專利名稱：通過自動加工在孔口中實(shí)施內(nèi)螺紋的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過遠(yuǎn)距離控制自動加工在一孔口中實(shí)施內(nèi)螺紋的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在惡劣(hostile)環(huán)境例如核反應(yīng)堆中的設(shè)備，其需要進(jìn)行加工的特別措施，考慮到所述介質(zhì)，所述加工僅能遠(yuǎn)距離控制。
為在這種環(huán)境下實(shí)施加工的通常使用的技術(shù)之一是電腐蝕加工。
這是特別地用于在一片材中實(shí)施內(nèi)螺紋的情況，這種情況中，公知的是使用螺釘固定在一孔口中的一電極。
在這個方法中，所述電極的型面接近所述螺釘?shù)男兔?，所述螺釘將在之后安置在待?shí)施的內(nèi)螺紋中，所述電極被引導(dǎo)相應(yīng)于其螺距做一螺旋運(yùn)動。這個運(yùn)動通過一特別的電腐蝕頭傳遞，所述電腐蝕頭特別地包括具有相同螺距的一螺母。
雖然這個方法應(yīng)用起來相對地簡單，其仍然表現(xiàn)有缺陷，特別地當(dāng)所述內(nèi)螺紋需要實(shí)施在稍深的一盲孔中時。
實(shí)際上，在這樣的一情況下，僅僅所述實(shí)施的內(nèi)螺紋的螺紋進(jìn)入處呈現(xiàn)一型面，該型面接近于要得到的型面，然而遠(yuǎn)離所述內(nèi)螺紋進(jìn)入處的螺紋呈現(xiàn)一型面，該型面逐漸地變化，以致所述內(nèi)螺紋越來越變?yōu)閳A錐形。這個幾何形狀的替換主要地是由所述電極的磨損造成的，所述電極的磨損隨電極在所述孔口中的推進(jìn)而產(chǎn)生。
另外，為了根據(jù)這個方法實(shí)施所述內(nèi)螺紋，可能僅使用一個加工狀態(tài)(regime)，即為一粗加工狀態(tài)其允許一加工時間的收益，但給出一不太好的表面狀態(tài)，并且可能在表面上呈現(xiàn)微裂縫；或者為一精細(xì)狀態(tài)其給出一好的加工表面，但導(dǎo)致昂貴的加工時間和較高的損耗，所述較高的損耗更加影響所述內(nèi)螺紋的最終的幾何形狀。
除了這些缺陷，這個方法存在的另一缺陷是在所述內(nèi)螺紋加工過程中，所述電極的移動系統(tǒng)可能的損壞情況下，必須使用另一系統(tǒng)用以擰松所述電極并且解除所述孔口的所述電極。
最后，這個方法需要安置所述電極的一驅(qū)動系統(tǒng)，所述電極適應(yīng)待實(shí)施內(nèi)螺紋的螺紋的每個螺距值。
在文件US-A-2 773 968中，公知鉆孔和/或內(nèi)螺紋的一電腐蝕加工設(shè)備。這個設(shè)備包括一電極，所述電極配備有螺紋，所述螺紋的形狀和尺寸根據(jù)要得到的螺紋的形狀和尺寸確定。所述電極由圍繞一軸平面旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動以及繞所述電極自身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動帶動，所述軸對應(yīng)要得到的所述孔的軸。這兩個運(yùn)動與用來實(shí)施所述內(nèi)螺紋的一進(jìn)給運(yùn)動相配合。
同樣在這個情況下，所述螺紋的型面在所述內(nèi)螺紋的整個長度上不是恒定的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提出通過遠(yuǎn)距離控制自動加工在一孔口中實(shí)施內(nèi)螺紋的方法和設(shè)備，本發(fā)明使得能夠擺脫上文提到的缺陷。
