[发明专利]核级不锈钢锻件的局部曲面圆弧取样方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械加工方法，具体涉及一种核级不锈钢锻件的局部曲面圆弧取样方法。

背景技术

堆内构件是核电站反应堆的核心设备，主要零件有上支承法兰、上支承板、堆芯支承板、压紧弹簧、吊蓝法兰、出口管嘴、压紧弹簧等，这些零件全部使用核级不锈钢锻件或镍基合金。对于核级不锈钢零件，其所用的锻材质量的好坏直接关系到核电厂的安全运行和使用寿命。而锻材质量的验证是根据零件的工作状态和使用情况，在本体上不同部位截取具有代表性的试料样坯，按检验要求加工成各种试样，通过做各种理化检测和物件的无损探伤完成。因此，核锻件不同部位严格按制造技术规范并符合采购技术要求进行取试样是核级不锈钢锻件生产的技术关键。

锻压件常用的取样方法有以下几种：

1、将锻件上试环尺寸放长放大，热处理后车割试环做试验，试验不合格重新热处理再车割试环做试验，往复多次，直至材料性能符合采购技术规范；

2、在镗床上用套料刀具套取试料；

3、与锻材同炉备试棒(试棒不与本体一体)。

如采用上述第二种取样方法，堆内构件的生产过程中需要在各核级不锈钢零件上取下多个试样，进行诸如纵向、横向、周向高低温冲击、拉伸、落锤、金相、化学试验等种类繁多的理化检测，由于受套料刀具的制约，只能套取φ25规格试棒，取样材料少，且取样部位受限制，因此套料的方法难以满足取样要求。

而核电相关的采购技术规范和制造技术大纲规定，试样必须在本体上按ASME、RCC-M标准、采购技术规范、制造技术大纲规定部位进行取样，即对取样部位有严格要求，而上述第三种取样方法与锻材同炉备试棒，试棒不与本体一体，因此不符合核电的取样要求。

因此，目前堆内构件的生产过程中一般采用上述第一种车割试环的取样方法，而堆内构件的核级不锈钢零件都是直径4000mm以上，厚度300～400mm的圆盘状结构，这类回转类零件一般采用立车加工。由于核电行业规定需对各零件进行大量的各种各样的取样试验，而立车上取试环只能整环车掉，即每次试验都要割取整圈试样环，不仅费时费料，而且大大增加了锻件尺寸。此外考虑到重新热处理时需要复试试料，以及为用户提供的存档材料、母材见证件等也需要大量的试验材料，还需要进一步加大锻件的尺寸和重量。而且复试试环与前次取样试环不是同一试环，两次取样的材料性能不能保证相近。

另外，这种取样方法需使锻件尺寸放长放大，试料放长放大也会影响本体性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种核级不锈钢锻件的局部曲面圆弧取样方法，它可以节省取样试环数量，降低制造成本。

为解决上述技术问题，本发明核级不锈钢锻件的局部曲面圆弧取样方法的技术解决方案为：

采用数控龙铣，通过数控编程的方法，在核级不锈钢锻件上进行曲面圆弧取样：

第一步，划线；

在经过热处理的工件的两个端面分别划出试样区域线；

第二步，工件上数控龙铣，使工件底部端面朝上，采用数控编程方法，先铣去第三试环上的多个试样顶部的余量；

再用玉米铣刀分别铣去该试环上的多个试样内侧的余量；

然后用三面刃铣刀分别铣去该试环上的多个试样底部的余量；所铣去的试样底部的余量取样圆弧槽的直径不大于φ3300，所用切割刀具的刀口＜30mm。

第三步，工件翻身，按上述方法同理铣取第一试环上的多个试样的取样圆弧；

第四步，工件上钻床，用钻打密排孔的方法钻取第一试环上的多个试料；工件翻身，钻排孔取下第三试环上的多个试料。

对所取下第三试环和第一试环上的多个试料进行各项检验，如检验结果不合格，将本体重新热处理后，在第三试环及第一试环的剩余部分继续取样。

所述第三试环及第一试环的剩余部分取样仍不合格，再截取第一试环与第三试环中间的第二试环上的局部圆弧作为试料。

第五步，按要求各项检查合格后，在立车上加工取下剩余各试环。

所述的数控编程方法，采用一个通用圆弧割槽程序实现曲面任意位置圆弧取样割槽，该程序采用以下方法操作数控龙铣：

第一步，输入曲面圆弧试样的各数据；

第二步，计算曲面圆弧的起点值及终点值；

第三步，建立工件坐标系；在绝对值的方式下，设立工件原点，启动主轴旋转；

第四步，使刀具从起始点开始直线走刀；

第五步，使刀具在圆弧走刀命令下沿着圆弧加工；

第六步，走刀结束后，刀具抬高至安全点。

本发明可以达到的技术效果是：