專利名稱：制作鉛硼聚乙烯輻射防護(hù)屏蔽體的機(jī)械加工工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核輻射防護(hù)屏蔽體制造工藝技術(shù)，具體說涉及輻射防護(hù)屏蔽 體的機(jī)械加工工藝方法。
背景技術(shù)：
核反應(yīng)堆的輻射防護(hù)屏蔽體，通常采用鉛或水泥構(gòu)件制作，主要用于中 子和Y射線綜合輻射場的屏蔽。對于要求體積小重量輕的核反應(yīng)堆，就不能 采用這種材料制作防護(hù)屏蔽體。目前，主要是采用鉛硼聚乙烯作輻射防護(hù)屏 蔽體的制作材料。即便是小型反應(yīng)堆的輻射防護(hù)屏蔽體，通常也是外徑約為
5米、高4米多的圓柱形體。用鉛硼聚乙烯材料加工制造這樣大的圓柱形屏 蔽體，必須將具有一定長度與厚度的鉛硼聚乙烯平板加工成圓弧形表面 段，或其它形狀的曲面段，再將多段鉛硼聚乙烯圓柱面或其它形狀的曲 面段組合成防護(hù)屏蔽體。按照傳統(tǒng)的械加工方法，須購置價(jià)格為460—500 萬元、規(guī)格為6300 mm的立式車床，還要有相應(yīng)的生產(chǎn)廠房建設(shè)和吊裝等配 套設(shè)備的增添，這不僅給機(jī)械加工帶來很大的困難，也需要支付一筆數(shù)額很 大的設(shè)備投入成本。
現(xiàn)有傳統(tǒng)的鉛硼聚乙烯輻射防護(hù)屏蔽體的機(jī)械加工方法是 第一步，對待加的鉛硼聚乙烯板材按圖紙放樣劃線，包括形狀線、鉆孔 位置線等；
第二步，將經(jīng)過放樣劃線的板材置放在鉆床上鉆出連接孔； 第三步，根據(jù)加工圖紙的尺寸要求將鉆孔后的板材連接組裝在一起，構(gòu) 成用作車、銑削的工件；
第四步，在組裝工件上劃出車、銑加工的位置線；
第五步，在銑床上銑出滿足圖紙尺寸的組裝工件的搭接口；
第六步，用工裝將工件裝夾在規(guī)格符合工件要求的立車上，分段車削組
裝工件的內(nèi)、外徑表面，使之滿足設(shè)計(jì)圖紙要求的圓柱形表面段；由于工件 的加工余量大，內(nèi)外徑都須粗、精加工；況且工件質(zhì)量重達(dá)160~800公斤， 找正難度大；
第七步，對輻射防護(hù)屏蔽體檢修用的過孔、管道過孔鏜孔； 第八步，將加工成圓柱形表面段的工件，組裝成輻射防護(hù)屏蔽體。 這種加工方法的缺點(diǎn)或存在的問題是
(1) 有手工劃線，找正精度和加工精度不高；
(2) 銑搭接口和車內(nèi)外徑均需大型設(shè)備才能滿足工件圖紙要求，設(shè)備投 資大；
(3) 機(jī)械加工時(shí)找正難度大，因工件質(zhì)量重達(dá)500-800公斤；
(4) 由于構(gòu)件為高分子復(fù)合材料，彈性和塑性變形大，裝夾困難；
(5) 多次重復(fù)裝夾累計(jì)誤差大，精度控制難；
(6) 車削加工需工裝，且尺寸規(guī)格大，再加工工裝找正難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制作鉛硼聚乙烯輻射防護(hù)屏蔽體的機(jī)械加工 工藝方法，用以克服傳統(tǒng)機(jī)加工鉛硼聚乙烯輻射防護(hù)屏蔽體存在的問題。 本發(fā)明的目的是通過實(shí)施下述機(jī)械加工工藝方法實(shí)現(xiàn)的。 制作鉛硼聚乙烯輻射防護(hù)屏蔽體的機(jī)械加工工藝方法，有以下工序 第一道工序，將待加工的鉛硼聚乙烯板用模板對其鉆削連接孔； 第二道工序，將待加工已鉆孔的鉛硼聚乙烯板，置于已完成工裝安裝的 數(shù)控機(jī)床上裝夾；
第三道工序，將已上工裝的鉛硼聚乙烯板，用數(shù)控機(jī)床按圖紙要求編制 的數(shù)控加工程序先粗、后精銑出工件的形狀；
第四道工序，在銑床上對已銑出形狀的鉛硼聚乙烯工件分段銑高； 第五道工序，將完成加工的鉛硼聚乙烯工件，組裝成輻射防護(hù)屏蔽體； 第六道工序，對輻射防護(hù)屏蔽體鏜孔，用作檢修用的過孔和穿管過孔。 本發(fā)明鉛硼聚乙烯輻射防護(hù)屏蔽體的機(jī)械加工方法的特點(diǎn)是利用專用
