专利名称：核电站蒸汽发生器管子支撑板加工不平面度控制的方法
技术领域：
本发明涉及一种薄板加工不平面度控制的方法，特别涉及一种核电站蒸汽发生器管子支撑板加工不平面度控制的方法，属于机械制造工艺领域。
背景技术：
压水堆核电站是我国发展核电站所确定的堆型，而蒸汽发生器是其主要设备之一。以岭澳核电站的蒸汽发生器为例，里面有4500根左右U形管子，直径19毫米，热交换用，靠1套9块的管子支撑板与流量分配板限定这些管子的相对位置，并且确保介质很好地在管子外面流动。每块支撑板直径3米左右，厚度30豪米，材料是不锈钢的。上面约有9000个4叶梅花孔，如图1、图2所示，必须使数千根管子都顺利通过所有支撑板的对应梅花孔，可见管子支撑板的制造难度非同一般。加工不平面度的控制为其难度之一，它必须控制在15mm以下，而法国克鲁索工厂所提供的支撑板毛坯钢板有大于12mm的，说明支撑板不平面度并不容易控制。压水堆核电站蒸汽发生器管子支撑板直径与板的厚度之比为100，其比值大于20，属于弹性力学中的薄板。经过加工，去掉9000个左右的4叶梅花孔后，支撑板成为大直径圆形网孔薄板，像个筛子。从弹性力学的角度考虑，加工过程可以看作弹性基础上受钻头或拉刀等集中力作用下的变形问题。从振动力学的角度考虑，是一个很大激振力作用下的弹性薄板的机械振动。而且是带有多个不连通域的变刚度板。从金属切削原理角度考虑，加工过程中薄板受切削力、切削热、残余应力、夹具压紧力、垫板弹性变形恢复力、工件与刀具等综合作用，薄板变形从三方面考虑弹性变形、屈曲变形和机械振动。综上所述，核电站蒸汽发生器管子支撑板加工不平面度较难控制。
发明内容
本发明的目的是为了控制在加工核电站蒸汽发生器管子支撑板加工中所产生不平面度，提供一种核电站蒸汽发生器管子支撑板加工不平面度控制的方法。
本发明的技术方案是一种核电站蒸汽发生器管子支撑板加工不平面度控制的方法，其特点是它采用“分区均匀对称减刚度法，它包括下列步骤1、使用平面座标系，以支撑板圆心为座标原点，沿着X、Y轴对称划分成多个方格区，每个区占支撑板面积的1/50-1/100；2、给上述的方格区编号，圆心所在的为1号区属于1环，与1环相邻的为2-9区属于2环，与2环相邻的10-25区属于3环，与3环相邻的26-49区属于4环，与4环相邻的50-69区属于5环，根据支撑园板大小继续编号，即从中心起向外顺序为1、2、3......环，每环包含的区数为1、3、5、7......的平方-1、9、25、49......，最外面的环为空区；以上两步为分区的方法；3、钻孔次序a)首先加工处于半径中间环上的各区，然后是和它相邻环上的各区，再次加工中心的1号区，最后加上最外面环上各区，这一步是均匀减刚度；4、钻孔次序b)各环内按对称位置区号加工，即上面一个区，下面一个区，左面一个区，右面一个区，这是对称减刚度；5、钻孔倒角支撑板钻孔后进行倒角，去掉孔口翻边，这一步是去除加工残余应力和塑性变形的影响；6、拉削加工，参照上述步骤，同样实现“分区均匀对称减刚度法1)分区，2)编号，3)钻孔加工从板的半径中间的环开始钻孔加工-相邻环上的各区加工-中心的一区-最外面的环上的各区加工，4)对环上各区按对称顺序加工上面一区、下面一区、左面一区、右面一区；5)钻孔后倒角、倒毛。
本发明的有益效果是，能够可靠控制核电站蒸汽发生器管子支撑板平面不平面度，能控制在6mm以下，实际做到≤4mm。
图1为核电站蒸汽发生器管子支撑板图；图2为四叶梅花孔图；
图3为核电站蒸汽发生器管子支撑板分区图。
具体实施例方式
一种核电站蒸汽发生器管子支撑板加工不平面度控制的方法，它采用“分区均匀对称减刚度法”，现以岭澳核电站的蒸汽发生器管子支撑板加工不平面度控制为实施例，方法的步骤为1、用平面座标系，以支撑板圆心为座标原点，沿着X、Y轴对称划分成多个方格区，每个区占支撑板面积的1/50-1/100，如图3所示，划分成81个方格，圆板实际为69区，要去4个角落的空方格区。
2、给上述的方格区编号，圆心所在的为1号区属于1环，与1环相邻的为2-9区属于2环，与2环相邻的10-25区属于3环，与3环相邻的26-49区属于4环，与4环相邻的50-69区属于5环。以上两步为分区的方法；3、钻孔次序a)首先加工中间3环各区，然后2、4环各区；再次加工1号区；最后5环各区，这一步是均匀减刚度。
