钻杆加工工艺三篇

2024-06-26

钻杆加工工艺篇1

油田设备专用零件钻杆的结构复杂, 加工难度很大, 如图1所示。从图1 (a) 中可以观察到零件长度3 155 mm, 最大外圆直径Φ140 mm, 其工作原理为55个齿轮 (齿轮轴) 安装在55个孔内, 从钻杆右端将动力传递到最左端部位, 再利用钻头或是铣刀进行工作, 加工长度 (深度) 范围2 570 mm, 工作过程中, 钻杆本身不发生旋转动作, 55个相互交融的孔分布在直径φ80 mm的轴外圆上, 分别为φ70H7/50H7/46H7阶梯孔1个;φ57/20H7/25阶梯孔54个;各相邻阶梯孔孔距公差为±0.015 mm、相邻阶梯孔轴线平行度公差不大于0.01 mm。

再通过观察图1 (b) , 经过分析我们得知工件所需要经过的冷加工基本工序为车、磨、铣, 确定了对应加工的关联机床分别为C630 (车床) 、XK2423 (数控定梁龙门铣床) 、H148 (万能磨床) , 相对应的主要加工尺寸为:XK2423:阶梯孔Φ70H7/50H7/46H7一个、阶梯孔Φ57/20H7/25 54个、15×6.5×2635两处、4.5×3×2635两处、25键槽一处、36×2774.75一处、35×2764.75一处;H148:Φ80h6外圆。

本零件看似加工的机床种类较少, 可如果轻易加工是达不到图纸要求的, 图纸反映出在Ф80h6外圆上、长度2764.75 mm上有交融的55个孔, 在加工过程中极易产生变形。

1 工艺方案的确定

根据图纸给定要求并结合实际加工经验, 我们制订了零件的加工方案, 通过观察图纸考虑到材料成本, 本零件的坯料采取了焊接方式, 用Φ90×3 200 mm的圆钢与Φ150×15 mm的切片经过单独加工、调质、焊接、退火后转入冷加工;考虑到零件的结构特点, 特别是在加工过程中产生应力变形对最终精度的影响, 安排了2遍热时效处理, 零件加工 (含工装制造) 共计25道工序, 其中9道工序主要内容如下:

1) C630 (车床) :各部外圆留量2 mm, 各部端面留量1 mm;2) XK2423 (数控龙门铣床) :55个阶梯孔各孔均留量4 mm;3) 热时效:校直直线度不大于0.2 mm;4) H148 (万能磨床) :镶架套, 镶装配重工装, 各部外圆留量1 mm;5) XK2423 (数控龙门铣床) :55个阶梯孔各孔均留量2 mm, 2-15.05×6.5×2635留2 mm加工余量;6) 热时效:校直直线度不大于0.2 mm;7) C630 (车床) :镶架套, 加工准60H7等;8) H148 (万能磨床) :镶装配重工装各部外圆、端面至图纸要求;9) XK2423 (数控龙门铣床) :55个阶梯孔, 36×2785, 35×2775, 2-15.05×6.5×2635、2-4.5×3×2635等均加工到图纸要求。

2 加工过程

如图2所示, 在最后精加工55个台阶孔时, 以54-Φ57为例简介其加工过程, 刀具选用四川天虎生产的玉米铣刀, 型号GPX4050-B32, 加工程序如下:

#1=0;

#2=8.5;

M3 S1000;

N1 G18 G90 G1 X0 Z0 F1000

Y#1;

X#2;

G3 I-#2 K0 R#2;

G1 X0;

IF[#1 EQ 29.]GOTO2;

#1=#1+0.5;

GOTO1;

N2;

M2;

3 结语

此工艺方案应用到了实际生产之中, 取得了良好的效果, 零件加工过程中最后的磨削和铣削工序尤为重要, 特别是铣削前要对机床精度进行复检, 包括机床的机械精度、数控重复定位精度、累计误差等, 这都是零件成品精度的重要保证, 而且在生产中有很多细节需要注意, 例如:焊接后一定要采取退火处理, 热时效后工件的直线度不能超过0.20 mm, 磨削增加配重销轴的紧固方式, 架套的调整方式, 磨削后的检验工件整体直线度的方法, 铣削时工件的编程加工顺序、安卡方式、进刀量、微调释放应力等等, 因为要彻底消除工件在加工过程中产生的内应力, 每个细节的疏忽都会导致工件最终精度的变化。

