技术领域
[0001] 本
发明涉及核电站
反应堆压力容器主螺孔的修复，更具体地说，本发明涉及一种反应堆压力容器主螺孔修复方法。
背景技术
[0002] 请参阅图1和图2，在核电站中，反应堆压力容器10的
法兰面上有58个
螺纹尺寸为M155×4的主螺孔12，这些主螺孔12均布在Ф4350直径的圆周上。反应堆压力容器10在制造、安装、运行、维修等各个阶段，主螺孔12都可能发生损伤，因此需要进行修复。
[0003] 对于在现场安装中螺纹被损伤的主螺孔12，修复的常规手段是用手动膨胀梳刀修复，刀具采用适配M155×4全螺纹牙型的硬质
合金成型刀，刀具系统通过杠杆来平衡自身重量，由手工驱动进给。虽然膨胀梳刀可以通过调整膨胀梳刀涨刀量实现对螺纹的简单修复，但由于是手工操作，切削力不可能很大，所以切削量很小，只能对微小的
缺陷进行修复，修复后螺纹的中径仍在公差范围内。可见，该方法无法对螺纹损伤比较大的主螺孔12进行修复。
[0004] 对于损伤严重的主螺孔12，使用常规手段（梳刀、打磨）无法修复时，需在原螺纹M155×4的
基础上扩孔至M157×4才可完全消除缺陷，以满足反应堆压力容器在核电站全寿期的使用要求。采用
镗床低速镗螺纹的工艺技术，可以实现沿原
螺纹切削线对主螺孔12进行扩孔返修。请参阅图3和图4，将低速螺纹镗床固定在反应堆压力容器10的法兰面上，将镗刀22与主螺孔12的螺纹对中后，即可实现加工。但是，由于镗床的镗刀22只能绕机床的
主轴24旋转，镗刀22和拖板26的圆周运动由机床主轴24的旋转带动，考虑到设备的刚性，主轴24只能做低速旋转，因此切削速度很低，这会使加工出的螺纹表面粗糙度较大。
[0005] 有鉴于此，确有必要提供一种能够对损伤严重的主螺孔进行高效精确修复的反应堆压力容器主螺孔修复方法。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于：提供一种高效精确的反应堆压力容器主螺孔修复方法，以实现对损伤严重的主螺孔进行现场扩孔修复。
[0007] 为了实现上述发明目的，本发明提供了一种反应堆压力容器主螺孔修复方法，其采用旋
风铣削加工机对损伤严重的反应堆压力容器主螺孔进行微量的扩孔修复。
[0008] 作为本发明反应堆压力容器主螺孔修复方法的一种改进，其包括以下步骤：1）加工机安装：采用工装连接的方式将旋风铣削加工机安装在反应堆压力容器的法兰面上；2）找正：将旋风铣削加工机的机床主轴调整至和待返修主螺孔的轴线重合；3）对刀：将旋风铣削加工机的成型刀对准原螺纹切削线；4）切削加工：按从上到下的切削方向进行螺纹的切削加工。
[0009] 作为本发明反应堆压力容器主螺孔修复方法的一种改进，步骤1）所述的工装连接是将工装
螺栓插入与待加工的主螺孔相邻的两个螺孔中，将工装连接板安装在反应堆压力容器的法兰面上，再将旋风铣削加工机安装在工装连接板上。
[0010] 作为本发明反应堆压力容器主螺孔修复方法的一种改进，步骤2）找正后，使用工装连接板上的
压板固定住旋风铣削加工机，并再次复核机床主轴和主螺孔的
同轴度。
[0011] 作为本发明反应堆压力容器主螺孔修复方法的一种改进，所述步骤2）的具体步骤为，在旋风铣削加工机的主轴上安装一个百分表，使百分表的伸出端
接触待加工主螺孔的上光孔和下光孔的孔壁，通过旋转主轴来读取百分表的跳动值，来将旋风铣削加工机的机床调节至与主螺孔同轴。
[0012] 作为本发明反应堆压力容器主螺孔修复方法的一种改进，所述步骤3）的对刀步骤为：先脱开旋风铣削加工机的传动箱和
丝杠，使传动箱可以进行无级的上下运动，然后驱动旋风铣削加工机，使
铣刀盘的成型刀移动到主螺孔上部未被损伤的螺纹处进行对刀，使用
内窥镜目视观察成型刀的外轮廓线是否与螺纹牙型贴合；调整成型刀和螺纹牙的贴合度后，
锁定传动箱和丝杠的
啮合装置，保证传动箱转动一圈就上下移动一个
螺距。
[0013] 作为本发明反应堆压力容器主螺孔修复方法的一种改进，所述步骤3）对刀后，为了复核对刀的准确性，需选择未被损伤的螺纹段，将成型刀上下移动一定深度后停机，径向进刀并观察成型刀的外轮廓线是否与螺纹牙型贴合；对刀