因此本發(fā)明是通過遠(yuǎn)距離控制自動加工在一孔口中實(shí)施內(nèi)螺紋的一方法，其特征在于[14]—在所述孔口中插入一電極，所述電極配備有螺紋，所述螺紋的形狀和尺寸根據(jù)要得到的螺紋的形狀和尺寸預(yù)先確定，[15]—在所述孔口中，以軌道的方式移動所述電極，所述電極自身不自轉(zhuǎn)，并且根據(jù)預(yù)先確定的工序數(shù)目，通過電腐蝕加工所述內(nèi)螺紋的螺紋，以及[16]—根據(jù)每個待進(jìn)行的工序，調(diào)節(jié)所述加工參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的其它特點(diǎn)[18]—所述工序組僅由一電極進(jìn)行，所述電極的螺紋的形狀和尺寸被確定成要考慮到所述電極的螺紋的形狀和尺寸在這些工序過程中的磨損，并要得到所述內(nèi)螺紋期望的螺紋，[19]—所述工序組包括[20]—一預(yù)粗加工的工序， —一粗加工工序，以及[22]—至少一精加工工序，[23]—在所述工序過程中的所述加工參數(shù)的調(diào)節(jié)在于更改至少所述電流脈沖的強(qiáng)度和持續(xù)時間，以及所述電極的所述工序的深度，[24]—在每個工序的過程中及同時地在所述電極的軌道移動中，將與所述孔口成徑向的脈沖賦予這個電極。
本發(fā)明還是通過遠(yuǎn)距離控制自動加工在一孔口中實(shí)施內(nèi)螺紋的一設(shè)備，其特征在于其包括[26]—一電極，其配備有螺紋，所述螺紋的形狀和尺寸是根據(jù)要得到的所述內(nèi)螺紋的螺紋的形狀和尺寸預(yù)先確定的，[27]—在所述孔口中的這個電極的軌道移動裝置，所述電極不繞其自身旋轉(zhuǎn)，以及[28]—所述電極的電供給裝置，以及在所述孔口和所述電極之間的一流體的循環(huán)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的其它特點(diǎn)[30]所述電極具有小于所述孔口直徑的一直徑，[31]所述電極包括通過灌注(injection)或吸液(aspiration)循環(huán)流體的一軸向管。
所述流體是一介電流體，例如脫礦質(zhì)水(l’eau déminéralise)。


通過閱讀下文作為實(shí)例給出的和參照附圖作出的描述，本發(fā)明將得以更好的理解，其中[34]圖1是符合本發(fā)明的實(shí)施內(nèi)螺紋的設(shè)備的示意性的正視圖，[35]圖2是符合本發(fā)明的所述設(shè)備的一電極的一透視圖，[36]圖3是符合本發(fā)明的所述設(shè)備的電極的軸向剖視圖，[37]圖4是示出在一孔口中的所述電極的移動的示意性的俯視圖。
具體實(shí)施例方式圖1中，圖示出一部件1，例如核電站的蒸汽發(fā)生器的初級渦輪的蓋板，其包括一孔口2，在該孔口中要通過一實(shí)施內(nèi)螺紋的設(shè)備修復(fù)一內(nèi)螺紋，所述部件標(biāo)明在標(biāo)記10所示的組件中。
如圖1所示，所述設(shè)備10包括一電極11，所述電極通過一電極架13由一加工頭12承載。這個電極架13可裝配一環(huán)14，所述環(huán)可限制在一要達(dá)到的數(shù)值之上的所述電極11的垂直位移，并且還避免任何超越，以保證在所述孔口2中要得到的內(nèi)螺紋所遵照的深度。所述加工頭12是具有X、Y兩移動軸的一加工頭，以便給所述電極11傳輸一確定的運(yùn)動，如下文將描述的。
所述加工頭12與標(biāo)記15標(biāo)明的一控制單元相連。
如圖2和3所示，所述電極11配置有螺紋20，所述螺紋的形狀和尺寸是根據(jù)所述孔口2中要得到的所述內(nèi)螺紋的螺紋的形狀和尺寸預(yù)先確定的。通常地，所述電極11的螺紋頂直徑等于所述孔口2的內(nèi)螺紋的螺紋底直徑減去1mm。所述電極11的螺紋20的型面被確定，以使得該電極依據(jù)預(yù)定數(shù)量的工序通過電腐蝕可完全地形成所述孔口2的內(nèi)螺紋，并且使得該型面追加有(intègre)在每個加工工序中的不同的磨損率，以便經(jīng)過所述最后的精加工工序制成所述內(nèi)螺紋的要得到的型面，而無需在加工過程中進(jìn)行電極更換。
優(yōu)選的，所述電極11由銅鎢(Cuprotungstène)合金制成。所述電極同樣可以由石墨、銅或鉬合金制成，并且，通常地，實(shí)施在任何電導(dǎo)體材料中。
