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核电堆内构件侧封头加工抛光专用成套装备设计

作　者: 赵刚
导　师: 王志刚
学　校: 西华大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 核电加工工艺机械结构
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

核电封头是核电大锻件中制造难度最大的特型锻件产品之一，属于核安全一级设备。其外形为球形，尺寸大、加工余量大、工序复杂，生产周期长，管嘴为翻孔成形，跟封头呈一体化结构，且与封头外表面相交的圆弧面曲率半径偏小。制造中，探伤要求高、锻件的均匀性要求严格、热处理冷却条件差、易变形、封头整体成形精度要求高。在核电封头的制造过程中，既要保重封头各项性能指标达到要求，又要提高生产效率，对此各国都在探索新的加工方法。本文在宜宾五粮液集团普什驱动有限公司的高速铁路用的CRTSⅡ型轨道板专用数控磨床的基础上进行设计改造，开发出一套核电堆内构件一次侧封头加工抛光专用设备。在满足核电侧封头加工工艺的基础上，文中采用大型高架龙门作为机床的主体结构，并对其传动原理做了较为详细的论述。针对核电堆内构件一次侧封头的加工难点，提出了以层切法为主，其他加工方法为辅来加工核电侧封头的加工策略。选择了一条最优的加工路径，确定了夹具、加工区域及工艺基准、加工余量及刀具的种类、参数等，并作了加工误差分析。设计了大型数控回转工作台，配合机床实现侧封头的五轴联动数控加工，同时详细介绍了机床的机械结构、测量系统、设备润滑系统以及电气控制系统。本文采用具有远程功能的SIEMENS840D数控操作系统，可通过网络实现在异地对机床进行故障诊断，针对主机进行了干扰源分析，且提出了相应的抗干扰措施。该专用机床可大幅提高核电侧封头的加工效率、表面几何精度及尺寸精度。不仅可解决我国第三代核电发展急需的关键装备，而且对重型、超重型装备的研究开发和产业化制造提供了一定的参考价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 引言  8-10
  1.2 课题来源的背景  10-11
  1.3 国内外研究现状与不足  11-14
  1.4 课题意义与研究内容  14-16
    1.4.1 课题研究的意义  14-15
    1.4.2 本文研究的主要内容  15-16
2 机床的总体方案设计  16-36
  2.1 机床的总体要求与主要参数  16-17
    2.1.1 机床总体要求  16-17
    2.1.2 主要参数  17
  2.2 侧封头的加工方案  17-21
  2.3 机床的主体结构与传动原理  21-24
    2.3.1 机床主体结构  21-23
    2.3.2 传动原理分析  23-24
  2.4 侧封头加工工艺的规划  24-35
    2.4.1 毛坯及夹具的选择  24-26
    2.4.2 加工区域及工艺基准  26-28
    2.4.3 加工余量及加工刀具  28-32
    2.4.4 加工方法及进/退刀的确定  32-33
    2.4.5 加工路线的确定  33-34
    2.4.6 加工误差分析  34-35
  2.5 本章小结  35-36
3 机床主要功能部件的设计  36-53
  3.1 主要部件的设计  36-40
  3.2 铣削力计算及电机的选择  40-42
    3.2.1 铣削力及铣削功率的计算  40-42
    3.2.2 主轴电机的选择  42
  3.3 数控回转工作台的设计  42-49
    3.3.1 数控回转工作台的基本功能要求  42-43
    3.3.2 传动方案分析  43-45
    3.3.3 数控回转工作台的结构与原理  45-46
    3.3.4 关键部件的设计  46-49
    3.3.5 工作台的润滑及密封  49
  3.4 测量系统设计  49-51
    3.4.1 测量系统的功能要求  49-50
    3.4.2 测量方法  50-51
  3.5 设备润滑系统  51-52
  3.6 本章小结  52-53
4 机床电气控制系统设计  53-61
  4.1 电气控制系统概述  53-55
  4.2 电气控制系统总体要求与基本参数  55
    4.2.1 电气控制系统总体要求  55
    4.2.2 电气控制系统基本参数  55
  4.3 SIEMENS 840D 数控系统  55-58
  4.4 干扰源与抗干扰措施  58-60
    4.4.1 干扰源分析  58
    4.4.2 抗干扰措施  58-60
  4.5 本章小结  60-61
结论  61-63
参考文献  63-65
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  65-66
致谢  66-67

核电堆内构件侧封头加工抛光专用成套装备设计

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