浅析核电门零件机械加工中的变形及控制措施

骆宏煦

台山平安五金制品有限公司

浅析核电门零件机械加工中的变形及控制措施

骆宏煦

台山平安五金制品有限公司

零件在机械加工过程中所产生的变形，是影响其制造质量的一个重要因素。通过对核电门零件机械加工中产生的变形进行探讨分析，找出变形产生的几种因素，并针对这些因素提出有效的控制措施，以消除机械加工变形对零件所产生的影响。保障核电门零件在机械加工过程中的质量。

核电门；机械加工变形；控制措施

前言

核电门作为核电设备的其中一种，是核电厂的人与设备进入各个厂房的首个屏障，同时作为阻碍核电厂内辐射物、气流和其他污染物流向外界的最后保障，承担核电厂各类厂房的屏蔽、防辐射、气密、抗震、防飓风等功能。核电门的制造过程须严格按照相应法规的要求，保证制造质量。核电门零件制造过程中所涉及的机械加工就是其中一个重要的环节，机械加工中的主要影响因素是加工变形。一旦发生变形，将会导致零件的实际尺寸公差与设计不符合，从而影响零件的质量。通过对机械加工零件变形现象产生的原因进行分析，找出有效的控制措施，避免对制造过程中的制造质量产生的影响。通过分析及验证，制定相应的机械加工工艺。为保障核电门零件机械加工过程的产品质量提供保证。

1　、核电门零件及机械加工的分析

核电门根据功能的不同，在结构设计、外形尺寸方面都不相同，但基本可综合分类为：门扇、门框、铰链、门栓等主要类型零件。而这些类型的零件中，在机械加工时容易发生变形的典型零件又可以归类为：细长轴类、薄壁套筒类、大面积拼焊板类、薄板箱框结构类。核电门零件主要是采用：冲剪、锯削、刨削、铣削、磨削、钻削、镗孔、车削、折弯、辊圆、成形等机械加工方式进行加工。

2　、核电门零件机械加工中的变形原因探索

2.1热处理导致产生变形

对于细长轴类零件，加工过程中的长径非常小。需要对零件进行热处理操作。经过热处理的零件在后期的放置过程中，容易产生变形问题。具体表现在： （1） 零件中间鼓出一部分，加大了其平面偏差；（2）热处理后零件在放置的过程中受到各种客观存在因素的影响，产生了一定程度的弯曲问题。这些变形问题产生的原因主要有： （1） 经过热处理后的零件内部的内应力发生了变化； （2） 实际操作中技术人员对于零件的结构稳定性了解太少，加大了零件变形现象出现的几率。

2.2装夹导致产生变形

对于套筒类零件，目前机械加工主要使用车削为主。此类零件本身的刚性不足，在装夹的过程中，很容易因为坯件的原因而找不准正确的装夹点，当零件上有几个装夹作用力时，容易引起装夹变形。特别是四爪卡盘，在实际的作用过程中容易产生零件变形。

2.3内应力导致产生变形

对于大面积拼焊板类零件，由于焊接的过程熔融金属重复产生高温-冷却过程，焊缝组织存在受拉的内应力，这种内应力如果没有得到释放，容易在后工序或者存放的过程中产生翘曲变形或者裂纹变形。这些变形问题产生的原因主要有： （1） 经过拼焊后的零件焊缝内部存在内应力 （2） 实际操作中没有对零件的内应力进行很好的释放。

2.4外力作用下导致的弹性变形

对于薄板箱框结构类的零件，加工过程中出现弹性变形现象。主要原因包括： （1）此类结构的零件自身的结构有不稳定，对于操作方法有着较高的要求。加工过程中操作人员忽略了这些构件的加工要求，引起了弹性变形问题； （2） 加工中对于零件的定位不合理，降低了零件的刚性强度； （3） 加工过程中切削力的存在引起了零件的弹性变形问题。这些方面的不同内容，客观地说明了外力作用下对于机械加工零件加工质量的影响。

3　、主要的控制措施

3.1选择热处理后限型方式进行控制

热处理后需要采取技术人员可靠的限型方式，提高加工零件的刚度，限制其变形现象的产生，避免零件加工过程中出现变形过大的现象。在具体的处理过程中，操作人员需要根据零件的功能特性，选择可靠的限型热处理措施，增强零件的安全可靠性。

3.2选择合适的装夹方式及控制坯件质量

为了避免机械零件在具体的加工过程中出现变形现象，需要技术人员在各种设备具体操作的过程中，采取可靠的措施提升坯件质量，确保上工序加工完成后得到的零件能够符合零件技术要求，为后期零件的机械加工提供可靠的坯料质量保证。基于此，对于不同类型的毛胚，加工之前操作人员需要对其质量进行必要地检查，对于其中存在问题的坯件进行及时地更换，避免加工过程中出现零件变形现象。同时，零件加工之前操作人员需要对加工设备的结构特点进行选择合适的装夹方式，确保装夹的零件在机械加工的过程受力均匀且稳固。

3.3选择减少内应力的工艺及对矫形控制

大面积的拼焊板因反复的高温冷却加热，存在内应力。选择合适的焊接方法，减少内应力的产生，比如间断施焊、对称焊接等。焊接后采用合理的热处理方法，对焊缝进行释放内应力。当拼板产生变形后，采用热铆方式进行反变形的矫形控制。

3.4选择合适的加工工艺参数控制

薄板箱框式的零件因本身结构的限制，当受到切削力时，容易产生弹性的变形，通过合理选择结构的定位，结合适宜的装夹。工艺参数选择分粗、精加工。刀具的主偏角和前角选择较大的，粗加工时，背吃刀量和进给量选择取大些，当精加工时，吃刀量一般选择在0.2～0.5mm，进给量一般选择在0.1～0.2mm/r，切削速度6～12m/min，精加工时用尽量高的切削速度，使用高速刀具，利用切屑带走部分热量，减少切削热量的产生。另外，选择合理的切削液，提高刀具的耐用度和加工表面质量。

结束语

机械加工零件变形问题，导致零件的实际尺寸公差与设计不符合，对零件后工序的正常制造过程产生质量问题，甚至为产品质量埋下了安全隐患。不但造成加工浪费，还加大了加工成本，而且也为零件使用寿命的带来明显的影响。通过对机械加工零件变形问题的原因分析，了解其产生的原因并制定有效的控制措施，采取合理科学的应对措施消除机械加工变形现象带来的不利影响，为核电门零件的机械加工制造提供可靠的质量保障，整体保证核电门的产品质量。

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