管板深孔加工用间距块的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种管板深孔加工用间距块，该间距块设置于三轴数控深孔钻床上相邻的主轴之间，三轴数控深孔钻床用于加工核电工业中蒸汽发生器的管板上的深孔；其中，所述三轴数控深孔钻床包括由上至下依次设置的三个主轴，所述三个主轴均水平设置；该间距块包括间距块主体，间距块主体的顶部为上工作面，间距块主体的底部为下工作面，其中上工作面和下工作面平行；在相邻的主轴之间，位于上面的第一定位面与间距块的上工作面相贴，位于下面的第二定位面与间距块的下工作面相贴，定位面与间距块都有很高的精度要求，保证了管板加工过程中的轴间距，为管板加工提供保障。
【专利说明】管板深孔加工用间距块【技术领域】
[0001]本发明涉及一种深孔钻轴间定距的装置，特别涉及用于加工管板深孔的三轴数控深孔钻床上应用的间距块。
【背景技术】
[0002]蒸汽发生器是核电厂核岛主设备之一，蒸汽发生器管板是核电主设备中技术要求最高、制造加工难度最大的大型零部件，其加工质量的好坏决定着蒸汽发生器乃至整个核电厂的运行情況。随着技术的进步，核电蒸汽发生器管板的尺寸和重量也朝着大型化的方向发展。以第三代核电技术AP1000系列管板为例，一次侧表面直径近4m，管孔数为20050个，管板重量达到了上百吨；同时，管孔的尺寸也极为严格，孔的列间距为21.557mm，各孔对管板轴心的位置度为の0.25mm，要在如此大面积的范围内要求如此多的孔保证如此高的精度，显然是一件十分困难的事。
[0003]传统的单轴深孔加工设备能保证管孔直径尺寸，但仍然无法稳定、有效的保证管孔中心距；同时，面对以AP1000系列为代表的第三代核电技术蒸发器管板，其加工效率低下的特点又注定了此类加工设备无法满足现实的需要。在这种背景下，三轴数控深孔钻床的出现为解决这些难题提供了ー个可能。利用三轴联动的特点，以机床自身的精度为基础，依靠加工程序保证孔的行(列)间距，而孔的列(行)间距尺寸则取决于三轴间的轴间距。三轴数控深孔钻床的轴间距是可调的，以适应不同规格的孔间距。但管孔间距理论尺寸精度达到了微米级，仅依靠人工调整，即使借助于精密的测量仪器也难以保证相邻两轴之间的轴心距达到目标尺寸且能保持一致。
[0004]同时，现有的间距块领域也存在如下问题:
[0005]第一、现有的一些三轴钻床中很少应用到间距块；
[0006]第二、存在一些三轴钻床其三个轴之间间距可调，然而这类钻床也并未应用到间距块。
[0007]第三、现存的一些的对核エ业管板深孔加工的三轴钻床，如本发明人申请的专利，申请号为CN201310241547.6，名称为AP1000蒸汽发生器管板群孔高效加工技术方法，该专利中所述三轴数控深孔钻床可以完成对核エ业蒸汽发生器管板深孔的加工，然而这类三轴数控深孔钻床中所用间距块只是简单的应用，该专利中也并未对间距块进行深化的研究。
[0008]由于上述问题的存在，本发明对现有的三轴数控深孔钻床和间距块进行研究和分析，以便能制作出具有強度高、准确度高、使用方便并且可以大規模应用到核エ业蒸汽发生器管板深孔加工用的三轴数控深孔钻床上。
【发明内容】
[0009]为了解决上述问题，本发明人进行锐意研究，结果发现:通过设置包括间距块主体的间距块，所述间距块主体的顶部为上工作面，间距块主体的底部为下工作面，在相邻的主轴中，上工作面与位于上部的第一矩形块3的第一定位面相贴，下工作面与位于下部的第ニ矩形块4的第二定位面相贴，从而完成本发明。
[0010]本发明的目的在于提供以下方面:
[0011](I) ー种管板深孔加工用间距块，其特征在于:该间距块设置于三轴数控深孔钻床上相邻的主轴6之间，三轴数控深孔钻床用于加工核电エ业中蒸汽发生器的管板上的深孔；
