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专利名称：一种孔条和检测该孔条的工装及加工和检验该孔条的方法
技术领域：
本发明应用在机械加工和检测领域，特别是涉及一种机械孔条零件和检测该孔条的工装及加工和检测该孔条的方法。
背景技术：
压水堆核电站中的交换器内设有C型换热管，为了支撑这种C型换热管，专门设计了一种高精度不锈钢孔条。孔条中设有通孔，其中通孔的位置度，薄长条状不锈钢板的平面度要求极高，对这类零件的加工一般方法都是采用数控机床进行，若仅仅采用数控机床进行加工，对于孔条中单孔的小半圆孔的位置精度和尺寸精度在加工时是可以保证的，但是对于此种薄而长的孔系不锈钢零件，机加工过程中产生的加工应力，将使孔条变形，导致其上下表面的平面度、平行度和各孔的尺寸精度难以保证。孔条中每个孔的位置度都是以孔条的中心为基准，对工件位置精度的检测，传统的检测方法就是采用现代化的检测设备——三坐标检测仪，将孔条放在三坐标检测仪上检测，检测技术精确，且每个孔相对基准的位置度能够读出来，但是，该法一般用于计量室使用不适合工业化批量检测。

发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种孔条和检测该孔条的工装及加工和检验该孔条的方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种孔条，为截面是矩形的立方体条，立方体条上下底面间开有若干彼此分离且等间距分布的通孔。进一步作为本发明的改进，各通孔为圆形通孔，立方体条上下底面间还开有一个矩形通孔，各圆形通孔内切于矩形通孔的同一侧面，矩形通孔的宽度小于圆形通孔的直径，立方体条两端靠近圆形通孔的侧面两边线上均设有安装倒角。进一步作为本发明的改进，通孔为椭圆形通孔，所述各椭圆形通孔的长轴垂直于立方体条侧面，所述立方体条的一侧面上开设有若干弧面槽，所述弧面槽与最近的两个椭圆通孔的距离相等，所述立方体条两端截面收缩形成安装凸头，所述安装凸头四条边线上均设有安装倒角。本发明还提供一种加工上述孔条的方法，包括以下步骤
1).将立方体条(I)的毛坯放入数控刨床，定位夹紧，均匀去除加工余量；
2).对数控刨床加工后的立方体条(I)进行第一次频谱谐波振动时效处理，第一次频谱谐波振动时效处理的激振点选择立方体条(I)的两端各一点；
3).将第一次频谱谐波振动时效处理后的立方体条(I)放入CNC铣床，定位夹紧，进行分层粗铣加工；
4).对CNC粗铣加工后的立方体条(I)进行第二次频谱谐波振动时效处理，第二次频谱谐波振动时效处理的激振点选择立方体条(I)的两端点和中点；
5).将第二次频谱谐波振动时效处理后的立方体条(I)再次放入CNC铣床，定位夹紧，进行分层半精铣加工；
6).对CNC半精铣加工后的立方体条(I)进行第三次频谱谐波振动时效处理，第三次频谱谐波振动时效处理的激振点选择立方体条(I)的两端点和长度方向三处四等分点；
7).将第三次频谱谐波振动时效处理后的立方体条(I)再次放入CNC铣床，定位夹紧，进行分层精铣加工；
