专利名称：制作铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体的机械加工工艺方法
技术领域：
本发明涉及核辐射防护屏蔽体制造工艺技术，具体说涉及辐射防护屏蔽 体的机械加工工艺方法。
背景技术：
核反应堆的辐射防护屏蔽体，通常采用铅或水泥构件制作，主要用于中 子和Y射线综合辐射场的屏蔽。对于要求体积小重量轻的核反应堆，就不能 采用这种材料制作防护屏蔽体。目前，主要是采用铅硼聚乙烯作辐射防护屏 蔽体的制作材料。即便是小型反应堆的辐射防护屏蔽体，通常也是外径约为
5米、高4米多的圆柱形体。用铅硼聚乙烯材料加工制造这样大的圆柱形屏 蔽体，必须将具有一定长度与厚度的铅硼聚乙烯平板加工成圆弧形表面 段，或其它形状的曲面段，再将多段铅硼聚乙烯圆柱面或其它形状的曲 面段组合成防护屏蔽体。按照传统的械加工方法，须购置价格为460—500 万元、规格为6300 mm的立式车床，还要有相应的生产厂房建设和吊装等配 套设备的增添，这不仅给机械加工带来很大的困难，也需要支付一筆数额很 大的设备投入成本。
现有传统的铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体的机械加工方法是 第一步，对待加的铅硼聚乙烯板材按图纸放样划线，包括形状线、钻孔 位置线等；
第二步，将经过放样划线的板材置放在钻床上钻出连接孔； 第三步，根据加工图纸的尺寸要求将钻孔后的板材连接组装在一起，构 成用作车、銑削的工件；
第四步，在组装工件上划出车、铣加工的位置线；
第五步，在铣床上铣出满足图纸尺寸的组装工件的搭接口；
第六步，用工装将工件装夹在规格符合工件要求的立车上，分段车削组
装工件的内、外径表面，使之满足设计图纸要求的圆柱形表面段；由于工件 的加工余量大，内外径都须粗、精加工；况且工件质量重达160~800公斤， 找正难度大；
第七步，对辐射防护屏蔽体检修用的过孔、管道过孔镗孔； 第八步，将加工成圆柱形表面段的工件，组装成辐射防护屏蔽体。 这种加工方法的缺点或存在的问题是
(1) 有手工划线，找正精度和加工精度不高；
(2) 铣搭接口和车内外径均需大型设备才能满足工件图纸要求，设备投 资大；
(3) 机械加工时找正难度大，因工件质量重达500-800公斤；
(4) 由于构件为高分子复合材料，弹性和塑性变形大，装夹困难；
(5) 多次重复装夹累计误差大，精度控制难；
(6) 车削加工需工装，且尺寸规格大，再加工工装找正难。
发明内容
本发明的目的是提供一种制作铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体的机械加工 工艺方法，用以克服传统机加工铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体存在的问题。 本发明的目的是通过实施下述机械加工工艺方法实现的。 制作铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体的机械加工工艺方法，有以下工序 第一道工序，将待加工的铅硼聚乙烯板用模板对其钻削连接孔； 第二道工序，将待加工已钻孔的铅硼聚乙烯板，置于已完成工装安装的 数控机床上装夹；
第三道工序，将已上工装的铅硼聚乙烯板，用数控机床按图纸要求编制 的数控加工程序先粗、后精铣出工件的形状；
第四道工序，在铣床上对已铣出形状的铅硼聚乙烯工件分段铣高； 第五道工序，将完成加工的铅硼聚乙烯工件，组装成辐射防护屏蔽体； 第六道工序，对辐射防护屏蔽体镗孔，用作检修用的过孔和穿管过孔。 本发明铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体的机械加工方法的特点是利用专用
用相应规格的数控机床，编制与执行数控加工程序完成的。具体表现在
1) 由于铅硼聚乙烯为复合材料，材料中均布有碳化硼陶瓷粉末，其机 加工特性较差，可以通过合理选择特殊材质或镀层的刀具与切削量得到解 决。
2) 由于待加工的铅硼聚乙烯块，为质量为160~800Kg，根据成组技术 将其分解成满足图纸和技术条件要的厚度为5 40mrn，质量为其1/12 ~ 1/36 的铅硼聚乙烯板片块。
3) 根据铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体构件的实际尺寸和形状，将已加工 出的铅硼聚乙烯板片块分解为两类进行粗、精加工-
一类是将已加工出的相同尺寸的铅硼聚乙烯板片块，直接组装成块后再 上工装按图纸要求进行加工；
另一类是将已加工出的铅硼聚乙烯板片块，根据尺寸的不同进行分类上 工装后按图纸要求进行加工，再将这些加工后的片块组装成满足图纸设计要 求的铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体构件。
本发明铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体机械加工方法的优点在于
