【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属管件成形加工，具体涉及一种锆合金燃料组件导向管的高精度制备装置和方法。
技术介绍
1、核反应堆用控制棒导向管是燃料组件骨架中供控制棒、可燃毒物或中子源棒、阻流塞棒插入的管件。具有为控制棒运动提供导向和为控制棒下落提供缓冲的功能。常用的核燃料组件导向管的结构为壁厚不变，内外径同时呈阶梯状变化，如afa2g组件用导向管。锆合金控制棒导向管具有很好的耐腐蚀性和高温强度，能够满足核反应堆的高温高压核高辐射环境要求。
2、旋锻冷成形加工工艺可以高效、经济地生产缩径结构部件。多个有锥度的锻锤同时快速连续作用于一个工件上，工件作旋转与轴向移动，配合管内芯棒实现局部管材缩径的目的。然而，为了获得不同变径规格管材，需要更换相应规格的旋锻锻锤，增加了制造成本，同时由于锆合金管材在旋锻过程中与锻锤模具发生快速的相对转动产生摩擦，增加了成形管材表面的粗糙度，降低了表面质量，而且旋锻过程中多向锻锤径向锻造锆管，造成锻锤间隙管材的外圆圆度会发生少量偏差。为了获得较好的圆度和表面光洁度，以往都需要单独对旋锻后的管材表面进行额外的车削、规圆和打磨处理，但是对于较长的(2米)燃料组件导向管受车床导轨尺寸的限制无法进行二次车削加工。
3、因此，为了解决现有问题，提高锆合金燃料组件导向管的产品圆度和表面质量，有必要提供一种能够可调角度锻锤实现不同变径规格旋锻高精度成形的旋锻方法和附件装置，实现旋锻过程中对不同规格变径段的精确成形及表面处理一体化加工工艺。
技术实现思路
1、本专
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种锆合金燃料组件导向管的高精度制备装置，其特征在于，该装置包括旋锻组件，所述旋锻组件包括上下对称设置的两个结构相同的可调角度旋锻器，所述可调角度旋锻器包括移动板，所述移动板上设置有多个连接杆，每个所述连接杆上均设置有锻锤，所述旋锻组件旁侧设置有与旋锻组件同轴线的花盘座，所述花盘座上设置有与花盘座同轴线的打磨筒，所述打磨筒上对称安装有两根朝向打磨筒轴线的螺纹杆，两根所述螺纹杆在打磨筒内部一端均安装有规圆打磨块，所述装置还包括穿过旋锻组件和花盘座且同轴线的芯棒，以及对锆合金管进行装卡和旋转的固定套。
3、上述的一种锆合金燃料组件导向管的高精度制备装置，其特征在于，所述连接杆与移动板活动连接，所述连接杆的数量为三个，且锻锤的数量为三个，三个所述锻锤下部之间通过销钉连接，三个所述锻锤分别为：第一锻锤、第二锻锤和第三锻锤，所述第一锻锤的纵截面为长方形，所述第二锻锤的纵截面为四边形，所述第三锻锤的纵截面为三角形，所述第一锻锤底面与旋锻组件轴线的距离大于第三锻锤底面与旋锻组件轴线的距离。
4、上述的一种锆合金燃料组件导向管的高精度制备装置，其特征在于，所述螺纹杆与打磨筒活动连接，且打磨筒内部的螺纹杆上套装有弹簧，所述规圆打磨块朝向旋锻组件一端开设有坡口。
5、另外，本专利技术还提供了一种锆合金燃料组件导向管的高精度制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
6、步骤一、旋锻组件的调整：根据锆合金燃料组件导向管的变径规格要求，通过连接杆调整第一锻锤、第二锻锤和第三锻锤的位置，使第一锻锤底面与旋锻组件轴线的距离大于第三锻锤底面与旋锻组件轴线的距离，且使第二锻锤的底面为斜线，得到旋锻组件调整后的装置；
7、步骤二、锆合金管的旋锻变径：将锆合金管安装在步骤一中得到的旋锻组件调整后的装置的芯棒上，并与固定套装卡，然后驱动固定套和花盘座对向旋转，再通过固定套使锆合金管进入旋锻组件进行旋锻，得到具有变径段的锆合金管；
8、步骤三、锆合金管变径段的规圆和打磨：将步骤二中得到的具有变径段的锆合金管中的变径段进入规圆打磨块，进行规圆和打磨，得到高精度锆合金燃料组件导向管。
9、本专利技术根据锆合金燃料组件导向管的变径规格要求加工锻锤，将锻锤安装到旋锻设备上，规圆打磨筒通过螺栓固定在旋锻设备的花盘座上，然后将锆合金管材固定在固定套上，确保锆合金管平稳的安装在主轴线上；然后选择合适的旋锻成形工艺，电机驱动花盘座，实现锆合金变径管的旋锻成形；成形后的变径段随即进入固定在旋转体上的规圆打磨筒内实现规圆和表面处理，随旋锻过程的花盘座的旋转而旋转，通过螺纹杆固定在打磨筒上的打磨块与管材表面接触，在旋转的过程中实现锆合金变径段的规圆和表面打磨，提高锆合金导向管表面质量。
10、上述的方法，其特征在于，步骤三所述高精度锆合金燃料组件导向管外径的尺寸误差小于0.05mm。
11、本专利技术中锆合金管进行旋锻的给进量为10mm/min～15mm/min，旋转速度为500r/min～600r/min，花盘座的旋转速度也为500r/min～600r/min且与锆合金管旋转方向相反，规圆打磨块表面的粒度为600目～1000目。