摘要：零件钻杆外圆准80h6、长度2 764.75 mm上有相互交融的55个阶梯孔, 用于安装齿轮传递动力, 加工十分困难。在充分考虑零件材料成本, 加工过程中的难点、重点, 确定了合理的加工方案, 在实践中取得了良好的效果。

钻杆加工工艺篇2

随着中国经济的不断发展，机械制造业也在稳步的向前发展，在机械制造业中数控设备如今已成为必不可少的加工设备，也越来越普及到个体企业里。数控设备的普及应用推动着机械制造业的发展，但如今传统的加工设备仍然存在着机械制造企业中，他伴随着低廉的制造成本会与数控设备长期共存。如今机械制造企业在不断思考着，将数控加工工艺与传统加工工艺有机结合在一起，结合两者的优点编制出更合理的零件加工工艺，最大的发挥两加工设备的潜力，是有着重要的现实意义。

1、数控加工工艺与传统加工工艺的比较

1.1数控加工概述

数控加工是将数控技术运用在机械加工中的一种技术，是通过数字信号来控制机床的运动轨迹及加工过程进行实时控制。数控技术在机械制造也的运用大大提高了机械生产效率，且产品的制造精度也比传统的加工技术提高了几个数量级。这种技术起源于上世纪50年代的美国，通过近50年的发展，数控加工技术已经发展到较高的水平，我国的数控加工技术起步较晚，与国外的数控加工技术相比有着较大的差距。

1.2数控加工技术的优点

（1）加工精度高

对于加工精度要求高且结构复杂的零件采用数控加工工艺可以缩短加工时间、保证加工精度等优点，数控机床主要是通过程序来控制机床的加工的轨迹，零件的加工质量的稳定性有着足够的保证，而传统的加工方式除了通过工装来保证加高精度外，还受到普通机床的加工精度低、操作的技术水平等影响。如加工的一个较大的深孔时，传统的加工方式是通过镗床趟玩一边孔时，通过回转中心回转180°后镗另外侧的孔的方法，这种方式对镗床本身的回转精度要求高，且会导致两端孔的同轴度较差，若采用一面镗完孔的形式，可能由于主轴伸出太长，造成加工圆孔是刀头出现跳动，导致加工精度不能满足要求，若采用数控机床加工时，由于本身的回转头的精度很高，翻边后镗孔时易找准中心孔，且完全能够保证孔的精度。

（2）工艺过程复杂精细

数控机床的加工工艺除了必须的进给操作之后，还有详细的换刀工序、主轴变速、开启冷却液等步骤，且需要对工件的加工尺寸进行编程等要求，数控加工工艺内容的编制步骤直接决定了工件的加工质量和加工时间，如加工的进给路线和回程路线的取舍、粗加工和精加工的切削量和切削速度和各种刀具的使用顺序等。

在编制数控机床的机械加工工艺时，需考虑的更加精细，如在加工完退刀槽后要注意退刀的位置，避免与其他工件或者机床相撞，在编制换刀程序时，一般只考虑换刀的先后顺序，对换刀的具体工艺不必过多描述，而在传统的工艺上则需详细的描述换刀的具体工艺，所以在运用数控加工时，大大节省了换刀时间和换刀的效率。

（3）易加工复杂的零件结构

由于数控机床是通过改变与零件结构相配合的运动轨迹，所以数控机械对机械结构的适应性和灵活性比传统的加工工艺好，传统的工艺对加工曲面或者曲线时，一般是通过划线、成形或者样板来加工，这种生产方式作业效率低且精度也低，而数控加工可以通过多轴连动来保证生产质量，而且生产效率也大大提高。

（4）劳动强度低

数控机床是数控控制加工的，一般能够达到无人值守的要求，只是在零件装夹时需要人工操作，而传统机床是必须通过人工操作的。因此，数控机床在加工时劳动强度更低，且作业环境也大幅改善。

1.3数控加工技术的缺点

数控加工技术的以上优点很多，但并不是所有的工件都适用于数控机床的，如工件尺寸较大且装夹困难时一般需要操作员工靠找正定位的零件；加工量小且易变形的工件，这些工件在使用数控加工时，不能充分发挥数控机床的作用。