[0012]其中，所述三轴数控深孔钻床包括在立柱上由上至下依次设置的三个互相平行的主轴6，所述三个主轴6均水平设置；
[0013]该间距块包括间距块主体5，间距块主体5的顶部为上工作面1，间距块主体5的底部为下工作面2，其中上工作面和下工作面平行，且上工作面和下工作面的平行度为
0.004，上工作面和下工作面的表面粗糙度均为0.4 ；
[0014]在相邻的主轴6之间，位于上方主轴的底部通过螺栓与第一矩形块3相连，第一矩形块3的下表面与间距块的上工作面I相贴；位于下方的主轴的顶部通过螺栓与第二矩形块4相连第二矩形块4的上表面与间距块的下工作面2相贴；其中，第一矩形块的中心、间距块的中心和第二矩形块的中心三点在一条竖直的直线上；第一矩形块的下表面和第二矩形块的上表面两个平面互相平行且平行度为0.004，表面粗糙度均为0.4。
[0015](2)根据上述(I)所述的管板深孔加工用间距块，其特征在于:所述间距块的材质为冷作模具钢Cr 12。
[0016](3)根据上述(I)所述的管板深孔加工用间距块，其特征在于:所述间距块表面硬度为HRC60?65。
[0017](4)根据上述(I)所述的管板深孔加工用间距块，其特征在于:该间距块的工作尺寸的公差为0.01mm。
[0018](5)根据上述(I)所述的管板深孔加工用间距块，其特征在于:上主轴定位面3和下主轴定位面4之间的间距等于定位块的工作尺寸，即定位块厚度，且间距尺寸公差为
0.0lmm0
[0019](6)根据上述(I)所述的管板深孔加工用间距块，其特征在于:相邻两主轴6之间安置2个或2个以上间距块，且两主轴6之间的所有间距块工作尺寸相同。
[0020](7)根据上述(I)所述的管板深孔加工用间距块，其特征在于:在间距块加工エ序中，最后一歩エ序为精磨削，两个主轴之间所有间距块的上工作面和下工作面的精磨削エ序同时进行，即所有间距块并排放置于磨削机床上进行精磨削加工。
[0021]根据本发明提供的管板深孔加工用间距块，不仅具有良好的強度、硬度和耐磨性，而且尺寸稳定，能够为长时间的深孔加工提供可靠的定位保障，有效解决了深孔钻主轴的定位问题，其同时还具有如下有益效果:在核电エ业的蒸汽发生器的管板深孔加工过程中，在相邻两主轴之间布置成组的若干间距块，依靠间距块自身的高精度，不仅能保证轴心距达到预定要求，而且能最大限度减小由于人工操作所帯来的误差，满足了管板对管孔孔间距的高要求，为管板的深孔加工提供了坚实的保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1示出根据本发明ー种优选实施方式的管板深孔加工用间距块的工作状态结构示意图。[0023]图2示出根据本发明ー种优选实施方式的管板深孔加工用间距块的结构示意图；
[0024]附图标号说明:
[0025]1-上工作面
[0026]2-下工作面
[0027]3-第一矩形块
[0028]4-第二矩形块
[0029]5-间距块主体
[0030]6-主轴
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
[0032]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0033]在根据本发明一个优选的实施方式中，如图1-2中所示，提供ー种管板深孔加工用间距块，该间距块设置于三轴数控深孔钻床上相邻的主轴6之间，三轴数控深孔钻床用于加工核电エ业中蒸汽发生器的管板上的深孔；
[0034]其中，所述三轴数控深孔钻床包括由上至下依次设置的三个互相平行的主轴6，所述三个主轴6均水平设置；
[0035]该间距块包括间距块主体5，间距块主体5的顶部为上工作面1，间距块主体4的底部为下工作面2，其中上工作面和下工作面平行；且平行度为0.004，上工作面和下工作面的表面粗糙度均为0.4。