所述設(shè)備10同樣地包括電供給裝置25，其與所述控制單元15相連，并且所述電極11與+極相連，而所述部件1與-極相連，如圖1所示。所述設(shè)備10還包括在所述孔口2和所述電極11之間的一流體的循環(huán)裝置，所述流體由一介電流體組成，例如脫礦質(zhì)水。因此如圖3所示，所述電極11配設(shè)所述流體的循環(huán)的一軸向管11a。所述流體的循環(huán)通過所述電極11的軸向管11a的灌注或借助傳統(tǒng)裝置的吸液(aspiration)實(shí)施，沒有圖示出。
為了促進(jìn)所述液體通過所述電極11在所述內(nèi)螺紋加工區(qū)域中運(yùn)動，以及為了很好地排出該內(nèi)螺紋的電腐蝕微粒，所述電極11可通過所述加工頭12獲得與所述孔口成徑向的一脈沖運(yùn)動，該運(yùn)動允許規(guī)律地變換所述電極11的加工周期和休止周期。
在所述孔口2中實(shí)施內(nèi)螺紋的所述方法按下述方式展開。
首先，在所述孔口2中插入所述電極11，所述電極的直徑小于這個孔口2的直徑，然后通過電腐蝕加工所述孔口2的內(nèi)螺紋的螺紋，其方式是根據(jù)預(yù)定數(shù)目的工序在所述孔口2中借助于所述加工頭12以軌道的方式移動所述電極11，并且根據(jù)要進(jìn)行的每個工序調(diào)節(jié)所述加工參數(shù)。
如圖4所示，所述軌道運(yùn)動通過所述加工頭12傳遞給所述電極11，所述軌道運(yùn)動允許所述電極自身無轉(zhuǎn)動地遍歷所述孔口2的全部周邊，通過在所述孔口2中加工其形狀，并通過加工將其形狀印制在所述孔口2內(nèi)，用以實(shí)施所述內(nèi)螺紋。這些運(yùn)動由所述控制單元15程控和管理，所述控制單元承載所述加工頭12的所述軸X、Y，并且為伺服裝置進(jìn)行所述電極11處的加工電壓的測量。所述控制單元15同樣地允許以自動的方式通過掃描尋找中心，用以使所述電極11在開始加工操作模式時序之前初始位于所述孔口2的中心。根據(jù)所述孔口2中待實(shí)施的內(nèi)螺紋的螺距以及因此根據(jù)根得到的深度，所述的安置在所述電極架13周圍的環(huán)14允許限制所述位移超出一要達(dá)到的數(shù)值之外，并且還避免尺寸的任何超出，因此保證對于所述內(nèi)螺紋所要遵守的深度。
優(yōu)選地，所述方法的不同的工序僅由唯一的一電極實(shí)施，并且這些工序是被設(shè)計(jì)成允許在所述孔口2中得到所述內(nèi)螺紋的最終型面和相應(yīng)的表面狀態(tài)。這些工序基于所述電極的多個回轉(zhuǎn)來實(shí)施，其中，每個工序有不同深度，且該電極的每個回轉(zhuǎn)具有不同的加工參數(shù)。
因此，所述電極11以軌道的方式安置，不繞其自身旋轉(zhuǎn)，沒有與此軌道移動結(jié)合的進(jìn)給。
作為實(shí)例，通過所述電極11在所述孔口2中實(shí)施內(nèi)螺紋的方法包括[51]一稍深的預(yù)先粗加工工序，其具有較小的電功率，并且允許試運(yùn)所述電極11，用以避免任何過早的損毀，以及在進(jìn)入粗加工工序之前準(zhǔn)備所述加工表面，[52]一粗加工工序，其具有充足的電功率，并實(shí)施在內(nèi)螺紋的螺紋深度的絕大部分上，[53]一極小深度和較小電功率的半精加工工序，用以減輕所述充足功率粗加工工序?qū)λ霰砻鏍顟B(tài)的影響。
一極小深度和極小電功率的最后精加工工序，用以確定所述型面和達(dá)到一好的表面狀態(tài)，防止微裂紋。
在全部工序過程中，所述電介質(zhì)流體通過灌注或者通過吸液在所述孔口2和所述電極11之間循環(huán)。同時，所述電極11激發(fā)與所述孔口成徑向的脈沖，用以促進(jìn)所述流體的循環(huán)。
在這些不同的加工工序期間，對于ISO M18x2內(nèi)螺紋類型的制造，使用下表中作為實(shí)例提到的參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明所述方法可應(yīng)用于全部內(nèi)螺紋類型。通過合適的所述電極的型面，該方法允許實(shí)施不同標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)螺紋。對于同一標(biāo)準(zhǔn)或同一的規(guī)格(norme)，可由同樣的電極的型面通過簡單的位似(homothétie)并且保持同樣的操作方式地實(shí)施不同直徑值和不同螺距值。
