含錳合金鋼油井鉆頭齒孔變軸高速銑削.pdf

1、本課題來(lái)源于同濟(jì)大學(xué)現(xiàn)代制造技術(shù)研究所與上海某金剛石鉆頭有限公司的合作項(xiàng)目。以金屬切削原理、高速切削理論、CAM數(shù)控編程技術(shù)為指導(dǎo),在此基礎(chǔ)上對(duì)油井鉆頭齒孔進(jìn)行數(shù)控編程及后置處理,得到用以實(shí)際加工的NC代碼,完成對(duì)油井鉆頭齒孔的加工。針對(duì)齒孔位置偏移問(wèn)題,以油井鉆頭鑄件為原型,通過(guò)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(shí)的主要特點(diǎn),對(duì)鉆頭的整體加工工藝進(jìn)行分析,總結(jié)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(jìn)給量、切削深度等參數(shù)。根據(jù)鉆頭設(shè)計(jì)加工中所用的夾具,選擇合適的冷卻潤(rùn)滑方式,確定油井鉆頭齒孔加工的工藝方案,為實(shí)際加工做好前期準(zhǔn)備。 分析鉆頭刀翼齒孔的復(fù)雜性,在原始CAD造型的基礎(chǔ)上,選擇采用可變軸輪廓銑的方式對(duì)其進(jìn)行數(shù)控編程,選擇合適的進(jìn)給路線及走刀方式。針對(duì)由PostBuilder建立的后置處理器所生成的NC程序不能有效驅(qū)動(dòng)五軸加工的情況,利用實(shí)驗(yàn)室自主開(kāi)發(fā)的針

3、對(duì)HERMLE C1200U五軸聯(lián)動(dòng)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(duì)鉆頭的加工。 針對(duì)齒孔位置偏移問(wèn)題,根據(jù)反求工程的原理,采用激光非接觸式掃描測(cè)量方法,通過(guò)合理選擇主要測(cè)量面,合理利用激光測(cè)頭旋轉(zhuǎn)或/和擺動(dòng)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(guò)選擇功能強(qiáng)、操作方便的計(jì)算機(jī)軟件,對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑和精簡(jiǎn)預(yù)處理,選用高效率的曲