CN116460546A - 一种带窗口的主轴台阶孔加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带窗口的主轴台阶孔加工方法，属于深孔加工领域，分析主轴台阶孔和窗口的设计结构，结合镗头的设计对深孔镗床的排屑路径进行优化；设计、定制组合式台阶镗头；使用镗头分步粗镗台阶孔；粗铣窗口，提前释放应力；修车外圆，使外圆台阶孔同轴；精镗台阶孔并使用同轴芯棒对其进行同轴度检测；精铣窗口，再次使用同轴芯棒扩大后的台阶孔进行同轴度检测。本发明采用上述的一种带窗口的主轴台阶孔加工方法，保证了台阶孔的质量，降低了窗口贯通对台阶孔同轴度和密封性影响，降低了返修率，提高了加工效率，降低加工成本,解决现有的加工方法易变形，加工效率低，产品合格率低的问题。

Description

一种带窗口的主轴台阶孔加工方法

技术领域

本发明涉及深孔加工技术领域，尤其是涉及一种带窗口的主轴台阶孔加工方法。

背景技术

石油与天然气是人们生活离不开的两种主要能源，它们蕴藏在各种复杂的地质环境中，故需要对两种能源进行勘测、钻探、开采，其中作为石油与天然气勘测、钻探、开采的井下设备：主轴在传递钻头前进的巨大扭矩的同时，还作为壳体，保护其内部装载的各种井下随测反馈电子元器件，因此，主轴的内部结构通常被设计为多台阶状结构，且台阶孔的孔径、尺寸精度、同轴度要求均要求非常严格与精准，以保证随测仪器在井下高温、高压、高腐蚀的环境中运行密封性、稳定性、抗干扰性能。主轴外部通常设计有与内孔贯通的窗口，作为数据传输、采集等插件安装口。

现有一般借助镗床进行钻孔以及镗孔加工，但是现有镗床排屑方式由于内孔台阶直径差距大，不易排屑，使得镗孔过程中产生的废屑积聚在台阶孔内部，影响进一步加工效率以及产品的质量；而铣削外圆窗口与内孔台阶孔贯通，极易引起工件外圆和内孔变形，导致内孔台阶同轴超差。

发明内容

本发明的目的是提供一种带窗口的主轴台阶孔加工方法，解决现有的加工方法易变形，加工效率低，产品合格率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种带窗口的主轴台阶孔加工方法,包括以下步骤：

步骤S1：分析主轴台阶孔和窗口的设计结构，结合镗头的设计对深孔镗床的排屑路径进行优化；

步骤S2：设计、定制所需组合式台阶镗头；

步骤S3：使用镗头分步粗镗台阶孔；

步骤S4：粗铣窗口，提前释放应力；

步骤S5：修车外圆，使外圆内孔同轴；

步骤S6：精镗内孔并使用同轴芯棒对其进行同轴度检测；

步骤S7：精铣窗口，再次使用同轴芯棒扩大后的台阶孔进行同轴度检测。

优选的，步骤S1中，通过增加大孔端排屑槽对深孔镗床的排屑路径进行优化，缩小镗头的直径，增大镗头与台阶孔的空隙，改善台阶孔堵屑。

优选的，步骤S2中，具体为定制φ55mm/φ98mm组合式台阶镗头，还需要定制φ35mm深孔钻头、φ35mm深孔镗头、φ45mm深孔镗头、φ55mm可调浮刀、φ98mm可调浮刀、平底刀和清根刀。

优选的，步骤S3中，主要包括：

步骤S31：使用φ35mm深孔钻头钻出台阶孔φ35mm，使用φ35mm深孔镗头精镗台阶孔φ35mm至φ40mm；

步骤S32：再用φ35mm深孔镗头、φ45mm深孔镗头分步粗镗台阶孔φ40mm至φ52mm，使用组合式台阶镗头中φ55mm深孔镗头及已有镗头分步粗镗台阶孔φ52mm至φ95mm。

