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1、AP1000核电主管道内孔加工国内外现状人类对探孔加工技术的需要可以追潮到14世纪的欧洲，但最早用于加工金属的深孔钻头是扁钻.它产生于览世纪初期，扁钻是一种第构简单*制Ifi容易的孔加工刀具.JS粘前角小.没有螺龌槽，排屑困难口甌丘麻框钻山其国人握出.在JL加工聯域上更上一层*氛可産麻花钻也存“石丽钻的一些缺点主产效率比枚低.随肴枪咆卞产的迅速发展.由于当时不具备高压切削戒系绩可供深孔加工排肩，以及当时未出现对抢炮这神新云武需的大呈蛊求.口动连续摒鹃问邀沒暮解决.30期.汕J第次世界大战评创了歴业现代代器的先河.忆功了枪炮弼药的大战模先产.穗、莊、奧誓用寥的年事工业部门先后发明了肌刃诂几T.艮
2、.EMHId-加T枪孔故铝枪钻*（曲冃牙拈，单刃钻及外排們深孔钻，该估具仃口好的门导向作用.能钻出精密棵孔.但是枪钻钻杆为非对称形,故扭转强度差,只能传递有限扭矩,适用于小孔零件加工生产.效率较低.在第二次世界大战和战争期何，|战炉的需要，枪估已不能满足生产效率的要求，就在第-次世界大战的同时，英国率先使制违业进入大批呈生产时代，制造业的又一次大革命，为二战期间的大规模年工生产提供了物质准备。在1943年，德国海勒公司研制岀毕斯涅耳加匚系统，即内排屑深孔钻削系统.战后，英国、美国、瑞典、法国等国家联合，经过他们的努力，这种持殊的加工法又仃了新的进展，并命名为BTA法。后来瑞典的山待维克公司育先
3、设计出可转位深孔钻及分局多刃错齿深孔钻.使BTA法仃了新的进展。20世纪40年代推出的三屮BTA刀具(实体钻、扩钻、套料钻)，全祁是用于初加工的,始终未开发出可用于深孔梢加匸的内排屑深孔刀具新品种并且BTA法存在着切削液压力较高，密封圈难等缺点.为克服这些不足，1963年瑞典的山待维克公司只发明了喷吸钻法.20世纪70年代中期，由日本人把BTA法及喷吸钻法两者的优点结含起来发明的DF(DoubleFeeder)広为单管双进油装置，用岸生产后得到了満意的效果，LI前广泛应用与中、小直径内排屑深孔钻關円从20世纪80年代初到21世纪初.王峻等完成了SIED深孔加匸集成技术及装备的研制开发，并在生产
4、实践中获御成功应用。SIED技术是在归纳现仃枪佔、BTA估、戒管咬吸估、DF系纟充等*帥深加工孔技术的优点上发展起来的，并凤大限度的避免其缺点，是一种具仃创新性和实用性的深孔加工技术体条。由于我国制造业的迅猛发展，深孔加工技术的研处也取得了良好的效果.并H.得到了广迁的应用.20世紀50年代群钻研制成功1958年BTA钻头开始使用,在此之后,70年代初期，我国开始研制和推广喷吸钻，到1978邙DF法已在我国设计完成并与1979年正式用F生产，现广泛应用与中、小直径内排厉深孔钻削.几家机械厂研制出深孔套料钻，该方法能使钻削的直径扩大到最大范用.空心套料刃具能在工件轴向的全长上切削岀一条坏形槽.留
5、出一根实心的余料.1989年，回安石油大学成功将颅吸效应原理应用到外排們枪钻系统，使枪钻的性能夫大提髙，1994年，又成功研制出炙尖齿内排們深孔钻，使深孔钻削的稳定性和耐用度大大提高.现代深孔加工技术的发展,面崎着种类多、小批量、新型工程材料及越来越高的粘度要求的挑战.随着深孔加工技术的发展.深孔加工技术的研咒也在不斷加强并取紂了疔价值的成果.为适应发展的需要，深孔加工方法己冇传统的切削加T方法发展到非传统的切削加工方法.前者是以机械力学为基础的单刃或多刃刀具的切削加工方法,后者地以附加能量切削、附加介顷切削、高速切削、电解切削以及高能束与射流切削技术等.非传统切削方法是近儿年发展起来的新型切
