鑽杆螺紋車修工藝研究
理論研究
作者：王德軍
結合鑽杆螺紋要求，對鑽杆螺紋加工設備、刀具，螺紋車修過程中出現的物理現象，以及提高鑽杆螺紋車修質量等工藝方法進行了論述，為鑽杆螺紋車修提供了參考。
鑽井設備 鑽杆螺紋 車修工藝
鑽杆是石油鑽井中重複使用的專用管材，在鑽井中鑽杆需要連接在一起使用，鑽杆的連接是靠旋轉台肩式鑽杆螺紋實現的。在使用後，對其管體、螺紋等部位進行清洗、檢測、探傷、檢驗等工序後，對於管體合格而螺紋損壞的鑽杆需要進行重新車修，即螺紋車修工藝，為了使鑽杆車修後螺紋質量達到標準要求，要嚴格控製各道工序，包括設備的選擇及精度要求、刀具的選擇、螺紋檢驗等。
1鑽杆螺紋加工設備的選配
針對鑽杆螺紋修複是成批、單項加工和管螺紋的特點，在機床的選用方麵主要綜合考慮加工精度高，加工質量穩定可靠；工人勞動強度低；對螺紋加工的適應性強、靈活性好；工作環境優良；經濟等方麵。經過使用證明，一般選用沈陽第一機床廠生產的S1-245和S1-262車床作為主導加工機床。
2刀具
2.1刀具材料的基本要求
a.高硬度。車刀材料的硬度必須大於工件材料的硬度，常溫硬度一般要在HRC60以上。
b.高耐磨性。車刀的切削部分在切削過程中經受著劇烈的摩擦，因此必須具有良好的耐磨性。一般情況下，刀具材料的硬度越高，耐磨性越高。
c.足夠的強度和韌性。為了承受切削時較大的切削力、衝擊力和震動，防止脆裂和崩刃，車刀材料必須具有足夠的強度和韌性。
d.高紅硬性。紅硬性是指車刀在高溫下所能保持正常切削的性能。它是衡量車刀材料性能好壞的主要指標。
2.2刀具參數的優選
2.2.1前角的作用及選擇
a.前角的作用。前角是車刀最重要的一個角度。其大小影響刀具的銳利程度與強度。加大前角，可使刃口鋒利，減小切削變形和切削力，使切削輕快。但前角過大，楔角β0減小，降低了切削刃和刀頭的強度，使刀頭散熱條件變差，切削時刀頭容易崩刃。
b.前角的初步選擇。前角的大小應根據工件材料、刀具材料及加工性質選擇。工件材料軟，車塑性材料，精加工時，可取較大的前角；工件材料硬，車脆性材料，粗加工時應取較小的前角。
2.2.2後角的作用及選擇
a.後角的作用。後角可減少刀具後刀麵與工件加工表麵之間的摩擦以及刀具後麵的磨損，它配合前角調整刀刃的銳利程度和強度。
b.後角的選擇。粗加工時，為了增加刀刃的強度，應取較小的後角；精加工時，為了減少後刀麵與工件的摩擦，保證加工質量，應取較大的後角。工件材料較硬時，為使刀刃有足夠的強度，後角應取較小值；工件材料較軟，應取較大值。
2.3刀具壽命
2.3.1刀具的磨損形式及過程
a.刀具的磨損形式。刀具的磨損有正常磨損和非正常磨損。其中刀具的正常磨損主要有以下三種：後刀麵磨損；前刀麵磨損；前、後刀麵同時磨損。
b.刀具的磨損過程。可以分為三個階段：初期磨損階段，由於刃磨後的刀麵微觀不平，切削刃處的受力集中，因此磨損較快；正常磨損階段，刀具表麵上的高低不平及不耐磨的表層組織已經被磨去，刀麵上的壓力分布均勻而且壓強減小，磨損高度隨時間增長而均勻的增加，使用刀具時不應超過這一階段範圍；急劇磨損階段，磨損量達到某一數值VBB以後，刀具變鈍，摩擦力增大，切削溫度急劇升高，刀具材料的切削性能急劇下降，導致刀具大幅度磨損或燒毀，應盡量避免使刀具磨損進入這一階段。