优选的，步骤S4中，粗铣窗口，去除大部分铣削余量，在台阶孔精镗前释放应力；

优选的，步骤S6中，具体包括：

步骤S61：使用组合式镗头中φ98mm的深孔镗头，扩大台阶孔φ95mm至φ98mm；

步骤S62：使用平底刀对台阶孔φ98mm的端面进行平底，使用清根刀对台阶孔φ98mm的孔底进行清根；

步骤S63：组合式台阶镗头φ55mm/φ98mm，以φ98mm深孔镗头为导向对台阶孔φ52mm进行精镗，将台阶孔φ52mm扩至φ55mm；

步骤S64：使用φ98mm深孔镗头，以φ98mm深孔镗头为导向，将台阶孔φ98mm扩至φ100mm；

步骤S65：使用同轴芯棒对φ55mm台阶孔、φ98mm台阶孔、φ100mm台阶孔进行同轴度检测。

因此，本发明采用上述的一种带窗口的主轴台阶孔加工方法，具有以下

有益效果：

(1)首先由于台阶孔直径差距大，加工大孔时不易从工件通孔φ40排屑，通过优化深孔镗床的排屑路径，增加从大孔端排屑，镗头缩小直径，增加排屑槽，增大镗头与内孔空隙，改善台阶孔排屑情况；

(2)粗铣窗口(不与台阶孔贯通)，时效释放应力，铣削窗口大部分余量，在台阶孔精镗前释放应力，减少精铣窗口贯通时变形对台阶孔的影响；

(3)以φ98mm的孔为引导，使用组合式台阶镗头精镗台阶孔φ55mm和φ100mm。组合式镗头即可组装一起作为台阶镗头使用，也可拆分单独使用，使用同轴芯棒对φ55mm/φ98mm/φ100mm进行同轴度检测；

(4)采用本发明所述的加工方法制备的带窗口的台阶孔，保证了台阶孔的质量，降低了窗口贯通对台阶孔同轴度和密封性影响，降低了返修率，提高了加工效率，降低加工成本。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明一种带窗口的主轴台阶孔加工方法实施例的流程图；

图2为本发明一种带窗口的主轴台阶孔加工方法实施例的组合式镗头示意图；

图3为本发明一种带窗口的主轴台阶孔加工方法实施例的镗头A尾部的外螺纹示意图；

图4为本发明一种带窗口的主轴台阶孔加工方法实施例的镗头B顶部的内螺纹孔示意图；

图5为本发明一种带窗口的主轴台阶孔加工方法实施例的主轴截面结构示意图；

附图标记

1、镗头A；2、镗头B；3、外螺纹；4、内螺纹孔；5、窗口。

具体实施方式

实施例

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案(流程框图见图1)：

S1、在保证镗头刚性的基础上，结合镗头的设计分析主轴台阶孔和窗口5的设计结构，通过增加大孔端排屑槽对深孔镗床的排屑路径进行优化，缩小镗头的直径，增大镗头与台阶孔的空隙，改善台阶孔堵屑情况。

S2、设计并定制所需的深孔钻头、深孔镗头、组合式台阶镗头、配套浮刀、平底刀、清根刀。具体规格为φ35mm深孔钻头、φ35mm深孔镗头、φ45mm深孔镗头、φ55mm/φ98mm组合式台阶镗头、φ55mm可调浮刀、φ98mm可调浮刀。

组合式台阶镗头见图2，镗头A1尾部设置的外螺纹3(图3)与镗头B2顶部设置的内螺纹孔4(图4)对应连接，既可拆开分别使用，也可连接在一起作为台阶镗头使用。

S3、采用φ35mm深孔钻头钻出φ35mm的台阶孔，使用φ35mm深孔镗头精镗台阶孔φ35mm的至φ40mm；再用φ35mm、φ45mm的深孔镗头分步粗镗台阶孔φ40mm至φ52mm，使用组合式台阶镗头中φ55mm深孔镗头及已有镗头分步粗镗台阶孔φ52mm至φ95mm，粗镗的台阶孔深度略小于精镗后的台阶孔深度。