[0036]在相邻的主轴6之间有用干与间距块相接触的第一矩形块3和第二矩形块4，位于上方的第一矩形块3的下表面是第一定位面，位于下方的第二矩形块4的上表面是第二定位面，其中位于上面的第一定位面与间距块的上工作面I相贴，位于下面的第二定位面与间距块的下工作面2相贴。
[0037]第一矩形块3和第二矩形块4用螺栓固定在主轴上，且第一定位面和第二定位面互相平行，平行度为0.004，表面粗糙度均为0.4。
[0038]在一个优选的实施方式中，如图1中所示，所述间距块包括间距块主体5，间距块主体5为实心柱体，间距主体5顶部为上工作面1，间距块主体5底部为下工作面2，所述间距主体5的侧壁并无特殊要求。并且间距主体也并无特殊要求，可以为任何柱体，本发明中间距块主体5优选为长方体。
[0039]其中，上工作面I和下工作面2 二者平行，这样可以使得该间距块可以稳定的安置在相邻主轴6之间。
[0040]具体而言，所述间距块的材质为冷作模具钢Crl2，间距块的表面硬度为HRC60?65，通过此种设置，可以增加该间距块的强度、硬度和耐磨度，同时也可以避免该间距块因为变形而产生误差。
[0041]在一个优选的实施方式中，如图1中所示，在相邻的主轴间，位于上面的第一矩形块的第一定位面与间距块的上工作面I相贴，位于下面的第二矩形块的第二定位面与间距块的下工作面2相贴；间距块设置于两个相邻的主轴之间即第一矩形块和第二矩形块之间，可以使得主轴在钻孔过程中一直保持固定的轴心距，进而最大限度减小由于人工操作所帯来的误差，满足了管板对管孔孔间距的高要求，为管板的深孔加工提供了坚实的保障。
[0042]其中，间距块夹在相邻两个主轴的第一矩形块和第二矩形块之间即可，无需其他辅助机构，仅通过相邻的两个主轴的第一矩形块和第二矩形块间的压カ即可固定间距块；对于相邻主轴的第一矩形块和第二矩形块之间成组设置的间距块也无需其他辅助机构，仅通过相邻的两个主轴的第一矩形块和第二矩形块间的压カ即可固定成组的间距块。
[0043]其中，间距块的上工作面和下工作面的平行度为0.004 ;上工作面和下工作面的表面粗糙度均为0.4，这样设置使得间距块在工作时主轴上矩形块的定位面与间距块的エ作面接触更为充分，防止接触面出现凸点，以保证定位精度，同时对主轴定位面也是ー种保护；而粗糙度则是由加工手段決定的，精磨后的加工面均能达到此要求，而且间距块0.4的粗糙度对主轴的定位面也是种保护，防止对定位面造成磨损。
[0044]在ー个优选实施方式中，矩形块与主轴并非一体结构，可以通过多种方式固定连接在一起，优选的选择螺栓连接，并且可以选用多个螺栓，以达到充分固定的目的；为了使矩形块固定于主轴机构上，在矩形块的中部设有凹陷的螺纹孔，螺栓完全旋进凹陷的螺纹孔内，以保证定位面平整，无突出的部分，使得矩形块的定位面与间距块的工作面充分接触；如图1所示，上第一矩形块3的第一定位面与第二矩形块4的第一定位面之间放置间距块，第一定位面与第二定位面互相平行，且平行度为0.004，两定位面的表面粗糙度为0.4，使得间距块在工作时主轴上矩形块的定位面与间距块接触更为充分，防止接触面出现凸点，保证了主轴间的平行度和轴间距的精度，为管板的深孔加工提供了坚实的保障。
[0045]本发明中所述矩形块为位于上面主轴上的第一矩形块或位于下面主轴上的第二矩形块，所述定位面为第一矩形块的第一定位面或第二矩形块的第二定位面。
[0046]在一个优选的实施方式中，如图2中所示，在本发明中所述工作尺寸为如图2中所示的H的大小，工作尺寸由三轴数控深孔钻床特点及被加工管板的孔的行(列)间距共同决定，所述工作尺寸的大小并无特殊要求，但工作尺寸的公差为0.01_，通过这样设置使得间距块在定位过程中，更加的准确、精度高，将误差降到最低。
[0047]相邻的第一矩形块的第一定位面与第二矩形块的第二定位面之间的距离与放置他们之间的间距块工作尺寸即厚度相等，且间距尺寸公差为0.01mm，通过这样设置使得间距块在定位过程中，更加的准确、精确，将误差降到最低。