8).精铣完毕，加工完成。进一步作为本发明的改进，步骤3)、步骤5)和步骤7)进行中加注足量切削液且分层加工总数均为偶数，步骤3)和步骤7)加工时奇数层采用顺铣、偶数层采用逆铣的走刀方法，所述步骤5)加工时奇数层采用逆铣、偶数层采用顺铣的走刀方法。本发明还提供一种检测上述孔条的专用工装，检测工装为平面度检测工装或者平行度检测工装或者零件圆形通孔位置度检测工装或者零件圆形通孔尺寸精度检测工装。进一步作为本发明的改进，各检测工装均包括一平台，平面度检测工装还包括设置于平台上的平面度检具，平行度检测工装还包括设置于平台上的检测表，检测表包括检测表座和安装在表座上的杠杆百分表，零件圆形通孔位置度检测工装还包括设置于平台上的C形钳和定位销，零件圆形通孔尺寸精度检测工装还包括设置于平台上的专用测量柱，专用测量柱上设有通端和止端。本发明还提供一种使用上述专用工装检测孔条的方法，包括以下步骤
1).检测立方体条的平面度，将立方体条按要求呈自然状态放置在平台上，检测立方体条和平面度检具接触面之间的最大间隙，记录此值获得平面度；
2).检测立方体条的平行度，将立方体条按要求呈自然状态放置在平台上，用杠杆百分表的表头接触立方体条的需检测面，同时用检测表座接触立方体条的检测基准面，并从立方体条的一端向另一端移动，记录杠杆百分表表针转动差值获得平行度；
3).检测立方体条上圆形通孔的位置度，将立方体条按要求呈自然状态放置在平台上，用C形钳将立方体条同定位销固定在一起，测量两个C形钳外侧边线的距离，然后计算得出每两个圆形通孔之间的实际距离，得出受检工件各圆形通孔实际位置与理论位置的差值即为位置度；
4).检测立方体条圆形通孔的尺寸精度，将立方体条按要求呈自然状态放置在平台上，将专用测量柱放入立方体条的圆形通孔内，然后采用透光检测法观察专用测量柱通端和止端同立方体条上的圆形通孔接触的位置来判定圆形通孔的尺寸公差。进一步作为本发明的改进，步骤4)中透光检测法为当通端与圆形通孔圆弧中部贴合不透光、圆弧两端有光线透出时，判定为通端检测合格；当通端与圆形通孔圆弧两端贴合不透光、圆弧中部有光线透出时，判定为止端检测合格，当通端和止端检测均合格时，即判定该孔条的圆形通孔符合图纸公差要求。本发明的有益效果提供一种专用的孔条，实现对换热管精确支撑的同时保证换热效果；同时提供了一种加工该孔条的方法，该方法通过消应力技术与及加工过程巧妙的结合，有效的去除了加工过程中加工应力对零件尺寸和位置精度的影响；本发明还提供了一种检测该孔条的专用工装和使用该工装检测孔条的方法，采用专用的检测工装结合独特的检测方法，很好的解决了该类多孔零件形位公差批量化检测问题，在满足检测可靠度的前提下，有效的提高了检测效率和降低了检测成本。


下面结合附图对本发明作进一步说明
图1是本发明立方体条的第一实施例结构示意 图2是本发明立方体条的第二实施例结构示意 图3是本发明立方体条的第一实施例A-A处断面 图4是本发明立方体条的第一实施例B-B处断面 图5是本发明立方体条的第二实施例C-C处断面 图6是本发明立方体条的第二实施例D-D处断面 图7是本发明立方体条的平面度检测示意 图8是本发明立方体条的平行度检测示意 图9是本发明立方体条上圆形通孔的位置度检测示意 图10是本发明立方体条上圆形通孔的尺寸精度检测示意图。
具体实施例方式参照图f图10，本发明提供了一种孔条，为截面是矩形的立方体条1，立方体条I上下底面间开有若干彼此分离且等间距分布的通孔。该立方体条I上设有精确加工的通孔，实现对换热管精确支撑的同时保证换热效
果O作为本发明优选的实施方式，各通孔为圆形通孔13，立方体条I上下底面间还开有一个矩形通孔12，各圆形通孔13内切于矩形通孔12的同一侧面，矩形通孔12的宽度小于圆形通孔13的直径，立方体条I两端靠近圆形通孔13的侧面两边线上均设有安装倒角14。方体条I上设有安装倒角14用于安装定位孔条，保证安装方向。作为本发明优选的实施方式，各通孔为椭圆形通孔15，椭圆形通孔15的长轴垂直于立方体条I侧面，立方体条I在侧面上开设有若干弧面槽16，弧面槽16与最近的两个椭圆通孔15的距离相等，立方体条I两端截面收缩形成安装凸头17，安装凸头17四条边线上均设有安装倒角14。立方体条I专门设有安装凸头17，安装凸头17上设有安装倒角14用于安装定位孔条。本发明还提供一种加工上述孔条的方法，包括以下步骤
