先进刀具在石油钻采装备行业的应用

中石化石油工程机械有限公司第四机械厂是一家石油钻采装备研制企业,中国装备工业的发展促使着公司不断开拓创新,为了树立百年品牌老店形象,必须保证零部件的生产无论从产品材料、结构以及加工精度均需随着行业的发展得到更大程度的提高。我分厂是公司固压设备核心部件--泵总成的制造基地。在产品的制造过程中,需要大量先进、高效刀具机床。目前我公司加工中心机床一半进口一半国产,由于是重型加工,所以都是低速型的机床。刀具则主要使用了美国肯纳、瑞典山特维克可乐满、日本住友、京瓷、大昭和、韩国特固克和成都森泰英格、千木刀具公司的数控刀具,而在这里面刀片刀头95%的进口,只有刀柄、刀杆国产才能占到一席之地。每年我分厂刀具消耗量大概是200多万元左右。

模块式镗刀的使用

目前我们的粗镗孔采用的是整体式双刃镗刀,如图1所示。而现在早就是模块式镗刀的天下了。精加工不是采用国内流行的微调精镗刀。而是从国外进口的CH头,一种类似于平旋盘的装置。这种CH头,首先可以自动控制直径的变化,可以用它多刀精加工精密尺寸、圆弧、切槽、挑螺纹。只需更换前面的刀头就可以了。其次是比平旋盘长,加工长度范围大。但是制造复杂、精度要求高、配件购买周期长。而且价格非常贵抵得上一个小型数控机床的价格了。

图1 整体式双刃镗刀

图2 CH头

刀片的选择

我们的核心产品比如泵属于六面箱体类零件,材料是合金钢,硬度≥34HRC,六个面都有孔交叉而过,如图3所示。它的几大难点:硬度高、相贯孔深、内腔中间大、两头小,需要掏窝子 ;大直径(>15mm)的锯齿螺纹、配合精度高的大小锥孔(最小直径也大于70mm)。

图3 泵体

就对其中相贯孔加工来说,其仅仅是减轻重量、储水的腔体,但是就因为上下左右前后的几道孔相交,造成普通刀片到此就或碎裂或刀尖严重磨损,而无法加工。我们用的是肯纳的R0.8菱形刀片,40多mm的余量,每刀5mm,要走10来刀,一个刀尖可以加工2~3个腔体。肯纳的刀片缺点是进口刀片贵,供货期偏长,曾经有一国内的刀具生产厂家提供了他们的刀片,情况很差,一道孔都干不下来,非常可惜的是试验了两次后,他们就放弃了。对于锯齿螺纹、锥孔,目前就没有国内厂商在这方面提供服务。目前我们是以车工挑扣的形式加工锯齿螺纹,速度很快,一个90mm长度的锯齿扣只需要5~6min。但是这对于刀片的要求很高。一般的螺纹刀片经常中途碎裂、磨损,造成螺纹报废或修复。这么大的直径锯齿螺纹好像还没有厂家提供更高效稳定的其它铣削加工方式。


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