[0048]在一个优选的实施方式中，本发明所述三轴数控深孔钻床应用在核エ业蒸汽发生器管板深孔钻孔工作中，所述三轴数控钻床包括三个主轴，其中，每个主轴的尾部均设置在立柱上的滑板上，三个主轴均水平设置，并且三个主轴互相平行，所述间距块设置在相邻的主轴之间；此种设置能保证相邻主轴之间轴心距达到预定要求，而且能最大限度减小由于人工操作所帯来的误差，满足了管板对管孔孔间距的高要求，为管板的深孔加工提供了坚实的保障。
[0049]根据本发明提供的管板深孔加工用间距块，不仅具有良好的強度、硬度和耐磨性，而且尺寸稳定，能够为长时间的深孔加工提供可靠的定位保障，有效解决了深孔钻主轴的定位问题，其同时还具有如下有益效果:在核电エ业的蒸汽发生器的管板深孔加工过程中，在相邻两主轴之间布置成组的若干间距块，依靠间距块自身的高精度，不仅能保证轴心距达到预定要求，而且能最大限度减小由于人工操作所帯来的误差，满足了管板对管孔孔间距的高要求，为管板的深孔加工提供了坚实的保障。
[0050]以上接合【具体实施方式】和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.ー种管板深孔加工用间距块，其特征在于:该间距块设置于三轴数控深孔钻床上相邻的主轴(6)之间，三轴数控深孔钻床用于加工核电エ业中蒸汽发生器的管板上的深孔； 其中，所述三轴数控深孔钻床包括在立柱上由上至下依次设置的三个互相平行的主轴(6)，所述三个主轴(6)均水平设置； 该间距块包括间距块主体(5)，间距块主体(5)的顶部为上工作面(1)，间距块主体(5)的底部为下工作面(2)，其中上工作面和下工作面平行，且上工作面和下工作面的平行度为0.004，上工作面和下工作面的表面粗糙度均为0.4 ； 在相邻的主轴(6)之间，位于上方主轴的底部通过螺栓与第一矩形块(3)相连，第一矩形块(3)的下表面与间距块的上工作面(I)相贴；位于下方的主轴的顶部通过螺栓与第二矩形块(4)相连，第二矩形块(4)的上表面与间距块的下工作面(2)相贴；其中，第一矩形块的中心、间距块的中心和第二矩形块的中心三点在一条竖直的直线上；第一矩形块的下表面和第二矩形块的上表面两个平面互相平行且平行度为0.004，表面粗糙度均为0.4。
2.根据权利要求1所述的管板深孔加工用间距块，其特征在于:所述间距块的材质为冷作模具钢Cr 12。
3.根据权利要求1所述的管板深孔加工用间距块，其特征在于:所述间距块表面硬度为 HRC60 ?65。
4.根据权利要求1所述的管板深孔加工用间距块，其特征在于:该间距块的工作尺寸的公差为0.01mm。
5.根据权利要求1所述的管板深孔加工用间距块，其特征在于:相邻主轴之间，位于上方主轴的第一矩形块(3)的下表面为第一定位面；位于下方主轴的第二矩形块的上表面为第二定位面； 第一定位面和第二定位面之间间距等于间距块的工作尺寸，即间距块厚度，且间距尺寸公差为0.01mm。
6.根据权利要求1所述的管板深孔加工用间距块，其特征在于:相邻两主轴(6)之间安置2个或2个以上间距块，且两主轴(6)之间的所有间距块工作尺寸相同。
7.根据权利要求6所述的管板深孔加工用间距块，其特征在于:在间距块加工エ序中，最后一歩エ序为精磨削，两个主轴之间所有间距块的上工作面和下工作面的精磨削エ序同时进行，即所有间距块并排放置于磨削机床上进行精磨削加工。
【文档编号】B23B41/02GK103551626SQ201310528480
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】韩君, 于均刚, 杨圆明, 徐建梅, 冯强, 黄沙, 王永明 申请人:哈电集团（秦皇岛）重型装备有限公司