6、削方法它可以改变切屑形态的形成、切削力、刀具耐用度及已加工农而质虽等，其研究的主更方而为：（1）按动钻侧技术：振动钻削改变了刀具与工件的运动关系和相互作用的务件，改善了材料的可加工杵提髙了刀具的切削性能.通过控制抿动工艺参数.达到控制切膺的大小及形状，解决了小直径深孔加工钻削中的斷眉和排屑问题-（2）低隘切削：采用低温液休及具他冷却方法，冷却刀具或工件.从而降低切削区温度，改变工件材料的物理力学性能，以保证切削过程的顺利进行.磁化切削：又称带磁切削.即刀具和工件或两者同时磁化条件下进行切削加工的方法。电解加工：属r电化学加工方法.利用金屈在电解液中产生阳极溶解的原理来去除匸件卜.务余材料的加匸
7、方法.在深扎加匸技术研究领域主要期于唯加工材料的电解钻孔和深孔电解抛光。（5）电火花加工：又称电府蚀加工，它是在一定的介质中，通过工具和工件z间脉冲性火花放电时的电鹿蚀现象来去除多余的金屈，以达到対零件尺寸形狀及表面质垠的预定要求。超丙波加工：利用匸具产生趙声搬动，从而改变工具和工件的运动关系和相互作用条件，提高切削工具的切和能力.（7）高能束加工:一般是指激光束、电子束和离子束,高能束加工是指近儿年发展起来的先进加工方法它具有传统加工方法无法比拟的优点。因而,任深几加工领域得到了广泛的应用，主耍用r超硬材料的激光加工微小深孔，取得了艮好的效果.由$工业产品的多样化、小批就的比重h益增加，提奇
8、劳动先产率、降低生产成本已经成为深加工孔的塑要研完课牆,发展成组技术和开展计算机辅助设计（CAD）及计算机辅助制造（CAM）,实现自动化生产規提高深加工孔劳动生产率和经济效益的根本途径，新塑工程材料对深加工孔技术的挑战,在于要求提高传统深加工孔方法的水平,开发新的制造技术与匸艺方法为了满足愈来愈高的粘度要求必须发展深孔加工技术，并相应地发展粘密测量和精密机械设计.在实现深孔加工自动化生产屮.需要解决加工中异常情况的监控及门动检测问題.SIED技术的产生,使栗用机械加工方法进行深孔加工、精密深孔加工和浅孔零件的集约制造的普及应用和低成木鬲效生产成为可望乂可及的现实B深几加工技术除了包括用机械加工
9、法钻出棵孔外.还包括了*种特种加工技术.曲r机械加工的以种优列.在今后相当长的一段时期内,机械加工深孔的方法仍然I*i据主导地位.APLOOO核电忙管道的祭休成形制造.II前国外也没有现成的制造技术，与我国处同期研制Z中类事曆屋公司委托意大利IBF公司进杼API000主（Hl的研制，但IBF公司对该产品的研制情况进行封锁。国内，针对主管道的研制，一重、二厘和渤海車工团队等企业采取的匸艺路线细节虽有不同，但总的匸艺路线大致为冶炼、铸锭、锻造、机加工、弯制和精加工热处理。AP1000主管道是中WAPI000自主化依托项目中唯一没打引进国外技术的核岛关键i殳备。LI的我国通过勢力，J基木解决其冶炼、
10、浇铸、锻造、主管道等工艺.由于该管道为锻造不锈钢，强度商，并且耸长孔深，弯曲的角度大、弯曲段弧面长，弯曲的内孔形位糟度要求高，国内外现有单台设备均不能实现所需的加工轨迹和动力传递耍求.口曲只能采用多种、参台设备进f亍僅和抛熔加工。该方法的最大问题是设计基准与工艺基准不直合，刀具轨迹与设计轨迹不一致.用终只能靠模拟与接近的方式来降低标准，其至靠人工打弊来修止误差，精度命以保证，而且加工周期长II蘭国内网上公布了AP1000核电上管道内孔加工方案专利仃两种：一种是有烟台台髯玛努尔核电设备仃限公司发明的AP1000核电技术一回路主竇述疔耸内孔粘加工i殳备：另一种是大连理工大学发明的一种弯管内表面的铳
