一种源开关贫铀屏蔽体组件加工方法与流程

本发明属于金属铀材料特殊结构产品及其制造技术与制造工艺领域，具体涉及一种源开关贫铀屏蔽体组件加工方法。

背景技术：

伽玛刀是以钴60为源用于肿瘤的治疗设备，伽玛星b5产品是伽玛刀设备的核心部件，该产品为国内首次设计制造，又属金属铀材料特殊结构，在相关领域均未见说明报道。

伽玛星产品的加工精度影响着在肿瘤治疗过程中伽玛射线的对焦精度，贫铀屏蔽体源开关组件是上海伽玛星产品的主要部件，也是伽玛星产品中加工精度最高的部件，源开关组件在机械加工工序的加工精度又起到至关重要的作用，根据贫铀材料特性及源开关组件的结构特性，亟需建立一种源开关组件的制造方法，制造出符合使用要求的源开关组件。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种源开关贫铀屏蔽体组件加工方法，从而制造出符合使用要求的源开关组件。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种源开关贫铀屏蔽体组件加工方法，包括以下步骤：

一、确定结构

(1)上部的贫铀部件是贫铀制成的含有两个台阶的柱状结构，通过两个台阶分为同轴的三层圆柱，从上到下依次定义为第一层圆柱、第二层圆柱和第三层圆柱；

第一层圆柱的直径为223.5mm，高度为46.5mm；

第二层圆柱的直径为243.5mm，高度为73mm；

在第二层圆柱下端面上均匀设置12个螺栓孔，位置与托板中设置的螺栓孔相互配合；

第三层圆柱的直径为194mm，高度为10mm；

在贫铀部件上设置四个贫铀偏心孔，四个贫铀偏心孔的轴线均与贫铀部件三层圆柱的轴线相互平行，四个贫铀偏心孔的横截面分布在直径为126mm的圆、与贫铀部件三层圆柱的轴线同轴的圆内；

每个贫铀偏心孔分为上下两部分，上部分直径为60mm，高度为30～40mm；下部分直径为55mm，贯通整个贫铀部件；

(2)下部的托板是钨金属制成的含有两个台阶的圆盘状结构，通过两个台阶分为同轴的三层，从上到下依次为第一层圆筒，第二层圆盘和第三层圆盘；

第一层圆筒的内径为194mm，外径为244.5mm，高度为9.8mm；

第二层圆盘的直径为226.8mm，高度为22.2mm；

第三层圆盘的直径为180mm，高度为18mm；

在托板上设置贯通的四个直径为55mm的托板偏心孔，四个托板偏心孔的位置与贫铀偏心孔的位置相对应，在托板和贫铀部件组装后形成四个贯通的通孔；

第一层圆筒与第二层圆盘的搭接处为环形区域，在环形区域上均布12个螺栓孔；

设定第三层圆盘的侧表面为基准a，第二层圆盘的下端面所在平面为基准b；

二、加工部件

(1)对贫铀部件的加工

待加工的贫铀部件是铸造成型的柱状毛坯件，在其开设偏心孔的位置是铸造过程留存的石墨；

(1.1)对贫铀部件外形进行粗车加工，直至各外径尺寸和总高度各留有1mm的余量；

(1.2)去除贫铀偏心孔位置处留存的石墨，粗镗贫铀偏心孔的下部分至直径为54mm；

(1.3)释放贫铀部件内部残余应力；

(1.4)对贫铀部件外形进行精车加工，直至各外径尺寸和总高度达到设定尺寸；

(1.5)对贫铀偏心孔的下部分进行精镗加工至直径为55mm；

(2)对托板的加工

(2.1)用螺钉穿过设在贫铀部件和托板上的螺栓孔将托板安装到贫铀部件；

(2.2)通过三爪卡盘装夹贫铀部件第一层圆柱的高度中心位置处，当贫铀部件相对基准a的同轴度达到ф0.03mm以内时转下道工序；否则，将托板拆下进行调整，再重新组装；

(3)制作胎具，在加工中心加工进行加工基准转移；

(3.1)制作胎具，其形状为圆筒状结构，材料为45#钢，内孔为190mm，外径为230mm，高度为120mm，下面开2个吊装工艺槽，胎具上下端面进行磨削加工，平行度达到±0.01mm；

(3.2)利用上述胎具将托板和贫铀部件以基准b定位；

(3.3)精加工贫铀部件第一层圆柱上端面，控制贫铀部件第一层圆柱上端面与基准b之间的平行度达到系统设定的要求；

(3.4)对托板偏心孔进行精镗加工至直径为55mm；

(3.5)对贫铀偏心孔的上部分进行精镗加工至直径为60mm。

进一步的，如上所述的一种源开关贫铀屏蔽体组件加工方法，(二)加工部件(1.3)中，放置室温自然时效7天以释放贫铀部件内部残余应力。

本发明技术方案的有益效果在于：本发明提供的技术方案通过工艺试验设计产品加工工艺，加工完成的源开关组件，工艺技术稳定，偏心孔的位置度、内孔精度满足技术要求，各项指标均达到图纸设计要求。

