核電高壓容器強力高效砂帶磨削方法及應用研究.pdf

1、核電高壓容器材料本身的難加工特性導致其磨削效率低，成本高，另外加工過程不能添加冷卻潤滑的特殊要求使得加工過程極易引起表面燒傷及其它表面損傷等不良現(xiàn)象產(chǎn)生，同時這些容器構(gòu)件體積與重量巨大，磨具需要適應不同空間姿態(tài)調(diào)整和進給，加之工業(yè)發(fā)達國家對研發(fā)高效砂帶磨削裝備完成上述核電容器多道磨削工序的方法及其相關(guān)工藝參數(shù)嚴格保密與技術(shù)壟斷，導致我國對核電容器制造過程中涉及上述關(guān)鍵磨削工序均采用人工進行砂輪修磨與拋光，其加工效率和精度都極低，且工人的

2、工作環(huán)境極端惡劣和危險程度極大，這些難點嚴重制約了我國核電裝備國產(chǎn)化制造進程。本文從這種現(xiàn)狀出發(fā)，基于砂帶磨削的“萬能”和“冷態(tài)”特性思路，提出了一種核電高壓容器高效磨削工藝方法，研制了新型強力高效砂帶磨削自動化加工裝備，創(chuàng)新性地提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的核電容器材料高效強力砂帶磨削工藝參數(shù)預測與優(yōu)化方法，并將其應用于核電高壓容器的高性能磨削，對實現(xiàn)我國核電高壓容器國產(chǎn)化制造瓶頸的突破起到了重要作用。
　　 本文主要完成了以下幾項

3、工作：
　　 1.闡明了核電高壓容器高效磨削所涉及的關(guān)鍵基礎(chǔ)問題，搭建了高效強力砂帶磨削工藝基礎(chǔ)試驗平臺。同時利用有限元方法建立了強力砂帶磨削過程中接觸輪與工件接觸模型；確立了砂帶單顆磨粒切刃切除材料理論模型并開展了強力砂帶磨削去除材料試驗，探討了不同磨削參數(shù)對核電容器材料去除率的影響，為實現(xiàn)現(xiàn)場磨削參數(shù)工藝優(yōu)選調(diào)控提供理論及應用的研究依據(jù)。
　　 2.利用現(xiàn)代理化測試分析手段，率先完成了對兩種國產(chǎn)核電高壓容器典型材料因

4、科鎳690合金鋼和20Cr-10Ni高效砂帶磨削的綜合測試分析研究工作。首次明確提出在砂帶磨削核電容器材料進入穩(wěn)定磨損期內(nèi)磨具磨損形式是磨耗磨損和部分的破碎磨損并存的新觀點，這一新觀點對正確認識強力砂帶磨削過程磨粒磨損的本質(zhì)及其形成機理具有重要的啟示作用。
　　 3.研制了實現(xiàn)核電高壓容器強力磨削用的多功能高效磨削自動化裝備樣機，結(jié)合相關(guān)單元及輔助裝置研制，并利用CAD/CAE手段進行該機系統(tǒng)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。同時為確保該新型磨削

5、加工裝備復雜控制功能，開展了高效強力砂帶磨削加工裝備的相關(guān)數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)研究，為后續(xù)項目研究實現(xiàn)多坐標聯(lián)動的高效強力砂帶磨削智能控制奠定了完備的機電硬件基礎(chǔ)。
　　 4.完成了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的核電容器材料高效強力砂帶磨削工藝參數(shù)預測模型建立，重點對因科鎳690合金鋼的磨削工藝參數(shù)進行了預測分析，砂帶粒度、砂帶速度預、磨頭進給速度、磨頭施加壓力預測值與實測值間的誤差均在可接受范圍，大大縮短了裝備樣機進行現(xiàn)場應用磨削調(diào)試的時間，其B