用相應(yīng)規(guī)格的數(shù)控機(jī)床，編制與執(zhí)行數(shù)控加工程序完成的。具體表現(xiàn)在
1) 由于鉛硼聚乙烯為復(fù)合材料，材料中均布有碳化硼陶瓷粉末，其機(jī) 加工特性較差，可以通過合理選擇特殊材質(zhì)或鍍層的刀具與切削量得到解 決。
2) 由于待加工的鉛硼聚乙烯塊，為質(zhì)量為160~800Kg，根據(jù)成組技術(shù) 將其分解成滿足圖紙和技術(shù)條件要的厚度為5 40mrn，質(zhì)量為其1/12 ~ 1/36 的鉛硼聚乙烯板片塊。
3) 根據(jù)鉛硼聚乙烯輻射防護(hù)屏蔽體構(gòu)件的實(shí)際尺寸和形狀，將已加工 出的鉛硼聚乙烯板片塊分解為兩類進(jìn)行粗、精加工-
一類是將已加工出的相同尺寸的鉛硼聚乙烯板片塊，直接組裝成塊后再 上工裝按圖紙要求進(jìn)行加工；
另一類是將已加工出的鉛硼聚乙烯板片塊，根據(jù)尺寸的不同進(jìn)行分類上 工裝后按圖紙要求進(jìn)行加工，再將這些加工后的片塊組裝成滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要 求的鉛硼聚乙烯輻射防護(hù)屏蔽體構(gòu)件。
本發(fā)明鉛硼聚乙烯輻射防護(hù)屏蔽體機(jī)械加工方法的優(yōu)點(diǎn)在于
第一，使機(jī)加工的工藝流程得到簡化，減少了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了加 工件的質(zhì)量，節(jié)省了原材料，降低了制造鉛硼聚乙烯輻射防護(hù)屏蔽體的成本; 在現(xiàn)有的常規(guī)加工方法中必須進(jìn)行下料、劃線，且粗、精加工分開進(jìn)行，由 于粗、精加工靠工人手工找正操作機(jī)床進(jìn)行，受人為因素響影較大使加工件 質(zhì)量得不到保障，原材料的浪費(fèi)較嚴(yán)重。在本發(fā)明加工工序中省去了下料、 劃線工序，且將粗、精加工兩道工序合在一起，加工過程中靠工裝夾具定位、 通過程序控制的數(shù)控機(jī)床加工，使加工件的質(zhì)量得到可靠保障。
第二，減少了投資，包據(jù)設(shè)備、廠房和相應(yīng)配套設(shè)施等投資；用本發(fā)明 機(jī)加工方法制造出來的鉛硼聚乙烯輻射防護(hù)屏蔽體構(gòu)件，拼裝成外徑為& 4800—5000 mm、內(nèi)徑為(b4320—4400 mm的柱形輻射防護(hù)屏蔽體，所用數(shù)控 設(shè)備XK5750/2包括制造軟件CAXA等在內(nèi)共為56萬元，生產(chǎn)場地為普通 車間；而用現(xiàn)有傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法拼裝成這樣的柱形輻射防護(hù)屏蔽體，需 用價(jià)值為460萬人民幣、規(guī)格為6300iM的立式車床，還需要配有其它相應(yīng) 的大型廠房建設(shè)和吊裝等配套設(shè)備，投資是相當(dāng)大的。


圖1為本發(fā)明加工自由曲面片塊的工裝使用示意圖
圖2為本發(fā)明加工扇形片塊的工裝使用示意圖
圖中標(biāo)記1為被加工的鉛硼聚乙烯板工件，2為加工弧形片塊工件的壓板，
3為用于加工弧形片塊的工裝板，4為壓緊螺栓，5為機(jī)床工作臺(tái)，6為工裝 板及工件上裝插壓緊螺栓用于壓緊工件的螺栓孔，7為將工裝板固定于機(jī)床 工作臺(tái)上的安裝孔，8為支腿，9為壓緊螺母，IO為螺桿，ll為加工自由曲 面片塊工件的壓板，12為被加工成自由曲面片塊的鉛硼聚乙烯板工件，13 為組合工裝。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:自由曲面屏蔽體的加工
(1) 將鉛硼聚乙烯板用鉆孔模板鉆削連接孔；
(2) 組裝成滿足加工圖紙要求的鉛硼聚乙烯塊；