第一，使机加工的工艺流程得到简化，减少了工人劳动强度，提高了加 工件的质量，节省了原材料，降低了制造铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体的成本; 在现有的常规加工方法中必须进行下料、划线，且粗、精加工分开进行，由 于粗、精加工靠工人手工找正操作机床进行，受人为因素响影较大使加工件 质量得不到保障，原材料的浪费较严重。在本发明加工工序中省去了下料、 划线工序，且将粗、精加工两道工序合在一起，加工过程中靠工装夹具定位、 通过程序控制的数控机床加工，使加工件的质量得到可靠保障。
第二，减少了投资，包据设备、厂房和相应配套设施等投资；用本发明 机加工方法制造出来的铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体构件，拼装成外径为& 4800—5000 mm、内径为(b4320—4400 mm的柱形辐射防护屏蔽体，所用数控 设备XK5750/2包括制造软件CAXA等在内共为56万元，生产场地为普通 车间；而用现有传统的机械加工方法拼装成这样的柱形辐射防护屏蔽体，需 用价值为460万人民币、规格为6300iM的立式车床，还需要配有其它相应 的大型厂房建设和吊装等配套设备，投资是相当大的。
图1为本发明加工自由曲面片块的工装使用示意图
图2为本发明加工扇形片块的工装使用示意图
图中标记1为被加工的铅硼聚乙烯板工件，2为加工弧形片块工件的压板，
3为用于加工弧形片块的工装板，4为压紧螺栓，5为机床工作台，6为工装 板及工件上装插压紧螺栓用于压紧工件的螺栓孔，7为将工装板固定于机床 工作台上的安装孔，8为支腿，9为压紧螺母，IO为螺杆，ll为加工自由曲 面片块工件的压板，12为被加工成自由曲面片块的铅硼聚乙烯板工件，13 为组合工装。
具体实施例方式
实施例l:自由曲面屏蔽体的加工
(1) 将铅硼聚乙烯板用钻孔模板钻削连接孔；
(2) 组装成满足加工图纸要求的铅硼聚乙烯块；
(3) 利用在数控设备的专用工装夹具13 (工装已完成找正和定位基准坐 标的设定)将工件紧固，用百分表找正待加工件；
(4) 用对应的编制好的数控加工程序在数控设备上完成内弧面的粗、精 加工；
(5) 转动数控铣床的铣头使主轴的轴线与机床Y轴平行，利用对应的编 制好的数控加工程序在数控设备上完成自由曲面的粗、精加工；
(6) 翻转工件180度，利用工装的左侧和前侧的基准面，用对应的编制 好的数控加工程序在数控设备上完成外弧面的粗、精加工；
(7) 在轻型龙门铣完成其余三个平面的加工，以数控加工的基准面进行; 所有加工的粗、精加工一并进行。
实施例2:扇形屏蔽体的加工
(1 )将铅硼聚乙烯板用钻孔模板钻削连接孔；
(2) 将专用工装夹具3安装在数控铣床上，完成找正和定位基准坐标的 设定；
(3) 将待加工已钻孔的铅硼聚乙烯板，置于已完成工装安装的数控机床 5上装夹；(4) 将已上工装的铅硼聚乙烯板，用数控机床按图纸要求编制的数控加 工程序先粗、后精铣出工件的形状； 一次装夹分别完成粗、精加工，包括特 殊型面的加工，其满足图纸和工艺要求；
(5) 在轻型龙门铣上完成块组装，并加工高度满足产品尺寸；
(6) 镗孔加工，有d)50mm、 (J)80咖、*630 mm等孔的加工；
(7) 使所有的屏蔽体工件组装后满足图纸要求。
权利要求
1、制作铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体的机械加工工艺方法，有以下工序第一道工序，将待加工的铅硼聚乙烯板用模板对其钻削连接孔；第二道工序，将待加工已钻孔的铅硼聚乙烯板，置于已完成工装安装的数控机床上装夹；第三道工序，将已上工装的铅硼聚乙烯板，用数控机床按图纸要求编制的数控加工程序先粗、后精铣出工件的形状；第四道工序，在铣床上对已铣出形状的铅硼聚乙烯工件分段铣高；第五道工序，将完成加工的铅硼聚乙烯工件，组装成辐射防护屏蔽体；第六道工序，对辐射防护屏蔽体镗孔，用作检修用的过孔和穿管过孔。
全文摘要
本发明公开了制作铅硼聚乙烯辐射防护屏蔽体的机械加工方法，有以下工序1)将待加工铅硼聚乙烯板用模板对其钻削连接孔；2)将待加工已钻孔铅硼聚乙烯板，置于已完成工装安装的数控机床上装夹；3)将已上工装铅硼聚乙烯板，用数控机床按图纸要求编制的数控加工程序先粗、后精铣出工件形状；4)在铣床上对已铣出形状的铅硼聚乙烯工件分段铣高；5)将完成加工的铅硼聚乙烯工件，组装成辐射防护屏蔽体；6)对辐射防护屏蔽体镗出作检修用的过孔和穿管过孔。优点是简化了机加工的工艺流程，降低了工人劳动强度，提高了加工件的质量，节省了原材料，减少了包据设备、厂房和相应配套设施的投资，降低了制造辐射防护屏蔽体的成本。
文档编号B23P15/00GK101186001SQ20071005066
公开日2008年5月28日 申请日期2007年11月30日 优先权日2007年11月30日
发明者晔 侯, 芳 李, 王晓敏, 莫远坤, 陶诗泉, 辉 青 申请人:中国核动力研究设计院