[发明专利]连接柄基体加工工艺

说明书

技术领域

本发明属于一种加工工艺，具体涉及一种连接柄基体加工工艺。 

背景技术

AP1000组件是美国西屋公司新型第三代核燃料组件，其中连接柄基体是控制组件的重要零件之一，由16根径向翼和中心筒组成，且16根径向翼分为了3种不同的结构，形状极为复杂，加工难度很大。 

1、AP1000连接柄基体结构特点及加工工艺简介 

AP1000连接柄基体从结构上来讲，与AFA3G连接柄结构较为类似，均由16根径向翼、24个指杆孔、1个中心筒构成，16根径向翼的角度和24个指杆孔的位置分布也基本相同。但是，这两种连接柄加工工艺迥异，AFA3G连接采用钎焊工艺，将中心筒、翼板、指杆等零件通过钎焊方式连接起来，而AP1000连接采用整体成形工艺，其径向翼、指杆孔包括外形结构均采用机械加工方式完成，这就使得借鉴AFA3G连接柄加工工艺几乎行不通，整套加工工艺必须重新制定。 

发明内容

本发明的目的是提供一种连接柄基体加工工艺，它能够满足AP1000连接柄的整体加工，保证了最终产品满足图纸设计要求。 

本发明是这样实现的，连接柄基体加工工艺，它包括如下步骤， 

（1）铣径向翼斜面、钻工艺基准孔； 

（2）柄体及中心筒的焊接； 

（3）去应力热处理； 

（4）孔系加工； 

（5）线切割成形。 

所述的步骤（1）包括如下步骤， 

1）径向翼斜面铣削工艺； 

2）设置工艺基准孔。 

所述的步骤（2）包括如下步骤， 

1）设置焊接坡口； 

2）设置焊接装配夹具。 

所述的步骤（3）包括热处理的目的主要是消除机械加工以及焊接后的残余应力，AP1000连接柄焊接后去应力热处理工艺如下： 

热处理设备：高真空热处理炉 

热处理温度：400～430℃ 

保温时间：8～9小时 

工作压力：优于1×10^-2Pa 

冷却方式：冲氩快冷 

出炉温度：120℃以下出炉。 

本发明的优点是，1）通过设置四处工艺基准孔，实现了加工过程中定位基准的一致性；2）通过自定心焊接坡口和焊接工装的设计和应用，实现了柄体与中心筒方便、准确的装配，减少了焊接变形；3）通过专用镗孔工装的应用，实现了利用工艺基准孔准确可靠的定位，实现了不同工步定位基准的统一；4）线切割成形过程中，充分利用工艺基准孔装夹、找正，保证最终产品满足图纸设计要求。 

附图说明

图1为径向翼（俯视）铣削及定位基准孔设置示意图； 

图2为自定心焊接坡口装配示意图； 

图中，1柄体，2装配及焊接区域，3中心筒，4工艺孔。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细介绍： 

连接柄基体加工工艺，它包括如下步骤： 

（1）铣径向翼斜面、钻工艺基准孔 

AP1000连接柄16根径向翼采用了3种不同的结构设计，不同的径向翼斜边形状和尺寸各不相同，采用车工无法完成径向翼的加工，因此，采用加工中心将不同形状的径向翼斜面轮廓一一铣出。 

1）径向翼斜面铣削工艺 

径向翼厚度最大80mm，最小厚度40mm，柄体成形前柄体厚度至少保证80mm以上，铣削深度要达到40mm，实际上，径向翼宽端仅为3.5mm，如果采用Φ3.5的铣刀，是不可能加工40mm深。在保证两个相邻的径向翼不干涉的情况下，在径向翼斜边铣削深度大的地方，将铣削宽度放大到极限尺寸14mm，采用直径Φ14、刃长45mm的铣刀分布将斜面铣削成形。 

2）设定工艺基准孔 

由于部分孔系必须要在焊接前加工到最终尺寸，且孔系位置相对于工件基准需达到Φ0.127（图1所示），要求较高。因此，为保证这些孔系在工件最终成形后仍然能够满足图纸设计要求，必须设定统一的装夹基准，保证后续加工时装夹的一致性。 

由于此工步零件加工仍然属于粗加工阶段，已经加工完成的尺寸在后续工序仍然需要进行精加工，无法做为贯穿整个工艺路线的精基准，因此，在适当的位置处加工四个工艺孔，工艺孔的设置与加工必须满足以下3点要求： 

1）工艺孔必须能够贯穿整个工艺路线，做为后续所有加工工序的装夹定位基准，且不会对各工序的加工及最终产品造成影响。