12、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
13、1、本专利技术通过两个结构相同的可调角度旋锻器组成旋锻组件，实现对不同规格的锆合金管的部分旋锻从而实现部分变径，并且根据变径规格调整其角度来实现不同尺寸的变径，通过设置规圆打磨块对锆合金管变径部分进行规圆和打磨，改善旋锻锆合金管的成形精度和表面质量，将锆合金管制备为锆合金燃料组件导向管，实现锆合金燃料组件导向管的旋锻、规圆、打磨一体化，并且快速成形，提高锆合金燃料组件导向管的生产效率和产品率，最终获得成形精度高的锆合金燃料组件导向管。
14、2、本专利技术通过设置花盘座使花盘座带动打磨筒转动，从而带动打磨筒中设置的规圆打磨块转动，实现规圆和打磨，并且花盘座的转动方向和锆合金管的转动方向相反，提高了规圆和打磨的效果。
15、3、本专利技术通过设置三个连接杆分别固定第一锻锤、第二锻锤和第三锻锤，三块锻锤的角度调节通过控制连接杆的移动实现，通过调节锻锤间的角度实现不同变径规格的锆合金燃料组件导向管旋锻变径，且三个锻锤下部之间通过销钉连接，使三个锻锤形成整体在旋锻时下部的平面满足变径的要求。
16、4、本专利技术通过控制使第一锻锤的纵截面为长方形，且第一锻锤底面与旋锻组件轴线的距离大于第三锻锤底面与旋锻组件轴线的距离，保证了锆合金燃料组件导向管非变径段和变径段的旋锻，通过控制第二锻锤的纵截面为四边形，并由于三个锻锤下部之间通过销钉连接，第二锻锤在第一锻锤和第三段锤之间形成一个斜面，提供了变径段的斜面，并且通过控制第三锻锤的纵截面为三角形，为第二锻锤预留位置，保正了第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锆合金燃料组件导向管的高精度制备装置，其特征在于，该装置包括旋锻组件(1)，所述旋锻组件(1)包括上下对称设置的两个结构相同的可调角度旋锻器，所述可调角度旋锻器包括移动板(1-1)，所述移动板(1-1)上设置有多个连接杆(1-2)，每个所述连接杆(1-2)上均设置有锻锤，所述旋锻组件(1)旁侧设置有与旋锻组件(1)同轴线的花盘座(2)，所述花盘座(2)上设置有与花盘座(2)同轴线的打磨筒(3)，所述打磨筒(3)上对称安装有两根朝向打磨筒(3)轴线的螺纹杆(4)，两根所述螺纹杆(4)在打磨筒(3)内部一端均安装有规圆打磨块(5)，所述装置还包括穿过旋锻组件(1)和花盘座(2)且同轴线的芯棒(6)，以及对锆合金管(7)进行装卡和旋转的固定套(8)。
2.根据权利要求1所述的一种锆合金燃料组件导向管的高精度制备装置，其特征在于，所述连接杆(1-2)与移动板(1-1)活动连接，所述连接杆(1-2)的数量为三个，且锻锤的数量为三个，三个所述锻锤下部之间通过销钉连接，三个所述锻锤分别为：第一锻锤(1-3)、第二锻锤(1-4)和第三锻锤(1-5)，所述第一锻锤(1-3)的纵
3.根据权利要求1所述的一种锆合金燃料组件导向管的高精度制备装置，其特征在于，所述螺纹杆(4)与打磨筒(3)活动连接，且打磨筒(3)内部的螺纹杆(4)上套装有弹簧(4-1)，所述规圆打磨块(5)朝向旋锻组件(1)一端开设有坡口。
4.一种利用如权利要求1～3中任一权利要求所述装置高精度制备锆合金燃料组件导向管的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤三所述高精度锆合金燃料组件导向管外径的尺寸误差小于0.05mm。
...【技术特征摘要】
1.一种锆合金燃料组件导向管的高精度制备装置，其特征在于，该装置包括旋锻组件(1)，所述旋锻组件(1)包括上下对称设置的两个结构相同的可调角度旋锻器，所述可调角度旋锻器包括移动板(1-1)，所述移动板(1-1)上设置有多个连接杆(1-2)，每个所述连接杆(1-2)上均设置有锻锤，所述旋锻组件(1)旁侧设置有与旋锻组件(1)同轴线的花盘座(2)，所述花盘座(2)上设置有与花盘座(2)同轴线的打磨筒(3)，所述打磨筒(3)上对称安装有两根朝向打磨筒(3)轴线的螺纹杆(4)，两根所述螺纹杆(4)在打磨筒(3)内部一端均安装有规圆打磨块(5)，所述装置还包括穿过旋锻组件(1)和花盘座(2)且同轴线的芯棒(6)，以及对锆合金管(7)进行装卡和旋转的固定套(8)。
2.根据权利要求1所述的一种锆合金燃料组件导向管的高精度制备装置，其特征在于，所述连接杆(1-2)与移动板(1-1)活动连接，所述连接杆(1-2)的数量为三个，且锻锤的数量为...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨智伟，刘承泽，吴金平，贾鑫，
申请(专利权)人：西安稀有金属材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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