宽叶片螺旋钻杆加工工艺论文.docx

宽叶片螺旋钻杆加工工艺论文1宽叶片螺旋钻杆加工工艺技术研究目前重庆院设计的宽叶片螺旋钻杆外径尺寸为Φ73、Φ89长度尺寸为550、600、800、1000、1500。以使用量最大的63ZGLL73×1000宽叶片螺旋钻杆为例进行具体的加工工艺技术研究。63ZGLL73×1000宽叶片螺旋钻杆由63ZG1000光钻杆在外圆绕制了螺旋叶片通过双面焊将螺旋叶片与钻杆固定。1.1叶片下料工艺根据Φ63宽叶片螺旋钻杆的订单数量确定叶片的下料方式有2种：一类是小批量生产螺旋钻杆叶片采用剪板下料法；二类是大批量生产叶片采用钢带开模法。具体加工工艺流程如下所示：小批量：剪（剪钢板）校直剪斜角对接焊预弯待焊大批量：剪（将钢带一分为二）剪斜角预弯待焊1.1.1叶片小批量加工根据上述叶片生产流程图可知当采用小批量生产时需要考虑以下因素：①剪板下料需要保证叶片的宽度尺寸20上偏差为+0.5下偏差为0剪切面与宽度方向基本垂直；②叶片剪切后发生了弯曲、扭曲变形需校直采用卷板机校直；③因剪板机行程的影响1000mm、1500mm长的宽叶片螺旋钻杆其叶片下料尺寸均在3m以上超出机床行程故叶片分段剪切后需采用对接焊满足加工需要；④小批量生产宽叶片螺旋钻杆为便于绕制螺旋叶片叶片端头需使用预成型工装预弯。1.1.2叶片大批量加工大批量生产螺旋钻杆叶片采用钢带开模法该方法的优点是：①可以根据需要定制叶片宽度及长度尺寸；②宽度及长度尺寸精确；③叶片平直；④避免了剪切产生的加工硬化。1.2螺旋叶片绕制工艺技术研究经过对宽叶片螺旋钻杆外形结构的分析和实验论证得出下述螺旋叶片绕制加工工艺流程满足加工需要即：绕制螺旋叶片切除（多余叶片）。1.2.1绕制螺旋叶片根据63ZGLL73×1000宽叶片螺旋钻杆外形结构螺距P=80分析可知采用车床上绕制螺旋叶片要控制螺旋叶片的成型、螺距、叶片的贴合度可通过以下工装来控制。1.2.2切除（多余叶片）因绕制螺旋叶片后出现了多余的叶片为了不影响后续工作故需切除通过比较分析选择砂轮机打磨。打磨要求：①打磨面基本与钻杆外圆垂直；②防止打磨到钻杆；③保证距公接头端面尺寸9mm。1.3螺旋叶片组合焊接工艺研究根据前期的准备工作及现场工艺性试验确定组合焊接工艺路线如下：除锈自动焊接补焊。1.3.1除锈通过前期的试制工作发现自动焊接螺旋叶片时焊缝在钢管外圆侧成形差、咬边严重。通过分析实验验证发现将钢管外圆表面除锈后焊缝成形良好目前有以下两种方案可以除锈。将待加工钻杆通过同型号公扣在焊接变位机上固定脚踏开关旋转主轴工人手持角磨机打磨叶片两侧焊道要求焊道宽度在5-6mm钻杆外圆表面的铁锈除尽即可。通过该方案的试制在自动焊接的过程中焊缝成形很好无咬边等焊接缺陷产生故采用本方案对钻杆焊道除锈。1.3.2自动焊接螺旋叶片根据以往外协单位生产及矿上使用情况通过手工电弧焊接螺旋叶片焊接生产效率低、焊缝咬边严重、钻杆断裂事故较多在这种产品质量不稳定的情况下为了提高生产效率及控制产品质量开发了宽叶片螺旋钻杆叶片焊接专机此工艺方法比手工焊接效率提高5倍以上。宽叶片螺旋钻杆焊接专机主要组成部分为：C618普车结构、数控部分、焊接工装、弧焊电源、送丝机构、焊炬、供气系统等组成。2结语通过研究宽叶片螺旋钻杆的加工工艺对试制的钻杆进行金相组织分析、断裂分析及现场工艺性试验结果表明：钻杆的试制工艺合理抗扭强度达到了设计要求采用车床绕制螺旋叶片后进行自动焊接工艺流程加工的钻杆抗扭强度更高性能更加稳定钻杆在钻进松软煤层时钻进效率更高使用效果更好。作者:蒋开勇单位:中煤科工集团重庆研究院有限公司