[发明专利]控制棒驱动机构驱动杆的深孔加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别是一种控制棒驱动机构驱动杆的深孔加工方法。

背景技术

现有加工技术主要集中在长径比约为10mm-50mm范围内的管材。

核反应堆控制棒驱动机构是核电中相当重要的部件，驱动机构的驱动杆的深孔加工，一直是制约驱动机构质量的重要因素。

在现有技术无法实现驱动杆上深孔的加工，一般直接采用轧制内外径尺寸为Φ13.5mm±0.5/Φ44.5mm的管材，由于壁厚较厚，管材在轧制过程中存在裂纹、孔径尺寸不达标、同轴度和直线度不合格等情况，合格率极低。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种控制棒驱动机构驱动杆的深孔加工方法，实现对控制棒驱动杆的通孔Φ13.5mm×7400mm的加工。

本发明采取的技术方案是：

一种控制棒驱动机构驱动杆的深孔加工方法，所述驱动杆的深孔长径比超过100，深孔深超过7米，其特征是，所述深孔加工方法包括如下步骤：

（1）校直驱动杆；

（2）在驱动杆两端加工导向孔，保证两端导向孔的同轴度；

（3）通过硬质合金枪钻及氮化钢刀柄，采用深孔枪钻方式加工深孔；

（4）每加工一段长度即退出钻头钻杆，进行孔内的铁屑清理；

（5）钻孔超过孔深一半长度时，将驱动杆翻身，进行反向打孔，与前孔对接，打孔过程同步骤（3）、（4）。

进一步，所述深孔尺寸为Φ10-30mm；孔深为3000-8000mm。

进一步，所述第（1）步中，驱动杆校直后的直线度不大于4mm，变形量小于2mm/2.5m。

进一步，所述第（2）中，导向孔的同轴度小于Φ0.1mm。

进一步，所述枪钻的刀杆存放时吊放。

进一步，所述第（2）步中的导向孔两端形成60度孔口。

进一步，所述第（3）步中的钻孔过程为，枪钻与驱动杆同时作相反方向的旋转加工。

进一步，在钻孔过程中，通过齿轮泵将切削液注入钻孔位置进行强制冷却。

进一步，所述第（4）步中的一段长度为1米。

本发明的有益效果是：

（1）实现对三代核电核反应堆控制棒驱动杆尺寸为Φ13.5mm±0.5×7400mm的内孔的加工；

（2）加工的深孔符合设计要求，精度高，产品合格率达99%以上。

附图说明

附图1为驱动机构的驱动杆加工要求剖视图；

附图2为工件与刀杆同时旋转加工示意图；

附图3为钻孔加工至工件一半深孔时，翻转加工示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明控制棒驱动机构驱动杆的深孔加工方法的具体实施方式作详细说明。

参见附图1，第三代核电核反应堆控制棒驱动杆内孔尺寸为Φ13.5mm±0.5×7400mm，长径比达到274，而且还要达到加工精度，孔内粗糙度Ra达到3.2μm，加工难度极大。

为了解决超大长径比的细长棒材深孔加工问题，结合当前现有工艺技术方案，提出以下深孔加工方法，具体步骤如下。

（1）工件校直。加工前需将工件校直，包括两端小弯头，校直要求≤2mm/2.5m,全长直线度要求不低于4mm。

（2）导向孔加工。加工两端导向孔，保证导向孔的尺寸精度和同轴度。导向孔孔口采用60度角度，有利于深孔钻钻入。导向孔的同轴度小于Φ0.1mm。

（3）采用硬质合金枪钻及氮化钢刀柄。钻头采用硬质合金，保证深孔加工的质量；钻杆采用经氮化处理的碳钢，并且在日常存放中需垂直吊放，防止弯曲变形。

（4）采用深孔枪钻方式加工深孔。

（5）刀具、工件反向旋转实现钻削加工。采用驱动杆与枪钻两者同时反向旋转，以此消除深孔加工时刀具偏斜的问题，并提高刀杆的运动刚度，提高深孔直线度。参见附图2，图中左侧为工件及其转动方向，右侧为刀杆转动方向和进给方向，两者的转动方向相反即可，并一定要与图上一致。

（6）加工过程中强制冷却与排屑。使用大功率齿轮泵及电机，保证加工深孔时切削液能顺利到达刀具所在位置，并有利于铁削的排出；每加工一米左右必须将钻头钻杆退出，使用工具将内孔中的铁屑清理，加工过程中注意铁屑的堵塞及断屑程度，通过钻杆将铁屑排出。可采用光滑钻杆，防止铁屑在内孔中堵塞。