圆弧导轨基座是弯管内表面加工装置的主要承力部件,其结构和刚性决定着装置加工管道内表面时的尺寸和形状精度。考虑到圆弧导轨基座结构的特殊性以及所受的复杂空间外载荷力系,采用基于单纯扭转理论的曲线梁结构力学解法对圆弧导轨基座进行刚度设计,从而得出满足要求的基座截面尺寸与形状;针对其所受的复杂的空间外载荷力系使基座产生弯、扭、剪综合效应从而用理论公式难以校核的问题,利用力平移定理进行简化并建立装置的静力学模型,再用有限元软件Workbench进行极限外载荷工况下刚度与强度校核。经过静力学分析,用上述方法设计出的圆弧导轨基座在极限工况下的刚度与强度均符合要求。

面向第三代核电主管道,根据其结构特征设计了一种内置导轨主管道内表面加工装置。采用计算机辅助设计和模块化设计的现代设计方法,将铣削头置于弯管内部,依据沿导轨进给铣削加工的思想,划分了可实现该方案的各个功能模块并具体设计,包括传动模块、运动模块、导轨模块、定位模块以及动力模块等。铣削头内置沿导轨铣削加工的设计可以有效地避免核电主管道弯管加工中出现的干涉与切削状态不均匀问题,为大长径比弯管内表面机加工提供一种可行的方案。