S4、粗铣窗口5(未与台阶孔贯通)，去除大部分余量，在对台阶孔进行精镗前提前释放应力。

S5、以φ40mm台阶孔的孔径为标准修车外圆，确保外圆台阶孔同轴，去除粗铣窗口5引起的变形，避免对工件造成影响。

S6、使用组合式镗头中φ98mm的深孔镗头，扩大台阶孔φ95mm至φ98mm，采用平底刀平底台阶孔的端面，采用清根刀对台阶孔φ98mm孔底清根；组合台阶镗头φ55mm/φ98mm，以φ98mm镗头内孔为导向对台阶孔φ52mm进行精镗，将台阶孔φ52mm扩至φ55mm；拆开台阶镗头，使用φ98mm镗头，以φ98mm镗头内孔为导向，调节刀具，将台阶孔φ98mm扩至φ100mm，见图5；使用同轴芯棒对φ55mm台阶孔、φ98mm台阶孔、φ100mm台阶孔进行同轴度检测。

S7、精铣窗口5至与台阶孔贯通，去除相贯处的毛刺，再次使用同轴芯棒对φ55mm台阶孔、φ98mm台阶孔、φ100mm台阶孔进行同轴度检测，确认窗口5与台阶孔贯通后对台阶孔同轴度是否有影响。

因此，本发明采用上述的一种带窗口的主轴台阶孔加工方法，保证了台阶孔的质量，降低了窗口贯通对台阶孔同轴度和密封性影响，降低了返修率，提高了加工效率，降低加工成本,解决现有的加工方法易变形，加工效率低，产品合格率低的问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种带窗口的主轴台阶孔加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：分析主轴台阶孔和窗口的设计结构，结合镗头的设计对深孔镗床的排屑路径进行优化；

步骤S2：设计、定制组合式台阶镗头；

步骤S3：使用镗头分步粗镗台阶孔；

步骤S4：粗铣窗口，提前释放应力；

步骤S5：修车外圆，使外圆台阶孔同轴；

步骤S6：精镗台阶孔并使用同轴芯棒对其进行同轴度检测；

步骤S7：精铣窗口，再次使用同轴芯棒扩大后的台阶孔进行同轴度检测。

2.根据权利要求1所述的一种带窗口的主轴台阶孔加工方法，其特征在于：步骤S1中，通过增加大孔端排屑槽对深孔镗床的排屑路径进行优化，缩小镗头的直径，增大镗头与台阶孔的空隙。

3.根据权利要求1所述的一种带窗口的主轴台阶孔加工方法，其特征在于：步骤S2中，具体为定制φ55mm/φ98mm组合式台阶镗头，定制φ35mm深孔钻头、φ35mm深孔镗头、φ45mm深孔镗头、φ55mm可调浮刀、φ98mm可调浮刀、平底刀和清根刀。

4.根据权利要求1所述的一种带窗口的主轴台阶孔加工方法，其特征在于，步骤S3中，主要包括：

步骤S31：使用φ35mm深孔钻头钻出台阶孔φ35mm，使用φ35mm深孔镗头精镗台阶孔φ35mm至φ40mm；

步骤S32：再用φ35mm深孔镗头、φ45mm深孔镗头分步粗镗台阶孔φ40mm至φ52mm，使用组合式台阶镗头中φ55mm深孔镗头及已有镗头分步粗镗台阶孔φ52mm至φ95mm。

5.根据权利要求1所述的一种带窗口的主轴台阶孔加工方法，其特征在于：步骤S4中，粗铣窗口去除铣削余量，对台阶孔进行精镗前释放应力。

6.根据权利要求1所述的一种带窗口的主轴台阶孔加工方法，其特征在于，步骤S6中，具体包括：

步骤S61：使用组合式台阶镗头中φ98mm深孔镗头，扩大台阶孔φ95mm至φ98mm；

步骤S62：使用平底刀对台阶孔φ98mm的端面进行平底，使用清根刀对台阶孔φ98mm的孔底进行清根；

步骤S63：使用φ55mm/φ98mm组合式台阶镗头，以φ98mm深孔镗头为导向对台阶孔φ52mm进行精镗，将台阶孔φ52mm扩至φ55mm；

步骤S64：使用φ98mm深孔镗头，以φ98mm深孔镗头为导向，将台阶孔φ98mm扩至φ100mm；

步骤S65：使用同轴芯棒对φ55mm台阶孔、φ98mm台阶孔、φ100mm台阶孔进行同轴度检测。