A
。
JO
C S
2i 5±r
图i
w 形板结构简匿
详图
215±1
引言
AP 1000主要采用美国西屋公司设计的先进非能动 压水堆核电技术，堆内构件（Reactor  Vessel  Internal
s , RVI )作为核岛主设备之一，是反应堆压力容器内为堆芯 部件提供支承、对中和导向，引导冷却剂流入和流出，为
堆内测量仪表提供导向和支承的结构部件。堆芯罩是堆 内构件内直接包容堆芯的腔体，由4块C 型板和4块W 型板 拼焊而成，其原材料均为牌号ASME  240 TP  304的不锈钢
板。由于传统的不镑钢板折弯工艺无法满足AP 1000 W 型 板的设计公差要求，我们通过大量的试验摸索、工装设 计，制定了行之有效的折弯方案，解决了 W 型板折弯的制 造难题。1
零件结构分析
如图1所示为W 形板的结构简图。总长4500 mm ，各台 阶角度为90°±30'，板厚为25.4 mm ，要求折弯后各台阶尺寸 控制在215±1 mm 之内，平面度<2.5 mm ，折弯角的圆弧段
为/?15.7 mm ，厚度 16±0.1 mm ，宽度29±1 mm (详见图 1)〇
由于在4500 mm 范围内，需要控制各台阶尺寸在
215±1 mm 之内，角度为90。土
30'，这对于折弯工艺、校正 工装及不锈钢板延伸率的控 制提出了严格的要求。2折弯工艺方案的确定 2.1折弯试验件的截面展开 图设计
利用如图2所示钢板做 折弯试验，材料为接近于产 品的06Crl 9Nil 0不锈钢板。
试验件尺寸：板厚25.4 mm ，长550 mm ，宽250 mm ，槽厚16
mm ，两槽中心尺寸为4。根据图3，W 形板折弯后的要求，以圆弧/?15.7的中性 层计算两段45°的弧长L 。
根据弧长计算公式
anR
'180 °
其中:L 是/?15.7中性层的45°弧长，
中性层半径，即15.7+(16+2)=23.7mm 。弧长L
为45。;/?为
airR
180
45x 3.14x 23.7
180
:18.605 m m 〇
不锈钢板的延伸率一般为0.3〜0.4，初步取中间值0.35 作为06Crl 9Nil 0不镑钢板的延伸率，则16 mm 厚不镑钢
板折弯后的延伸长度为16x 0.35=5.6 mn ^
确定折弯前两槽中心尺寸4为M =Z +2L -5.6=176.8+ 2x 18.605-5.6=208.41 mm 。
图4为试验件折弯后简图，L 为台阶尺寸J 为折弯角 的厚度。
2.2折弯试验件数据 分析
试验件折弯后经 测量(见图4)，L 的尺寸 为214.55 mm 』的尺寸 为15.2 mm 。虽然L 的尺
寸已经在215±1 mm 公 差范围内，但是相对中 间公差尚有0.45 mm 偏
250
图4试验件折弯后简图
in
16
25.4250
图2折弯试验件展开图机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
堆内构件W 型板折弯及校正技术分析
沈洁S 张亮2
(1.国核工程有限公司，上海200233; 2.上海第一机床厂股份有限公司，上海201308 )
摘要：W 形板是AP 1000堆内构件堆芯罩的重要零件之一，以折弯的形式冷加工而成，精度要求髙，折弯及校正难度大。不 锈钢板折弯技术以前是一种粗放型的加工方法，成型的尺寸公差、形位公差误差几毫米到几十毫米。文中介绍经大量试验验
证后的有效折弯方案，制造出公差在1mm 以内、完全满足AP 1000设计要求的堆芯罩W 型板。关键词：AP 1000; W 形板；不锈钢板；折弯；校正中图分类号:TG  306 文献标志码：B
文章编号：1002-2333( 2017 )08-0114-03
I +l v n I (N
114
2017 年第 8 期网址:www.jxgcs 电邮：
hrbengineer@163
4面11_1^面C 面R  LD 面五面
测量截面15
测量截面14
图8测量点分布图
25.4
图5 W 形板折弯前展开尺寸简图
、•-
T
测量截面2
X
测量截面1
o
s
o
m
机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
差。B 的尺寸超差。
经分析，0.45 mm
的偏差是由于不锈钢 板延伸率选择不当引 起的，即『0.45/16 « 0.03。由此可以确定 06Crl 9Nil 0不诱钢板
的延伸率为0.35 + (0.45+16)=0.32;5 的 尺寸偏小0.8 mm ，是
由于钢板折弯时产生延伸，导致圆弧段厚度5变小。2.3板的最终展开图
根据2.2节确定的延伸率，可以确定折弯前槽中心尺寸 为214.01-16x 0.32=208.89 mm ；槽厚为 16+0.8=16.8 mm 。并 由此确定W 形板折弯前的最终展开尺寸，如图5所示。3
折弯工艺方案的确定
根据第2节试验的计算结果，结合工厂现有的折弯 设备，我们设计出专门的W 型板折弯工装，并采用与产品 同样尺寸的不锈钢板进行试验，通过试验后的尺寸校核 和矫形，设计出有效的W 型板折弯工艺方案。又7
折弯工装设计
为保证每次的折弯精度，设计专门的对刀装置，确保 每次折弯时的尺寸一致。折弯对刀装置见图6。对刀块有 多种规格，尺寸与W 形板的各个凹槽中心尺寸一一对应。