位置至少在
螺纹孔的上、中、下三处进行，每处对刀在互相垂直的四个方向上进行。
[0014] 作为本发明反应堆压力容器主螺孔修复方法的一种改进，所述步骤4）的切削加工参数为：主轴的转速为1.5rpm，轴Ⅱ的转速为810rpm，每次的径向进刀量为0.1mm；当剩余切削量≤0.15mm时，需根据螺纹目标中径值，计算剩余切削量后再决定进刀量，必要时走空刀对螺纹进行修正。
[0015] 作为本发明反应堆压力容器主螺孔修复方法的一种改进，所述步骤4）切削加工时，每完成一次走刀后，需避开损伤的螺纹，对所切螺纹的上、中、下三个部分的螺纹，分别在0～180度、45～225度、90～270度和135～315度的位置测量1扣螺纹的中径；切削加工完成后，对螺纹进行目视检查、通止规检查和中径测量的一种或几种检查。
[0016] 作为本发明反应堆压力容器主螺孔修复方法的一种改进，所述步骤4）切削加工时，每进刀两次后，需更换成型刀片并检查刀片端跳，要求端跳小于0.04mm；试切时采用空冷加油冷，正常切削时采用乳化液冷却。
[0017] 与
现有技术相比，本发明不仅修复速度高、加工效率快，而且所加工出的螺纹表面粗糙度小，修复工作也因不受场地和结构的限制而可在现场进行。
附图说明
[0018] 下面结合附图和具体实施方式，对本发明反应堆压力容器主螺孔修复方法、有益效果进行详细说明，其中：
[0019] 图1为核电站反应堆压力容器的结构示意图。
[0020] 图2为核电站反应堆压力容器的俯视示意图。
[0021] 图3为对主螺纹孔进行镗床切削扩孔的结构示意图。
[0022] 图4为对主螺纹孔进行镗床切削扩孔的俯视示意图。
[0023] 图5为本发明所使用的旋风铣削加工机的结构示意图。
[0024] 图6为图5中的铣刀盘的结构示意图。
[0025] 图7为待修复的主螺孔结构示意图。
[0026] 图8本发明反应堆压力容器主螺孔修复方法的加工机安装示意图。
[0027] 图9和图10为本发明反应堆压力容器主螺孔修复方法的找正示意图。
[0028] 图11为本发明反应堆压力容器主螺孔修复方法的对刀示意图。
具体实施方式
[0029] 为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本
说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
[0030] 为了实现对损伤严重的主螺孔进行高效精确的修复，本发明提供一种利用旋风铣削的方式对损伤严重的主螺孔进行现场扩孔的方法。为便于说明，以下首先对旋风铣削技术及相关工具进行简单描述。
[0031] 旋风铣削
内螺纹是一种加工大尺寸内螺纹孔的方法，它采用装在高速旋转刀盘上的硬质合金成型刀，在螺纹底孔已经加工完成的
工件上铣削出完整的内螺纹，因铣削速度高、加工效率快而得名，普遍用于在制造厂内加工大尺寸内螺纹。
[0032] 请参阅图5和图6所示，本发明采用的旋风铣削加工机是立式便携式多功能内螺纹加工机，其包括传动箱60、主轴套62、偏心座64、铣刀盘66和万向
传动轴68。
[0033] 传动箱60通过丝杠与进给
电机连接，主轴套62装设于传动箱60内，偏心座64固设于主轴套62的一端而将其封口。偏心座64由
齿轮组带动而做低速圆周运动。
[0034] 铣刀盘66包括装设部660、刀盘662和成型刀664。装设部660上开设有横向贯穿的装设孔666，刀盘662固设在装设部660的一端，成型刀664刀刃向外地均匀排布在刀盘662的圆周上。成型刀664采用的是适配M155×4全螺纹牙型的硬质合金成型刀。
[0035] 铣刀盘66的装设部660安装在偏心座64上偏离圆心处，其刀盘662自偏心座64向远离主轴套62的方向伸出。
[0036] 万向传动轴68由主电机带动，其装设于主轴套62内，并与铣刀盘66的装设部连接。
