[发明专利]加工具有多个孔的板件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工具有多个孔的板件的方法。具体而言，本发明涉及用多轴数控钻加工具有多个孔的核电站蒸汽发生器管子支撑板的方法。

背景技术

压水堆核电站蒸汽发生器管子支撑板(以下简称支撑板)是核反应堆内蒸汽发生器中支撑U型传热管的关键零件，是核质保1级产品。这种支撑板具有直径大，厚度薄，原始表面不允许进行机械加工，其不平度允许在15mm内，钻孔数量多等特点。例如第二代CPR1000支撑板直径约为3086mm，厚约28mm，重约2000多千克，钻孔后大约切除了支撑板40％的重量，使得加工过程中支撑板的刚度在不断削减，容易发生凹凸变形。支撑板的这些特点使得对其进行钻孔的工艺有着特殊要求，除需保证支撑板钻孔后全部孔径、孔距的精度要求外，必须保证支撑板加工后表面的不平度变化≤5～6mm的要求。

现有技术是采用普通摇臂钻床，单轴低速钻孔。支撑板安放在可旋转的专用平台上，没有约束整块板的X/Y方向的位移，孔位与孔间距由钻模保证，支撑板不压紧，以保证钻孔过程中工件可以自由伸展变形。钻孔顺序的排列采用“区域均匀对称减刚度法” 把支撑板分成多个方格区；并按分布的半径划分成多个不同半径的环状区。先钻中心区，再沿半径逐步扩大到远离中心的环状区，向外延伸，直到加工最外面环上各区。

随着技术的发展，采用大型多轴数控设备，用内冷涂层合金钻头高速钻孔技术的成熟，现有技术已不能适应当今支撑板的钻孔加工。

发明内容

    本发明的目的是提供一种在保证刚度要求以及加工后表面不平度要求的情况下，加工具有定位孔以及多个通孔的板件的方法。尤其涉及加工采用四轴数控钻加工具有多个孔的核电站蒸汽发生器管子支撑板的方法。本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

本发明的一个实施例提供了一种加工具有多个孔的板件的方法，板件具有位于其中心处的基准孔，板件上的多个孔包括多个定位孔以及多个通孔，多个定位孔处于不同半径处，多个通孔之间包括纵向孔距和横向孔距，板件上的多个通孔采用多轴数控加工机来加工，所述方法包括以下步骤：

步骤1：根据四轴数控加工机的相邻第一和第二钻轴以及第三和第四钻轴之间的最小距离和多个通孔之间的孔距确定第一基本矩阵和第二基本矩阵，由第一基本矩阵和第二基本矩阵组成基本矩阵组合，其中第一基本矩阵和第二基本矩阵的横向长度应当为横向孔距的整数倍并且应当大于相邻第一和第二钻轴以及第三和第四钻轴之间的最小距离，第一基本矩阵和第二基本矩阵的纵向长度应当为纵向孔距的整数倍；

步骤2：根据基本矩阵和基本矩阵组合将板件分成多个区域；

步骤3：对上述各个区域按上下、左右交错的原则，从中心向外缘对称地进行编号；以及

步骤4：根据编号顺序进行加工。

根据本发明的上述实施例提供的加工具有多个孔的板件的方法，其中所述步骤2还包括以下步骤： 

步骤a：依据基本矩阵组合在板件中心部位划分出适合采用四个钻轴同时钻孔的第一区域；

步骤b：依据基本矩阵将上下边缘区域划分成适合采用同一主轴箱上的两个钻轴同时进行钻孔的第二区域；

步骤c：依据基本矩阵和基本矩阵组合将左右边缘区域划分成适合采用两个主轴箱上的各一个钻轴同时进行钻孔的第三区域；

步骤d：依据基本矩阵和基本矩阵组合将定位孔附近的未钻孔区域划分为用两个主轴箱上的各一个钻轴同时进行钻孔的第四区域；以及

步骤e：将板件横向近中心区域最顶部和最底部区域以及剩余的不能排列出四轴或者两轴钻孔区域划分成适合采用单个钻轴进行钻孔的第五区域。

根据本发明的上述实施例提供的加工具有多个孔的板件的方法，其中在步骤a中，第一基本矩阵和第二基本矩阵之间的距离为横向孔距的整数倍并且大于第二钻轴和第三钻轴之间的最小距离。

根据本发明的上述实施例提供的加工具有多个孔的板件的方法，其中在步骤c-d中, 第三区域和第四区域采用两个主轴箱上的第二钻轴和第三钻轴同时进行钻孔，其中第二钻轴和第三钻轴之间的距离横向孔距的整数倍并且大于第二钻轴和第三钻轴之间的最小距离。

根据本发明的上述实施例提供的加工具有多个孔的板件的方法，其中四轴数控加工机包括设置到第一主轴箱上的第一钻轴和第二钻轴以及设置到第二主轴箱上的第三和第四钻轴，第二区域位于板件的上边缘区域和下边缘区域，适合采用第一钻轴和第二钻轴或者第三钻轴和第四钻轴同时进行钻孔。

根据本发明的上述实施例提供的加工具有多个孔的板件的方法，其中第三区域位于板件的左边缘区域和右边缘区域。