楊會(huì)榮

【摘 要】在窺視窗的裝配中，由于是多層組裝并累積公差嚴(yán)格，所以對(duì)單件加工的工藝要求高，加工難度較高，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的最終質(zhì)量，針對(duì)以上問(wèn)題，梳理加工方法，重點(diǎn)闡述關(guān)鍵加工工藝方案設(shè)計(jì)。

【Abstract】In the assembling of the peep window， because of the multilayer assembly and the strict cumulative tolerance， the process requirement of single piece processing is high and the processing difficulty is higher， which seriously affects the final quality of the product. In view of these problems， the paper summarizes the processing method， and expounds the scheme design of the key processing process.

【關(guān)鍵詞】不銹鋼；消除應(yīng)力；加工參數(shù)；公差

【Keywords】 stainless steel； stress elimination； processing parameters； tolerance

【中圖分類號(hào)】TG301 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）11-0177-02

1 引言

隨著國(guó)家對(duì)清潔能源的需求越來(lái)越高，國(guó)家對(duì)核電的需求越來(lái)越多，對(duì)于國(guó)內(nèi)的核電三代和四代的完善和工藝的先進(jìn)性要求，對(duì)其組成的零部件的要求也越來(lái)越高。本文對(duì)核電快堆的窺視窗組件切削加工工藝的研究，解決制造中的難點(diǎn)，對(duì)于提高加工成品質(zhì)量和產(chǎn)品合格率有重要意義，通過(guò)摸索加工過(guò)程形成一套成熟的加工工藝，來(lái)提高加工成品質(zhì)量和產(chǎn)品合格率，對(duì)保證加工質(zhì)量和控制加工進(jìn)度，提高生產(chǎn)效率有重要意義。

2 機(jī)械加工簡(jiǎn)介

機(jī)械加工是一種用加工機(jī)械對(duì)工件的外形尺寸或性能進(jìn)行改變的過(guò)程，按被加工的工件的溫度狀體，分為冷加工和熱加工。一般在常溫下加工，不會(huì)引起工件的化學(xué)或物相變化，稱為冷加工。一般在高于或低于常溫狀態(tài)的加工會(huì)引起工件的化學(xué)或物相變化，稱為熱加工。熱加工常見(jiàn)有熱處理、鍛造、鑄造和焊接。冷加工按加工方式的差別又可分為切削加工和壓力加工。切削加工過(guò)就是指用切削工具（包括刀具、磨具和磨料）把坯料或工件上多余的材料層切去成為切屑，使工件獲得規(guī)定的幾何形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工方法。通常情況下，窺視窗框的機(jī)械加工是指焊接、熱處理和切削加工。

3 窺視窗加工工藝要求

3.1 基本數(shù)據(jù)

材質(zhì)為不銹鋼，具體尺寸見(jiàn)圖1。

這種窺視窗組件9件為一套，圖1為尺寸最大的一件，每件的內(nèi)框尺寸比下一件的外框尺寸大0.5mm。其加工要求為每件的平面度+0.1mm，上下兩個(gè)面的平行度為±0.05mm，槽和外端面平行度為±0.05mm，和上下端面垂直度為±0.1°，9件內(nèi)積公差不得大于±0.2mm。

3.2 前期備料

用厚度為50mm的不銹鋼板，高壓水切割設(shè)備進(jìn)行切割下料，下料寬度為40mm，如圖組對(duì)長(zhǎng)度為1130mm，寬度為550mm的方框，長(zhǎng)度公差為±2mm，寬度公差為±2mm，對(duì)角線公差為±4mm.連接部位采用雙面坡口，沒(méi)有鈍邊，全焊透結(jié)構(gòu)。坡口采用機(jī)械加工方式成型。采用氬弧焊打底，電焊填充方式進(jìn)行焊接。焊接前用無(wú)水丙酮清理焊接坡口兩側(cè)15mm范圍，并用不銹鋼鋼絲刷打磨出金屬原色，組對(duì)時(shí)留2mm間隙，先進(jìn)行定位焊接，定位焊接的工藝和打底焊接的參數(shù)是一樣，每個(gè)斷口需焊兩個(gè)定位焊，定位焊長(zhǎng)度為5～10mm，定位焊結(jié)束后測(cè)量長(zhǎng)、寬和對(duì)角線尺寸是否符合公差尺寸要求，要考慮焊接收縮量。尺寸檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行打底焊，打底焊每條焊縫要求一次連續(xù)完成。單面打底焊結(jié)束后，對(duì)焊縫表面進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷不允許反復(fù)熔化的方法來(lái)消除缺陷，出現(xiàn)缺陷要用金屬磨頭清除缺陷，然后填充焊絲重新焊接。息弧后焊槍不能立刻離開(kāi)，焊槍的瓷嘴要對(duì)準(zhǔn)息弧的熔池，以延續(xù)惰性氣體保護(hù)，防止焊縫氧化。焊槍的瓷嘴的直徑為8～20mm，焊接過(guò)程中瓷嘴和工件之間的距離為8～12mm，鎢極伸出長(zhǎng)度為5～6mm。在定位焊和打底焊時(shí)為了防止焊縫背面受空氣污染而氧化，因此背面必須采用保護(hù)罩充氣保護(hù)方式。為了防止氧化，保護(hù)氣體一般采用惰性氣體。一般背面保護(hù)氣體的流量要小于或等于焊槍的氣體流量。一面打底結(jié)束后，另一面焊縫表面進(jìn)行檢查，對(duì)有缺陷的位置用金屬磨頭進(jìn)行清除，然后填絲焊接。在修復(fù)的過(guò)程中背面同樣要進(jìn)行惰性氣體保護(hù)。為了減少焊接變形，采用小電流多層焊接。在焊接過(guò)程中，采用正反兩面交替焊接方式。在焊接過(guò)程中發(fā)現(xiàn)變形大的，要進(jìn)行低溫校型，低溫校型的加熱溫度為200℃，校型結(jié)束后等完全冷卻后再進(jìn)行焊接。焊接全部結(jié)束后，焊縫磨平，焊縫進(jìn)行100%UT，按照NB/T47013.2-2015 II合格進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)。合格后進(jìn)行消除焊接應(yīng)力熱處理。熱處理工藝為隨爐升溫至1050℃±20℃。升溫速度為每分鐘不大于200℃。溫度升到1050℃保溫40～60min，緩慢冷卻，冷卻速度不大于每小時(shí)150℃，溫度降到200℃時(shí)，打開(kāi)爐門進(jìn)行空氣冷卻。在裝爐的過(guò)程中，要求熱處理爐底部要放置一塊厚度為50mm的鋼板，每個(gè)框設(shè)置12個(gè)支撐點(diǎn).四個(gè)角各為一個(gè)支撐點(diǎn)，其余的位置如圖2所示，支撐板不小于50mm*40mm，厚度不小于10mm，材質(zhì)為不銹鋼。