[0037] 使用时，主电机通过万向传动轴68带动铣刀盘66绕轴Ⅱ高速旋转做主切削运动，进给电机通过丝杠带动传动箱60做轴向进给运动，同时通过齿轮组带动偏心座64绕主轴Ⅰ做低速圆周运动：偏心座64绕主轴Ⅰ每旋转一周，传动箱60就移动一个螺距长的距离，从而与切削运动合成为内螺纹的加工运动。其中，螺距可根据加工的螺纹规格不同作相应调整，轴Ⅱ可在偏心座64内作径向移动，使铣刀盘66实现径向进给，从而加工出不同尺寸的螺纹。
[0038] 请参阅图7所示，待修复的主螺孔12包括上光孔120、螺纹孔122和下光孔124。上光孔120、螺纹孔122和下光孔124为同轴孔，三者的轴线即主螺孔12的轴线；螺纹孔122的螺纹尺寸为M155×4。由于主螺孔12在安装过程中损伤严重，通过疏刀或打磨均不能修复，因此必须采取沿原螺纹切削线进行扩孔的方式进行修复，即将螺纹由M155×4加工到M157×4。
[0039] 本发明使用立式便携式多功能内螺纹加工机对反应堆压力容器主螺孔进行修复的步骤为：
[0040] 1）加工机安装：旋风铣削加工机通常采用的是电磁
吸附的方式固定在被加工工件上，本发明为了保证安装牢固而采用工装连接：请参阅图8，利用与待加工的主螺孔12相邻的两个螺孔12，使用工装螺栓70将一
块工装连接板72安装在反应堆压力容器10的法兰面上，之后将旋风铣削加工机安装在工装连接板72上；
[0041] 2）找正：旋风铣削加工机安装后需进行调整，使其主轴Ⅰ和待返修主螺孔12的轴线重合，为此，在旋风铣削加工机的主轴I上安装一个百分表74。请参阅图9和图10，使百分表74的伸出端分别接触待加工主螺孔12的上光孔120和下光孔124的孔壁，通过旋转主轴I来读取百分表72的跳动值，从而将旋风铣削加工机的机床调节至与主螺孔12同轴；找正后使用工装连接板72上的压板73（如图8所示）固定住旋风铣削加工机，并再次复核机床主轴I和主螺孔12的同轴度；
[0042] 3）对刀：因为要沿主螺孔12的原螺纹切削线进行切削，因此铣刀盘66的成型刀664必须对准原螺纹切削线：先脱开传动箱60和丝杠，使传动箱60可以进行无级的上下运动，然后驱动旋风铣削加工机，使铣刀盘66的成型刀664移动到主螺孔12上部未被损伤的螺纹处进行对刀，请参阅图11，使用内窥镜目视观察成型刀664的外轮廓线是否与螺纹牙型贴合；调整成型刀664和螺纹牙128的贴合度后，锁定机床传动箱60和丝杠的啮合装置，保证传动箱60转动一圈就上下移动一个螺距；为了复核对刀的准确性，选择未被损伤的螺纹段，将成型刀664上下移动一定深度后停机，径向进刀并观察成型刀664的外轮廓线是否与螺纹牙型贴合；对刀位置至少在螺纹孔122的上、中、下三处进行，每处对刀在互相垂直的四个方向上进行；
[0043] 4）切削加工：按从上到下的切削方向进行螺纹的切削加工，主轴Ⅰ的转速为1.5rpm，轴Ⅱ的转速为810rpm左右，每次的径向进刀量为0.1mm；试切时采用空冷加油冷，正常切削时采用乳化液冷却；每完成一次走刀后，避开损伤的螺纹，对所切螺纹的上、中、下三个部分的螺纹，分别在0～180度、45～225度、90～270度和135～315度的位置测量
1扣螺纹的中径；每进刀两次后，更换刀片并检查刀片端跳，要求端跳小于0.04mm；当剩余切削量≤0.15mm时，根据螺纹目标中径值φ154.58，计算剩余切削量后再决定进刀量，必要时走空刀对螺纹进行修正；加工完成后，通过目视检查、通止规检查和中径测量等方式对螺纹进行检查。
[0044] 综上所述，本发明反应堆压力容器主螺孔修复方法通过旋风铣削的方式，将反应堆压力容器主螺孔12从M155×4扩孔至M157×4，进而消除原螺纹上存在的使用常规手段无法修复的缺陷。与现有技术相比，本发明不仅修复速度高、加工效率快，而且所加工出的螺纹表面粗糙度小，修复工作也因不受场地和结构的限制而可在现场进行。
[0045] 根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和
修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的
权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