4、钻孔次序b)各环内按对称位置区号加工，即上面一个区，下面一个区，左面一个区，右面一个区，例如3环，首先加工10区，然后18区、14区，最后22区，这是对称减刚度。
5、钻孔倒角支撑板钻孔后进行倒角，去掉孔口翻边，这一步是去除加工残余应力和塑性变形的影响；说明1)可以直接将钻孔的次序编号写在板子上，如现在的10号区为1号，18号区为2号，这样方便操作人员加工。
2)对钻孔次序b)在原始供货坯板不平面度比较好时，也可以上面一行的各区连续加工，即例中的21、22、23连续加工，然后是下面一行的各区连续加工，例中的13、14、15连续加工，再左面一列的各区连续加工，例中的24、25、10、11、12连续加工，最后为右面一列的各区连续加工，例中的16-20区加工。
6、拉削加工，参照上述步骤，同样实现“分区均匀对称减刚度法1)分区，小区的面积为板的1/50-1/100，2)编号，从中心向外缘逐环编号，3)钻孔加工从板的半径中间的环开始钻孔加工-相邻环上的各区加工-中心的一区-最外面的环上的各区加工，4)环上各区按对称顺序加工上面一区、下面一区、左面一区、右面一区；5)钻孔后倒角、拉削后倒毛。
本发明的主要理论根据是弹性力学、机械振动理论和金属切削原理。“分区均匀对称减刚度法”可灵活运用于许多场合，即“结构对称的薄板，加工后仍然是结构对称的薄板。切削加工掉的是大量相同的小单元”。在这样的前题下应用本发明，这里提供的仅是大直径薄圆板的特殊情况，其最后加工结果属于刚度明显减弱并且是结构对称的网板。方板、矩形板等等都可以。
权利要求
1.一种核电站蒸汽发生器管子支撑板加工不平面度控制的方法，其特点是它采用“分区均匀对称减刚度法，它包括下列步骤1)用平面座标系，以支撑板圆心为座标原点，沿着X、Y轴对称划分成多个方格区，每个区占支撑板面积的1/50-1/100；2)给上述的方格区编号，圆心所在的为1号区属于1环，与1环相邻的为2-9区属于2环，与2环相邻的10-25区属于3环，与3环相邻的26-49区属于4环，与4环相邻的50-69区属于5环，根据支撑园板大小继续编号，即从中心起向外顺序为1、2、3……环，每环包含的区数为1、3、5、7……的平方-1、9、25、49……，最外面的环为空区；以上两步为分区的方法；3)钻孔次序a)首先加工处于半径中间环上的各区，然后是和它相邻环上的各区，再次加工中心的1号区，最后加上最外面环上各区，这一步是均匀减刚度；4)钻孔次序b)各环内按对称位置区号加工，即上面一个区，下面一个区，左面一个区，右面一个区，这是对称减刚度；5)钻孔倒角支撑板钻孔后进行倒角，去掉孔口翻边，这一步是去除加工残余应力和塑性变形的影响；6)拉削加工，参照上述步骤，同样实现“分区均匀对称减刚度法1)分区，2)编号，3)钻孔加工从板的半径中间的环开始钻孔加工—相邻环上的各区加工—中心的一区—最外面的环上的各区加工，4)对环上各区按对称顺序加工上面一区、下面一区、左面一区、右面一区；5)钻孔后倒角、倒毛。
全文摘要
本发明公开了一种核电站蒸汽发生器管子支撑板加工不平面度控制的方法，特点是，采用“分区均匀对称减刚度法”，步骤为把支撑板分成多个方格区；给方格区编号；按均匀减刚度钻孔，其次序加工处于半径中间环上的各区一和它相邻环上的各区一加工中心的1号区一加工最外面环上各区；按对称减刚度钻孔，其次序各环内按对称位置区号加工，即上面一个区，下面一个区，左面一个区，右面一个区；钻孔倒角支撑板钻孔后进行倒角，去掉孔口翻边；拉削加工，参照上述步骤，同样实现“分区均匀对称减刚度法。本发明的效果是，能够控制核电站蒸汽发生器管子支撑板平面不平面度在6mm以下，实际做到≤4mm。
文档编号B23P25/00GK1647888SQ200410067490
公开日2005年8月3日 申请日期2004年10月26日 优先权日2004年10月26日
发明者徐鸿祥, 张培山, 沈祖兴, 朱月星, 殷文华, 甘历泉, 林云升 申请人:上海理工大学附属工厂