附图说明

图1为源开关贫铀屏蔽体组件结构俯视图；

图2为源开关贫铀屏蔽体组件结构a-a面剖视图；

图3为源开关贫铀部件结构a-a面剖视图；

图4为源开关托板结构a-a面剖视图。

图中：1-贫铀部件，2-托板，3-贫铀偏心孔上部分，4-贫铀偏心孔下部分，5-托板偏心孔，6-螺栓孔，7-第一层圆柱，8-第二层圆柱，9-第三层圆柱，10-第一层圆筒，11-第二层圆盘，12-第三层圆盘。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明技术方案进行进一步详细说明。

源开关组件由源开关贫铀部件和托板组成，由于贫铀工件存在变形的问题，工件由两件组装后加工，给尺寸精度的保证增加了难度，为保证工件加工精度，通过工艺试验设计产品加工工艺，设计了本发明所述的一种源开关贫铀屏蔽体组件加工方法。加工完成的源开关组件，工艺技术稳定，偏心孔的位置度、内孔精度满足技术要求，各项指标均达到图纸设计要求。

一种源开关贫铀屏蔽体组件加工方法，包括以下步骤：

一、确定如图1和图2所示的结构

(1)上部的贫铀部件是贫铀制成的含有两个台阶的柱状结构，通过两个台阶分为同轴的三层圆柱，如图3所示，从上到下依次定义为第一层圆柱、第二层圆柱和第三层圆柱；

第一层圆柱的直径为223.5mm，高度为46.5mm；

第二层圆柱的直径为243.5mm，高度为73mm；

在第二层圆柱下端面上均匀设置12个螺栓孔，位置与托板中设置的螺栓孔相互配合；

第三层圆柱的直径为194mm，高度为10mm；

在贫铀部件上设置四个贫铀偏心孔，四个贫铀偏心孔的轴线均与贫铀部件三层圆柱的轴线相互平行，四个贫铀偏心孔的横截面分布在直径为126mm的圆、与贫铀部件三层圆柱的轴线同轴的圆内；

每个贫铀偏心孔分为上下两部分，上部分直径为60mm，高度为30～40mm；下部分直径为55mm，贯通整个贫铀部件；

(2)下部的托板是钨金属制成的含有两个台阶的圆盘状结构，通过两个台阶分为同轴的三层，如图4所示，从上到下依次为第一层圆筒，第二层圆盘和第三层圆盘；

第一层圆筒的内径为194mm，外径为244.5mm，高度为9.8mm；

第二层圆盘的直径为226.8mm，高度为22.2mm；

第三层圆盘的直径为180mm，高度为18mm；

在托板上设置贯通的四个直径为55mm的托板偏心孔，四个托板偏心孔的位置与贫铀偏心孔的位置相对应，在托板和贫铀部件组装后形成四个贯通的通孔；

第一层圆筒与第二层圆盘的搭接处为环形区域，在环形区域上均布12个螺栓孔；

设定第三层圆盘的侧表面为基准a，第二层圆盘的下端面所在平面为基准b；

二、加工部件

(1)对贫铀部件的加工

待加工的贫铀部件是铸造成型的柱状毛坯件，在其开设偏心孔的位置是铸造过程留存的石墨；

(1.1)对贫铀部件外形进行粗车加工，直至各外径尺寸和总高度各留有1mm的余量；

(1.2)去除贫铀偏心孔位置处留存的石墨，粗镗贫铀偏心孔的下部分至直径为54mm；

(1.3)放置室温自然时效7天以释放贫铀部件内部残余应力；

(1.4)对贫铀部件外形进行精车加工，直至各外径尺寸和总高度达到设定尺寸；

(1.5)对贫铀偏心孔的下部分进行精镗加工至直径为55mm；

(2)对托板的加工

(2.1)用螺钉穿过设在贫铀部件和托板上的螺栓孔将托板安装到贫铀部件；

(2.2)通过三爪卡盘装夹贫铀部件第一层圆柱的高度中心位置处，当贫铀部件相对基准a的同轴度达到ф0.03mm以内时转下道工序；否则，将托板拆下进行调整，再重新组装；

(3)制作胎具，在加工中心加工进行加工基准转移；

(3.1)制作胎具，其形状为圆筒状结构，材料为45#钢，内孔为190mm， 外径为230mm，高度为120mm，下面开2个吊装工艺槽，胎具上下端面进行磨削加工，平行度达到±0.01mm；

(3.2)利用上述胎具将托板和贫铀部件以基准b定位；

(3.3)精加工贫铀部件第一层圆柱上端面，控制贫铀部件第一层圆柱上端面与基准b之间的平行度达到系统设定的要求；

(3.4)对托板偏心孔进行精镗加工至直径为55mm；

(3.5)对贫铀偏心孔的上部分进行精镗加工至直径为60mm。