1).将立方体条(I)的毛坯放入数控刨床，定位夹紧，均匀去除加工余量；
2).对数控刨床加工后的立方体条(I)进行第一次频谱谐波振动时效处理，第一次频谱谐波振动时效处理的激振点选择立方体条(I)的两端各一点；
3).将第一次频谱谐波振动时效处理后的立方体条(I)放入CNC铣床，定位夹紧，进行分层粗铣加工；
4).对CNC粗铣加工后的立方体条(I)进行第二次频谱谐波振动时效处理，第二次频谱谐波振动时效处理的激振点选择立方体条(I)的两端点和中点；
5).将第二次频谱谐波振动时效处理后的立方体条(I)再次放入CNC铣床，定位夹紧，进行分层半精铣加工；
6).对CNC半精铣加工后的立方体条(I)进行第三次频谱谐波振动时效处理，第三次频谱谐波振动时效处理的激振点选择立方体条(I)的两端点和长度方向三处四等分点；
7).将第三次频谱谐波振动时效处理后的立方体条(I)再次放入CNC铣床，定位夹紧，进行分层精铣加工；
8).精铣完毕，加工完成。频谱谐波振动时效原理即通过傅里叶分析，不需扫描，在100HZ内寻找低次谐波，施加合适的能量在多个谐波频率处振动，引起高次波谐波积累振动产生多方向动应力，与多维分布的残余应力叠加，造成塑性变形，从而降低峰值残余应力，同时使残余应力分布均化，步骤3)的切削线速度为100m/min,下刀深度为O. 5mm/层,走刀量为1000mm/min ;步骤5)的切削线速度为120m/min，下刀深度为O. 5mm/层，走刀量为1500mm/min ;步骤7)的切削速度为150m/min,下刀深度为O. 2mm/层,走刀量为1500mm/min,上述切削过程中需保证刀具的锋利性。作为本发明优选的实施方式，步骤3)、步骤5)和步骤7)进行中加注足量切削液且分层加工总数均为偶数，步骤3)和步骤7)加工时奇数层采用顺铣、偶数层采用逆铣的走刀方法，步骤5)加工时奇数层采用逆铣、偶数层采用顺铣的走刀方法。切削过程中采用分层加工的方法，有助于在加工过程中及时消除部分加工应力，加注足量切削液保证切削热及时散去，保证工件质量。本发明还提供一种检测上述孔条的专用工装，检测工装为平面度检测工装或者平行度检测工装或者零件圆形通孔位置度检测工装或者零件圆形通孔尺寸精度检测工装，
作为本发明优选的实施方式，各检测工装均包括一平台2，平面度检测工装还包括设置于平台2上的平面度检具3，平行度检测工装还包括设置于平台2上的检测表4，检测表包括检测表座41和安装在表座41上的杠杆百分表42，零件圆形通孔位置度检测工装还包括设置于平台2上的C形钳5和定位销6，零件圆形通孔尺寸精度检测工装还包括设置于平台2上的专用测量柱7，专用测量柱7上设有通端和止端。设计孔条专门的检测工装，保证孔条的检测方便、快捷、准确的完成。本发明还提供一种使用上述专用工装检测孔条的方法，包括以下步骤
1)·检测立方体条I的平面度，将立方体条I按要求呈自然状态放置在平台2上，检测立方体条I和平面度检具3接触面之间的最大间隙，记录此值获得平面度；
2).检测立方体条I的平行度，将立方体条I按要求呈自然状态放置在平台2上，用杠杆百分表42的表头接触立方体条I的检测面，同时用检测表座41接触立方体条I的检测基准面，并从立方体条I的一端向另一端移动，记录杠杆百分表表针转动差值获得平行度；