在加工需要粗加工的零件时，传统的加工方法比数控加工更省时更省钱，如粗车外圆、粗车平面等。

因此，在选择数控加工或者传统加工时，应根据现场的需要，合理的选择哪种加工技术。

1.4传统加工技术的优点

（1）相同零件运用传统加工方式比数控加工的成本低；

（2）传统机床的维修比数控机床方便；

（3）在工件加工过程中，传统的加工方式可以调整，而数控加工调整非常困难。

因此，根据上述内容所阐述的传统机床和数控机床的优缺点后，工艺人员应该结合二者的优缺点，编制出合理的工艺流程，充分发挥机械制造企业的人力成本和机床设备成本，提高公司的经济效益。

2、数控加工工艺与传统加工工艺的有机结合

2.1组合加工工艺的使用

数控加工的工艺流程与传统机床加工的工艺流程的区别在于数控加工主要是几道工序，而传统机床是从来料到加工成零件的每一步工序都需编制。因此，在编制零件的加工工序卡片时，将传统加工和数控加工工艺有机结合，完成零件的加工。如在加工一个高精度的阶梯轴时，传统的工序是根据外圆的表面轮廓依次进行粗车，然后在进行精加工，而在使用数控机床的复合循环指令时，可将轴的外圆进行几次循环粗车后，调速后进行精车。此种方法也是使用了部分传统的工艺方法，因此，在使用组合加工工艺时，可提高工件的加工质量，减少工件的加工时间等。

2.2专用机床的使用

无论是使用数控加工工艺还是传统加工工艺，通用的机床一般都不适用于大规模的生产，由于其一次装夹的时间较长，因此只适用于小批量生产，产品种类较多的场合。为了解决单一零件的大批量生产造成的装夹时间过长的问题，就出现了专用机床，专用机床的工艺一般是针对需要大批量生产的工件而制定的，其工艺范围较窄，它是结合工件在运用传统工艺或者数控加工工艺的基础上，根据自身的特点，选择合适的装夹工装，制定出大规模生产所需的机床。

3、如何提高在工艺流程中存在的问题

3.1工艺流程中存在的问题

目前，在我国的机械制造企业中存在的大量的工艺流程编制不合理的问题，尤其在数控机床和传统机床有机结合使用时，数控加工工艺与传统加工工艺的衔接不合理，其主要表现在：（1）工序安排不严谨，主要体现在本该使用传统加工设备的地方确使用数控机床加工，造成传统机床的闲置，而数控机床的工时安排太紧凑，造成资源的浪费，提高了人力成本。（2）劳动力的不均衡使用，企业没有注重对操作人员和工艺人员的技术水平，导致一些技术相对较好的操作人员长期超负荷的工作，而技术水平相对较差的人员闲置时间较长，造成了人力资料的浪费。

3.2解决工艺问题的措施

（1）提高工艺人员的技术水平。提高工艺人员的技术水平有多种途径，如提高工艺人员的理论知识水平，对一些经典零件的加工工艺进行讲解和培训；熟悉公司的机床设备，根据公司的机床设备状态，通过协商讨论的方式，提出一种比较合理的工艺规则，以便后续工艺人员的使用；多让工艺人员去生产车间进行观察，多向操作工人学习，通过不断的经验积累，使工艺人员的整体素质得到提高。

（2）优化人员配置。数控机床是一种自动化程度较高的设备，它要求数控设备的操作人员有一定的理论知识和专业知识，通过培训的方式来达到操作机床的要求，一般比在传统机床上的操作人员更需要知识的贮备和较高的文化程度，因此，可以在传统的机床设备上安排操作经验更丰富的人员，而在数控机床上安排文化水平较高的人员。一般数控机床的操作人员可通过校招的方式来满足要求，普通大专院校的毕业生已经具备了数控机床设备的知识，只需要在入司后进行简单的实习，即可上岗作业。

（3）编制工艺流程时所遵守一些原则：如工件粗加工时一般选择传统机床，而精加工时一般选择数控机床；工件结构复杂且有三维模型时可选用数控设备加工；打样或者小批量生产时，最好选择传统加工设备；复杂曲线的工件一般选择数控机床；遵守严格的工艺审核制度。工艺审核制度不仅是一种审批制度，而且是一种大家相互学习的机会。

4、结束语

如今，先进装配制造业的技术水平已经制约着我国经济建设现代化的发展步伐，数控加工技术也是我国发展高新技术的最基本上的设备，也是代表着一个国家制造业的最高水平，因此，各国都在大力发展数控技术。

在传统加工设备和数控加工设备并存的特殊时期，我们应该不断的探索将数控加工工艺与传统加工工艺相结合的方法，根据新型的加工工艺重新制定出更加合理的机械加工方式，从而更好的发挥出数控加工的技术优势，提高我国机械制造业的水平。