消應(yīng)力處理結(jié)束后，在油壓機(jī)上進(jìn)行平面整平，保證端面不平度不大于5mm。校平全部結(jié)束后，焊縫進(jìn)行100%UT，按照NB/T47013.2-2015 II合格，進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)。檢驗(yàn)合格后，放置在空曠場(chǎng)地上，全部放平，進(jìn)行一個(gè)星期時(shí)效處理。

3.3 加工過(guò)程中的質(zhì)量控制措施

在C1690的CNC上以一個(gè)面四個(gè)角為一個(gè)平面基準(zhǔn)用夾具進(jìn)行固定，并用高度尺對(duì)四個(gè)角進(jìn)行校準(zhǔn)，高度誤差不超過(guò)1mm，對(duì)窺視窗框進(jìn)行粗加工，每次的進(jìn)刀量為0.5mm。轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/min，行進(jìn)速度為200mm/分鐘，每次進(jìn)刀加工好一個(gè)端面后必須翻轉(zhuǎn)后加工另一個(gè)端面。翻轉(zhuǎn)后必須重新校正基準(zhǔn)面，還是以一個(gè)面為基準(zhǔn)，用千分尺進(jìn)行校準(zhǔn)，誤差不超過(guò)0.1mm。當(dāng)端面加工余量有3mm時(shí)，槽的寬度2mm加工余量停止加工。把工件放置在空地上，全部放平進(jìn)行一個(gè)星期的時(shí)效處理。

時(shí)效處理結(jié)束后，在C1690的CNC上用厭氧膠固定，對(duì)窺視窗框進(jìn)行精加工，每次的進(jìn)刀量為0.05mm。轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘，行進(jìn)速度為300mm/min，每次進(jìn)刀加工好一個(gè)端面后用脫膠劑脫膠，脫膠結(jié)束后，要用手仔細(xì)檢查表面，檢查結(jié)束然后翻轉(zhuǎn)加工另一個(gè)端面。槽的加工工藝與端面相同。在端面留有1mm的加工余量時(shí)，進(jìn)行鉆孔。鉆孔結(jié)束后進(jìn)行三天的時(shí)效處理。

時(shí)效處理結(jié)束后，在C1690的CNC上用厭氧膠固定，對(duì)窺視窗框進(jìn)行精加工，每次的進(jìn)刀量為0.02mm。轉(zhuǎn)速為1600轉(zhuǎn)/min，行進(jìn)速度為300mm/min，兩個(gè)端面最后一次加工的進(jìn)刀量為0.02mm，轉(zhuǎn)速為2200轉(zhuǎn)/min，行進(jìn)速度為0.5mm/min。每次進(jìn)刀加工好一個(gè)端面后用脫膠劑脫膠，然后翻轉(zhuǎn)加工另一個(gè)端面。槽的加工工藝與端面加工相同。

3.4 外觀處理和運(yùn)輸

機(jī)械加工結(jié)束后，用脫膠劑進(jìn)行脫膠處理，處理毛刺。在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中用專門的仿制框架進(jìn)行垂直放置并固定好。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)機(jī)械零件機(jī)械加工基本工藝的分析和典型工藝路線的設(shè)定及典型工裝設(shè)計(jì)和裝夾方式的改變，及時(shí)有效地解決窺視窗框的零件加工難題，保障了窗框的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)技術(shù)要求和生產(chǎn)工期要求，在生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大作用。