CN101100027A - 石油钻杆接头挤压成形工艺方法 - Google Patents
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Abstract
Description
石油钻杆接头挤压成形工艺方法
技术领域
本发明属于材料加工工程中金属塑性成形领域,尤其是涉及用于成形石油 钻杆接头及与其相类似的中空轴类锻件的加工方法。 背景技术
石油钻杆接头是石油钻杆的重要违接部件,对接头毛坯的材料和机械性能 有着严格的要求。由于石油钻杆接头尺寸细长,且为中空结构,锻造过程中成 形和提高精度困难较多。钻杆毛坯的传统生产方式为采用高性能的材料通过机 械加工的方法成形,再通过热处理来保证产品的最终性能要求,该方法的优点 是工序短,生产线投资少,但存在着材料浪费严重,产品质量不容易控制等缺 陷。随着能源和材料的短缺,直接采用机械加工的方式难以满足当前节材降耗 的行业需求,目前,对于钻杆毛坯接头开始采用锻造的方法来生产,主要的加 工方式为胎模锻和简单的挤压成形,相对于机械加工,此成形方法虽然在产品 的机械性能上有了较大的提高,但生产工艺落后,不能做到产品中间孔的通透, 产品的机械加工余量较大,生产效率低等缺点。 发明内容
本发明的目的就是提供一种新型石油钻杆接头挤压成形工艺方法,具有可
使加工工件快捷成形、提高生产效率、:降低生产成本的特点。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:这种石油钻杆接头挤压成形 工艺方法,其改进之处在于:它分为以下工序:(l)加热;(2)镦粗;(3)复 合挤压;(4)冲连皮。
上述技术方案的进一步改进在于:所述的工序(3)复合挤压与工序(4) 冲连皮之间还可以增力口缩口工序。
上述技术方案的进一步改进在于:所述的工序(l)加热过程中,加热温 度为1100。C一1210。C。
上述技术方案的进一步改进在于:所述的工序(3)复合挤压过程中,所 用压力机的工作行程至少为所加工工件高度的2倍,且压力机的开起高度不小 于工件高度的4倍。
与单纯的反挤压和正挤压成形相比,本发明采用复合挤压和缩口工艺,大 大改善了挤压凸模的受力状态,将大细长比反挤压冲头的长度大大降低,从而 提高了沖头使用寿命。本发明的另 一个特征是采用缩口工艺成形端部的外形和 内孔,降低了成形力,减少了设备投资,降低了生产成本。本发明采用的生产 工艺方法具有工艺流程短、锻件精度高、产品质量稳定、生产线投资少等综合 技术优势,对于推动行业技术进步具有重要意义。 附图说明
图1为待加工石油钻杆接头锻件图;
图2为采用本发明工艺方法石油钻杆接头成形工序图;其中1)为镦粗成 形图、2)为复合挤压成形图、3)为缩口成形图、4)为冲孔成形图;
图3为本发明工艺流程示意图;
图4为本发明工艺方法所采用的复合挤压工序模具及模架图。 具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图3所示,本发明是采用复合挤压法成形石油钻杆接头中空杆部,将加 热(加热温度为1100匸一12101C)到锻造温度后的坯料经镦粗后,放入复合挤 压凹模中,挤压凸模下行,材料首先发生反挤压变形,当反挤压成形完成后, 材料发生正挤压变形,当模具闭合后,材料流动完成,从而完成复合挤压过程。 复合挤压后带连皮的工件,如果锻件的形式为端头不需要缩口,则直接进行冲 孔,从而完成全部成形任务。如果锻件端头需要缩口,则在复合挤压后,首先 进行缩口工序,然后进4亍冲连皮。
图1为一种石油钻杆接头锻件图。精度等级为GB12362《钢质模锻件公差 及机械加工余量》中的精密级。锻件高度430mm,最大外径为190mm。采用挤压 成形,压力机的工作行程至少应达到工件高度的2倍。这是因为除了挤压需要 的行程外,还要考虑工件从凹模中顶出后取走所需要的行程。加上模具系统高 度,压力机的开起高度应不小于工件高度的4倍。 一般机械压力机不能满足这 一要求,而液压机较容易达到这一要求,因此选用液压机比较合理。成形锻件 的镦粗、复合挤压、缩口、沖连皮四个工序可布置在两台液压机上,模具分别 安装在导向精度良好的两套模架上。其中镦粗与复合挤压共用一台设备,缩口 及冲连皮共用一台设备。圆棒料镦粗为复合挤压工序提供尺寸合适的坯料,同
时去除加热产生的氧化皮。采用闭式复合挤压完成工件的大部分或全部成形任
务。图2是加工工件工序流程,图4是复合挤压工序模具及模架图。本发明的 技术特征集中体现在复合挤压工序和缩口工序中。图4清楚地表明了这一工序 的工作原理,环形沖头施加挤压力,芯杆担负沖连皮与控制金属流动双重任务。 与反挤压冲头相比,芯杆的长度短得多,不承担挤压力,在工作中主要承担由 于摩擦所产生的拉应力,因此精度损失较慢,使用寿命较长。
在实际生产中,采用1250 p屯液压机为主机,配以一台p屯位较小的500吨 液压机组成生产线,可生产直径200毫米,杆部内孔60毫米,锻件高度450亳 米及其以下尺寸的石油钻杆接头。生产节拍40秒,班产可达630件,锻件平均 重量60公斤,班产锻件37吨。锻件材料利用率97 %以上,锻件精度达到国家 标准精密级。本发明是锻造石油钻杆接头的先进实用技术,应用前景十分广阔。
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C10 | Entry into substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) |