(3) 利用在數(shù)控設(shè)備的專用工裝夾具13 (工裝已完成找正和定位基準(zhǔn)坐 標(biāo)的設(shè)定)將工件緊固，用百分表找正待加工件；
(4) 用對應(yīng)的編制好的數(shù)控加工程序在數(shù)控設(shè)備上完成內(nèi)弧面的粗、精 加工；
(5) 轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)控銑床的銑頭使主軸的軸線與機(jī)床Y軸平行，利用對應(yīng)的編 制好的數(shù)控加工程序在數(shù)控設(shè)備上完成自由曲面的粗、精加工；
(6) 翻轉(zhuǎn)工件180度，利用工裝的左側(cè)和前側(cè)的基準(zhǔn)面，用對應(yīng)的編制 好的數(shù)控加工程序在數(shù)控設(shè)備上完成外弧面的粗、精加工；
(7) 在輕型龍門銑完成其余三個(gè)平面的加工，以數(shù)控加工的基準(zhǔn)面進(jìn)行; 所有加工的粗、精加工一并進(jìn)行。
實(shí)施例2:扇形屏蔽體的加工
(1 )將鉛硼聚乙烯板用鉆孔模板鉆削連接孔；
(2) 將專用工裝夾具3安裝在數(shù)控銑床上，完成找正和定位基準(zhǔn)坐標(biāo)的 設(shè)定；
(3) 將待加工已鉆孔的鉛硼聚乙烯板，置于已完成工裝安裝的數(shù)控機(jī)床 5上裝夾；(4) 將已上工裝的鉛硼聚乙烯板，用數(shù)控機(jī)床按圖紙要求編制的數(shù)控加 工程序先粗、后精銑出工件的形狀； 一次裝夾分別完成粗、精加工，包括特 殊型面的加工，其滿足圖紙和工藝要求；
(5) 在輕型龍門銑上完成塊組裝，并加工高度滿足產(chǎn)品尺寸；
(6) 鏜孔加工，有d)50mm、 (J)80咖、*630 mm等孔的加工；
(7) 使所有的屏蔽體工件組裝后滿足圖紙要求。
權(quán)利要求
1、制作鉛硼聚乙烯輻射防護(hù)屏蔽體的機(jī)械加工工藝方法，有以下工序第一道工序，將待加工的鉛硼聚乙烯板用模板對其鉆削連接孔；第二道工序，將待加工已鉆孔的鉛硼聚乙烯板，置于已完成工裝安裝的數(shù)控機(jī)床上裝夾；第三道工序，將已上工裝的鉛硼聚乙烯板，用數(shù)控機(jī)床按圖紙要求編制的數(shù)控加工程序先粗、后精銑出工件的形狀；第四道工序，在銑床上對已銑出形狀的鉛硼聚乙烯工件分段銑高；第五道工序，將完成加工的鉛硼聚乙烯工件，組裝成輻射防護(hù)屏蔽體；第六道工序，對輻射防護(hù)屏蔽體鏜孔，用作檢修用的過孔和穿管過孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了制作鉛硼聚乙烯輻射防護(hù)屏蔽體的機(jī)械加工方法，有以下工序1)將待加工鉛硼聚乙烯板用模板對其鉆削連接孔；2)將待加工已鉆孔鉛硼聚乙烯板，置于已完成工裝安裝的數(shù)控機(jī)床上裝夾；3)將已上工裝鉛硼聚乙烯板，用數(shù)控機(jī)床按圖紙要求編制的數(shù)控加工程序先粗、后精銑出工件形狀；4)在銑床上對已銑出形狀的鉛硼聚乙烯工件分段銑高；5)將完成加工的鉛硼聚乙烯工件，組裝成輻射防護(hù)屏蔽體；6)對輻射防護(hù)屏蔽體鏜出作檢修用的過孔和穿管過孔。優(yōu)點(diǎn)是簡化了機(jī)加工的工藝流程，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了加工件的質(zhì)量，節(jié)省了原材料，減少了包據(jù)設(shè)備、廠房和相應(yīng)配套設(shè)施的投資，降低了制造輻射防護(hù)屏蔽體的成本。
文檔編號B23P15/00GK101186001SQ20071005066
公開日2008年5月28日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者曄 侯, 芳 李, 王曉敏, 莫遠(yuǎn)坤, 陶詩泉, 輝 青 申請人:中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院