3).检测立方体条I上圆形通孔13的位置度，将立方体条I按要求呈自然状态放置在平台2上，用C形钳5将立方体条I同定位销6固定在一起，测量两个C形钳5外侧边线的距离，然后计算得出每两个圆形通孔13之间的实际距离，得出受检工件各圆形通孔13实际位置与理论位置的差值即为位置度；
4).检测立方体条I上圆形通孔13的尺寸精度，将立方体条I按要求呈自然状态放置在平台上，将专用测量柱7放入立方体条I的圆形通孔13内，然后采用透光检测法观察专用测量柱7通端和止端同立方体条I上的圆形通孔13接触的位置来判定圆形通孔13的尺寸公差。该检测方法操作简单、方便、可靠，大大的提高了该类零件的检测效率，极大的降低了检测成本，使用最简单的方法解决了最复杂的问题。作为本发明优选的实施方式，步骤4)中透光检测法为当通端与圆形通孔13圆弧中部贴合不透光、圆弧两端有光线透出时，判定为通端检测合格；当通端与圆形通孔13圆弧两端贴合不透光、圆弧中部有光线透出时，判定为止端检测合格，当通端和止端检测均合格时，即判定该孔条的圆形通孔13符合图纸公差要求。当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
权利要求
1.一种孔条，其特征在于为截面是矩形的立方体条(I)，所述立方体条(I)上下底面间开有若干彼此分离且等间距分布的通孔。
2.根据权利要求1所述的一种孔条，其特征在于所述各通孔为圆形通孔(13)，所述立方体条(I)上下底面间还开有一个矩形通孔(12)，所述各圆形通孔(13)内切于矩形通孔(12)的同一侧面，所述矩形通孔(12)的宽度小于圆形通孔(13)的直径，所述立方体条(I)两端靠近圆形通孔(13)的侧面两边线上均设有安装倒角(14)。
3.根据权利要求1所述的一种孔条，其特征在于所述各通孔为椭圆形通孔(15)，所述各椭圆形通孔(15)的长轴垂直于立方体条(I)的侧面，所述立方体条(I)的一侧面上开设有若干弧面槽(16)，所述弧面槽(16)与最近的两个椭圆通孔(15)的距离相等，所述立方体条(I)两端截面收缩形成安装凸头(17)，所述安装凸头(17)四条边线上均设有安装倒角(14)。
4.一种加工权利要求1所述的孔条的方法，其特征在于，包括以下步骤1).将所述立方体条(I)的毛坯放入数控刨床，定位夹紧，均匀去除加工余量；2).对数控刨床加工后的立方体条(I)进行第一次频谱谐波振动时效处理，所述第一次频谱谐波振动时效处理的激振点选择立方体条(I)的两端各一点；3).将第一次频谱谐波振动时效处理后的立方体条(I)放入CNC铣床，定位夹紧，进行分层粗铣加工；4).对CNC粗铣加工后的立方体条(I)进行第二次频谱谐波振动时效处理，所述第二次频谱谐波振动时效处理的激振点选择立方体条(I)的两端点和中点；5).将第二次频谱谐波振动时效处理后的立方体条(I)再次放入CNC铣床，定位夹紧，进行分层半精铣加工；6).对CNC半精铣加工后的立方体条(I)进行第三次频谱谐波振动时效处理，所述第三次频谱谐波振动时效处理的激振点选择立方体条(I)的两端点和长度方向三处四等分点；7).将第三次频谱谐波振动时效处理后的立方体条(I)再次放入CNC铣床，定位夹紧，进行分层精铣加工；8).精铣完毕，加工完成。
5.根据权利要求4所述的加工孔条的方法，其特征在于所述步骤3)、步骤5)和步骤7)进行中加注足量切削液且分层加工总数均为偶数，所述步骤3)和步骤7)加工时奇数层采用顺铣、偶数层采用逆铣的走刀方法，所述步骤5)加工时奇数层采用逆铣、偶数层采用顺铣的走刀方法。