根據(jù)本發(fā)明通過電腐蝕實(shí)施內(nèi)螺紋的方法可應(yīng)用于惡劣環(huán)境中的全部設(shè)施，在所述惡劣環(huán)境中需要實(shí)施遠(yuǎn)距離控制的加工，并且特別地應(yīng)用于核反應(yīng)堆。
權(quán)利要求
1.通過遠(yuǎn)距離控制自動加工在一孔口(2)中實(shí)施內(nèi)螺紋的方法，其特征在于-在所述孔口(2)中插入一電極(11)，所述電極配備有螺紋(20)，所述螺紋的形狀和尺寸根據(jù)要得到的內(nèi)螺紋的螺紋的形狀和尺寸預(yù)先確定，-在所述孔口(2)中，以軌道的方式移動所述電極(11)，所述電極自身沒有轉(zhuǎn)動，并且根據(jù)預(yù)先確定的工序數(shù)目，通過電腐蝕加工所述內(nèi)螺紋的螺紋，以及-根據(jù)每個待進(jìn)行的工序，調(diào)節(jié)所述加工參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述工序組僅由一電極(11)進(jìn)行，所述電極的螺紋的形狀和尺寸被確定成要考慮到所述電極的螺紋的形狀和尺寸在這些工序過程中的磨損，并要得到所述內(nèi)螺紋期望的螺紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述工序組包括-一預(yù)粗加工的工序，-一粗加工工序，以及-至少一精加工工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述工序過程中的加工參數(shù)的調(diào)節(jié)在于至少更改所述電流脈沖的強(qiáng)度和持續(xù)時間，以及所述電極(11)的工序的加工深度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在每個工序的過程中及同時地在所述電極(11)的軌道移動中，將與所述孔口成徑向的脈沖賦予這個電極(11)。
6.通過遠(yuǎn)距離控制自動加工在一孔口(2)中實(shí)施內(nèi)螺紋的一設(shè)備，其特征在于，其包括-一電極(11)，其配備有螺紋(20)，所述螺紋的形狀和尺寸是根據(jù)要得到的所述內(nèi)螺紋的螺紋的形狀和尺寸預(yù)先確定的，-在所述孔口(2)中的這個電極的軌道移動裝置(12)，所述電極不繞其自身旋轉(zhuǎn)，以及-所述電極(11)的電供給的、和在所述孔口(2)和所述電極(11)之間的流體循環(huán)的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述電極(11)具有小于所述孔口(2)直徑的一直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，其特征在于，所述電極(11)包括通過灌注或吸液方式使流體循環(huán)的一軸向管(11a)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述流體是一介電流體，例如脫礦質(zhì)水。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過遠(yuǎn)距離控制自動加工在一孔口(2)中實(shí)施內(nèi)螺紋的方法，其特征在于，所述方法在所述孔口(2)中插入一電極(11)，所述電極配備有螺紋(20)，所述螺紋的形狀和尺寸根據(jù)要得到的螺紋的形狀和尺寸預(yù)先確定，在所述孔口(2)中，根據(jù)預(yù)先確定的工序數(shù)目以軌道的方式移動所述電極(11)，通過電腐蝕加工所述內(nèi)螺紋的螺紋，以及根據(jù)每個待進(jìn)行的工序，調(diào)節(jié)所述加工參數(shù)。本發(fā)明同樣地有實(shí)施這個方法的一設(shè)備。
文檔編號B23H1/04GK1929947SQ200580007580
公開日2007年3月14日 申請日期2005年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月10日
發(fā)明者A·布洛克爾 申請人:阿?，m核能公司