折弯工艺流程如图7所示。又2
尺寸测量
折弯完成后，用角尺初测折弯角度和台阶尺寸，用 4000 mm 长直尺初测每个平面的平面度，根据所测值进 行校正。校正后用激光跟踪仪复测台阶尺寸和平面度。
W 形板在4500 mm 长度方向上共设置15个测量截面，
起始面距W 形板端面300 mm ，每个截面间隔600 mm ，单
个截面上共测量12个点，共计180个测量点，见图8。
用角尺测量的台阶尺寸符合215±1 mm 的公差要求， 但是每个平面的台阶尺寸大小分布不均勻，给后续的加 工增加了难度；折弯角度为90°±30'，符合公差要求。通过 分析，偏差的主要原因是由于不锈钢板的平面度不好导 致的。
根据测量数据分析制定校正方案
W 形板折弯成形后，由于形状复杂，无法对平面进行
有效的校形，所以考虑只校正各个折弯直角（见图9)，起 到校正各个台阶尺寸的目的。
如图10所示，角度变大0.3°，R 侧台阶尺寸将由215
mm 变为216.13 mm ,L 侧几乎没有变化。即角度每变化
17'，R 侧台阶尺寸变化1 mm 。
从W 形板的中间开始向两侧进行校正，将累计误差
向两侧延伸。设计了一套专用的龙门式千斤顶校正工装， 见图11。工装配有200 t 液压千斤顶，在轴承带动下可以左 右自由滑动。此工装可以校正折弯的角度。3.4校正后复测各
项尺寸
校正后用激光跟 踪仪复测台阶尺寸 和平面度。激光跟踪 仪测量时，三个相互 平行的面为一组，分 别以C 面和7)面作为 基准面。激光跟踪仪
AM 麵
d c
周1 D M
麵
V
顺
A 面
麵
J  C M
,215 ,
Z )面
麵
216.13
顺
图9校正角度不思图图1〇角度-台阶尺寸变化不意图
折弯上模
折弯下模
图6折弯对刀装置
图7折弯工艺流程图
i
寸
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5
机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
表1激光跟踪仪测量值
复测后的数据如表1所示。从角％调整前后5面台阶尺寸示意图(见图12)，可以明 显发现台阶尺寸更趋向于215 mm ，更有利于后续的加工。
4
结论
1)通过折弯试验，可确定不锈钢板在折弯时的实际 延伸率，减少产品的弯曲误差。2)上述工艺、流程和设备， 能满足W 型板折弯后台阶尺寸为215±1 mm ，角度90°±30' 的要求。(上接第113页）2
切割试验
FANUC 激光器C 4000在增加了此双值恒等长光路补
偿系统后，光束直径保持不变，焦点位置恒定，切割质量变得更加稳定，切割效果也比以前大大提高，甚至以前的
许多难题都迎刃而解，因此双值恒等长光路补偿控制系
[参考文献]
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1994(4)：1-5. (编辑黄荻)
作者简介：沈洁（1979—），女，机械工程硕士，工程师，主要从事核岛
主设备的采购技术支持工作。
统的研制起到了非常大的作用，切割断面效果非常稳定
可靠。厚板切割效果如图3所示。3结语
通过试验验证，证明了双值恒等长光路补偿系统通 过控制光束直径的变化有效地控制了焦点位置的变化， 能够对中厚板进行稳定而可靠的切割，尤其是厚板切割 方面效果更明显。此双值恒等长光路补偿
系统在激光切 割机已经得到广泛的应用，激光切割机增加了双值恒等 长光路补偿系统后整体切割性能将会上升一个大台阶， 大大提高了产品的竞争力。
[参考文献]
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(编辑黄荻)
作者简介：岳俊强(1979—)，男，工程师，从事大功率激光加工设备及
自动化技术研发工作。
收稿日期:2016-12-16
收稿日期：2017-01-04
b
_______1_______r 1 16議板材切害_效顆
18 m m 板材切割断面效果图
图3厚板切割效果图
2155215.0
2145
214.0
V  _V V
V V  ,1
\7A
M
+校正前
+校正后A
►十 214mm
->e 216m m
LI L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 111 L12 L13 L14 115 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 RIO R ll R12 R13 R14 R15
图12角叫调整別后B 面台阶尺寸不意图
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9 7 53132110<00(372-o .-o .-o .-o .-o .-o .o .-o .-o .-o .-o .-o .-o .-o .-o .-o .-o .-o .-o .-o .-o .-o .-o .-o .o .-o .-o .-o .-o .2345 67890 12345 12345 67
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