11、和加工装置及方法.烟鬥台海吗勞尔孩电设备有限公司发明的AP1000核电技术一回路主骨道弯骨内孔帮加工设备如图1.5,原理是，首先将主管逍安装在工作台的滑座（5）上，并调节上管道内孔与建削头（4）刀尖的回转轴线同心，通过立柱（1）带动Ht$H（2）和邃削头（4）以实现Z向粗定位和X向精密定位,工作台滑座（5）带动主管道实现Z向精密定位，鶴削头（4）达到指世切削起点.后，X、W和B轴联动，即X和Z向水平运动，毬削头（4）同时绕联接轴旋转。通过控制：X、W和B轴实现三轴联动，进行例弧插补，控制逹削头C4）刀尖切削平面始终泮岡弧径向方向切削.实现定角麼切削】.达到主管遭弯管内孔箱加I的目的.该装置在弯
12、曲角度小的惰况F可以应用阁1.5API000孩电技术一回路主伶道弯怜内孔牯加I】设备Fig1.5HolemachiningequipmentAPI000nuclearpowertechnologyofpiimwylooppipuigelbow此种方法的优势便是初步实现了成套专用机床对AP1000核电主管道深几弯管的加工，能定桎度的实现弯管段的曲面模拟。但是此方案依然不是最充定的解决方案，首先其蚀削头结构过口杂，并且是山液压马达提供切削力，梢度不易保证，其次ItlPH机构的限制只能实现简粮的模拟弯曲路径,无法达到克实箱准的弯管加工,这些因素都容易导致主管道的加工搐度无法准确保证,容易出现废品。该
13、方法得最大缺陷是只能解决靠端部的圆弧段加工，受加工装置本身打内孔干涉的限制，不能解决过渡段及其他曲线的加工，更不能解决全管的深孔加工.大连理工大学发明的一种弯管内表而的铳削加工装置及;:-11图1.6,加工方法基j一套弧导轨导向，伺服电机驱动的铳削裟置来实现弯管弧线段内表浙的加工，装置包括带齿圆弧导轨、呵弧滑块、例周进给机构、电主轴、驱动伺服电机和传动齿轮等。加工时刀具进行往宜诜削运动，即沿弯箝母线方向走刀，何次走刀从弯笛弧线段内表而的一端切削至另一端，一次走刀完成后，沿弯管截面岡周方向进给一个切削行程s,直至完成四管弧线段内丧面的加工【】叭图1.6一种穹洽内表面的诜削加门装贽及方法此方法从实
14、现卜将有更多的技术难点有待解决，其中最重要的便是轨道横梁很难保证与主管道的理论中心线对齐,如果不能保证中线村齐将会出现主管道内孔各段加工均匀，并且调整导轨和上管道理论中心线也是-个很困难的问题.加工时对导轨的刚性要求极髙如果出现跳动也会很容易就导致出现加工误差.该方法是一种理论探讨，也是我们设计时摒弃的方案z,该方案最大问起一是不能实现连续加工，二是靠模的抿准难以实现，三是不能实现有效切削，其无法达到切削的扌11矩.以上两种方法对r大弯曲用度.大切削余昼的不锈钢緞件，想要正常冇效切和見难以实现.可作为一种理论探索.AP1000主管道是中国AP1000门上化依托项LI中唯一没有引进国外技术的核岛
15、关键设备.H前我風通过努力，已基本解决瓦冶炼、浇铸、緞造、主管道筹工艺.该管道为锻造不锈钢,强度高,并且管长孔深,弯曲的角度大、弯曲段瓠面长,弯曲的内孔及外形的异形管嘴形位精度耍求高，国内外现（J取台设备均不能实现对内孔加工所需的加工轨迹和动力传递耍求丨1前只能采用至种、多台设备进行锂、乍和抛麻加工，加工用期长，粹度准以保证，一日出现加工质虽问题将导致工件报废，造成口大的经济拟欠。因此，研咒开发号用的复合加工装备，能实现内孔随形加工：能实现对工件的空何形位尺寸利圮及余战分析，以及加工过程中的壁厚、形位及空间尺寸的在线检测和监拎=能实现管道内孔丿川工的连续进给和高效切削.対研允和李握核电主管道整体成形制造核心技术、实现国产化、以及提升我国装备制适业的核心竞6力都具仃深远的彫响-
AP1000核电主管道内孔加工国内外现状
