含錳合金鋼油井鉆頭齒孔變軸高速銑削.pdf

1、本課題來源于同濟大學現(xiàn)代制造技術研究所與上海某金剛石鉆頭有限公司的合作項目。以金屬切削原理、高速切削理論、CAM數(shù)控編程技術為指導,在此基礎上對油井鉆頭齒孔進行數(shù)控編程及后置處理,得到用以實際加工的NC代碼,完成對油井鉆頭齒孔的加工。針對齒孔位置偏移問題,以油井鉆頭鑄件為原型,通過反求得到了鉆頭的CAD造型。 綜合分析油井鉆頭鑄件使用材料--高錳鋼的性能及切削加工時的主要特點,對鉆頭的整體加工工藝進行分析,總結出適合高錳鋼高速銑

2、削的刀具材料及幾何參數(shù),在切削用量范圍內(nèi)選擇合適的切削速度、進給量、切削深度等參數(shù)。根據(jù)鉆頭設計加工中所用的夾具,選擇合適的冷卻潤滑方式,確定油井鉆頭齒孔加工的工藝方案,為實際加工做好前期準備。 分析鉆頭刀翼齒孔的復雜性,在原始CAD造型的基礎上,選擇采用可變軸輪廓銑的方式對其進行數(shù)控編程,選擇合適的進給路線及走刀方式。針對由PostBuilder建立的后置處理器所生成的NC程序不能有效驅動五軸加工的情況,利用實驗室自主開發(fā)的針

3、對HERMLE C1200U五軸聯(lián)動數(shù)控銑削加工中心HEIDENHAIN iTNC530系統(tǒng)的后置處理程序,得到完整的數(shù)控加工NC程序,完成對鉆頭的加工。 針對齒孔位置偏移問題,根據(jù)反求工程的原理,采用激光非接觸式掃描測量方法,通過合理選擇主要測量面,合理利用激光測頭旋轉或/和擺動角度,合理選擇數(shù)據(jù)采集精度,加快了油井鉆頭外形輪廓幾何數(shù)據(jù)的采集。通過選擇功能強、操作方便的計算機軟件,對點云數(shù)據(jù)進行平滑和精簡預處理,選用高效率的曲