，用以克服传统机加工铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体存在的问题。

本发明的目的是通过实施下述机械加工工艺方法实现的。

制作铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体的机械加工工艺方法，有以下工序：

第一道工序，将待加工的铅硼聚乙烯板用模板对其钻削连接孔；

第二道工序，将待加工已钻孔的铅硼聚乙烯板，置于已完成工装安装的数控机床上装夹；

第三道工序，将已上工装的铅硼聚乙烯板，用数控机床按图纸要求编制的数控加工程序先粗、后精铣出工件的形状；

第四道工序，在铣床上对已铣出形状的铅硼聚乙烯工件分段铣高；

第五道工序，将完成加工的铅硼聚乙烯工件，组装成辐射防护屏蔽体；

第六道工序，对辐射防护屏蔽体镗孔，用作检修用的过孔和穿管过孔。

本发明铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体的机械加工方法的特点是：利用专用工装结合加工，利用成组加工技术的互换性和加工件相互的相似形原理，应用相应规格的数控机床，编制与执行数控加工程序完成的。具体表现在：

1)由于铅硼聚乙烯为复合材料，材料中均布有碳化硼陶瓷粉末，其机加工特性较差，可以通过合理选择特殊材质或镀层的刀具与切削量得到解决。

2)由于待加工的铅硼聚乙烯块，为质量为160～800Kg，根据成组技术将其分解成满足图纸和技术条件要的厚度为5～40mm，质量为其1/12～1/36的铅硼聚乙烯板片块。

3)根据铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体构件的实际尺寸和形状，将已加工出的铅硼聚乙烯板片块分解为两类进行粗、精加工：

一类是将已加工出的相同尺寸的铅硼聚乙烯板片块，直接组装成块后再上工装按图纸要求进行加工；

另一类是将已加工出的铅硼聚乙烯板片块，根据尺寸的不同进行分类上工装后按图纸要求进行加工，再将这些加工后的片块组装成满足图纸设计要求的铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体构件。

本发明铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体机械加工方法的优点在于：