弯管内表面的抛光处理方法

对弯管的内表面特别是直径较小的细长弯管内表面的加工,普通工具很难介入,难以实现自动化;弯管内部看不见,即使手工作业也很难完成。针对这一加工难题,利用磁力线可以穿透非磁性材料的特性,采用磁研磨法对非磁性材料弯管内表面的精密加工,不需要专用的设备即可完成复杂形状内表面的光整镜面加工,通过实验已取得很好的加工效果。

基于内置导轨的弯管内表面铣削加工装置设计

面向第三代核电主管道,根据其结构特征设计了一种内置导轨主管道内表面加工装置。采用计算机辅助设计和模块化设计的现代设计方法,将铣削头置于弯管内部,依据沿导轨进给铣削加工的思想,划分了可实现该方案的各个功能模块并具体设计,包括传动模块、运动模块、导轨模块、定位模块以及动力模块等。铣削头内置沿导轨铣削加工的设计可以有效地避免核电主管道弯管加工中出现的干涉与切削状态不均匀问题,为大长径比弯管内表面机加工提供一种可行的方案。

弯管内表面球头铣刀加工的铣削力预报

基于已经设计好的内置圆弧导轨弯管内表面专用加工装置,分析装置沿弯管引导线纵向进给,沿法向截面横向进给的加工原理以及内表面不同位置处形貌的凹凸不同,结合五轴加工中的刀具倾角改进了进给方向角模型,提出了一种适用于大长径比弯管内表面的铣削力建模方法,并采用MATLAB仿真计算了加工过程中的瞬时铣削力。选取与仿真加工同等工艺参数,在弯管内表面0°,90°,180°三个特殊位置处截取小块曲面进行了验证实验,实验测得的铣削力在极值和变化规律上都与预测得到的铣削力基本相符,铣削力极值误差在16%以内,证明了该铣削力模型的可靠性。该铣削力模型对弯管内表面专用加工装置的强度校核,结构优化,加工过程的工艺参数选择都有一定的指导意义。

弯管内表面数控铣削加工方法研究

介绍了依据五轴联动加工原理避免弯管内表面加工干涉和改善切削不均匀的加工方法,进行了实验工艺规划、加工区域划分、数控程序编制等研究。采用球头刀具,调整刀具姿态,使刀具和工件表面的位置角近似不变,在四轴及五轴联动机床上进行了样件的试制。研究结果表明,该铣削加工方法可避免刀具与工件的局部干涉和整体干涉;切削状态稳定;最终表面质量一致性好,粗糙度满足技术要求(Ra=3.2μm)。研究结果为核电主管道以及同类弯管内表面的铣削加工提供了理论和试验依据。

弯管内表面加工装置中圆弧导轨基座的结构设计

圆弧导轨基座是弯管内表面加工装置的主要承力部件,其结构和刚性决定着装置加工管道内表面时的尺寸和形状精度。考虑到圆弧导轨基座结构的特殊性以及所受的复杂空间外载荷力系,采用基于单纯扭转理论的曲线梁结构力学解法对圆弧导轨基座进行刚度设计,从而得出满足要求的基座截面尺寸与形状;针对其所受的复杂的空间外载荷力系使基座产生弯、扭、剪综合效应从而用理论公式难以校核的问题,利用力平移定理进行简化并建立装置的静力学模型,再用有限元软件Workbench进行极限外载荷工况下刚度与强度校核。经过静力学分析,用上述方法设计出的圆弧导轨基座在极限工况下的刚度与强度均符合要求。