6.一种检测权利要求3所述的孔条的专用工装，其特征在于检测工装为平面度检测工装或者平行度检测工装或者零件圆形通孔位置度检测工装或者零件圆形通孔尺寸精度检测工装。
7.根据权利要求6所述的一种检测孔条的专用工装，其特征在于所述各检测工装均包括一平台(2)，所述平面度检测工装还包括设置于平台(2)上的平面度检具(3)，所述平行度检测工装还包括设置于平台(2)上的检测表(4)，所述检测表包括检测表座(41)和安装在所述表座(41)上的杠杆百分表(42)，所述零件圆形通孔位置度检测工装还包括设置于平台(2)上的C形钳(5)和定位销(6)，所述零件圆形通孔尺寸精度检测工装还包括设置于平台(2)上的专用测量柱(7)，所述专用测量柱(7)上设有通端和止端。
8.一种使用权利要求7所述的专用工装检测孔条的方法，其特征在于，包括以下步骤1)·检测所述立方体条(I)的平面度，将所述立方体条(I)按要求呈自然状态放置在平台(2)上，检测所述立方体条(I)和平面度检具(3)接触面之间的最大间隙，记录此值获得平面度；2).检测所述立方体条(I)的平行度，将所述立方体条(I)按要求呈自然状态放置在平台(2)上，用所述杠杆百分表(42)的表头接触立方体条(I)的检测面，同时用所述检测表座(41)接触立方体条(I)的检测基准面，并从所述立方体条(I)的一端向另一端移动,记录杠杆百分表表针转动差值获得平行度；3).检测所述立方体条(I)上圆形通孔(13)的位置度，将所述立方体条(I)按要求呈自然状态放置在平台(2)上，用所述C形钳(5)将立方体条(I)同定位销(6)固定在一起，测量两个C形钳(5)外侧边线的距离，然后计算得出每两个圆形通孔(13)之间的实际距离，得出受检工件各圆形通孔(13)实际位置与理论位置的差值即为位置度；4).检测所述立方体条(I)上圆形通孔(13)的尺寸精度，将所述立方体条(I)按要求呈自然状态放置在平台上，将所述专用测量柱(7 )放入立方体条(I)的圆形通孔(13 )内，然后采用透光检测法观察所述专用测量柱(7)通端和止端同立方体条(I)上的圆形通孔(13)接触的位置来判定圆形通孔(13)的尺寸公差。
9.根据权利要求8所述的孔条的检测方法，其特征在于所述步骤4)中透光检测法为当通端与圆形通孔(13)圆弧中部贴合不透光、圆弧两端有光线透出时，判定为通端检测合格；当通端与圆形通孔(13)圆弧两端贴合不透光、圆弧中部有光线透出时,判定为止端检测合格，当通端和止端检测均合格时，即判定该孔条的圆形通孔(13)符合图纸公差要求。
全文摘要
本发明提供了一种专用的孔条，实现对换热管的支撑的同时保证换热效果；同时提供了一种加工该孔条的方法，该方法通过消应力技术与机加工过程巧妙的结合，有效的去除了加工过程中加工应力对零件尺寸和位置精度的影响；本发明还提供了一种检测该孔条的专用工装和使用该工装检测孔条的方法，采用专用的检测工装结合独特的检测方法，很好的解决了该类多孔零件形位公差批量化检测问题，在满足检测可靠度的前提下，有效的提高了检测效率和降低了检测成本，本发明用于机械加工和检测领域。
文档编号G01B5/28GK103033083SQ20121046661
公开日2013年4月10日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者邓智勇, 唐伟, 李年丰, 周京平, 邓道勇 申请人:东方电气(广州)重型机器有限公司