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石油测井仪器外壳加工工艺的改进 |
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作者：中海油田服务股份有限公司 张秋松 来源：Ringer |
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测井仪器外壳是石油测井仪器部件的保护壳，是测井仪器下井的承压部件，所以保证其加工质量是至关重要的。结合以前仪器外壳加工过程中出现的壁厚偏差问题，分析加工过程中可能导致产品出现壁厚偏差的原因，提出改进加工工艺，保证仪器外壳符合要求。
一 测井仪器外壳加工过程中出现壁厚偏差原因分析
测井仪器外壳在加工过程中出现壁厚偏差的主要原因有以下几方面：
1．原材料外圆和内孔的圆度、同心度及直线度偏差较大，影响了镗孔时的定位基准；
2．镗孔时装夹基准面和材料端面不垂直，造成镗孔时镗刀走偏；
3．加工过程中由于高速旋转产生的离心力；
4．车削时材料内部存在的内应力得不到释放，造成外壳本身变形；
5．加工过程中存在的热变形不易控制，从而影响加工质量。
二 新改进加工工艺
针对加工过程中可能出现的仪器外壳壁厚偏差原因，从以下几方面进行改进：
1．下料时留足加工余
外壳在下料时，每件留余量12～14mm，保证在平完端面后为镗孔试刀预留足够余量。镗床试刀长度一般为3～5mm，经试刀后可以保证镗孔时内孔符合尺寸要求。
2．镗孔前车原材料外圆，齐端面
原材料下料校直后，将外圆车圆，保证原材料外圆的圆度和直线度，提高镗床装夹时定位基准的精度，为提高镗孔精度奠定基础。图1为为仪器外壳镗内孔时装夹图
图1 仪器外壳镗内孔时装夹图
外圆车圆后，以外圆定位将原材料的两个端面车平，保证外壳轴线与端面的垂直度，减少镗孔时镗刀偏移量。图2为镗外壳时进刀示意图。
图2 镗外壳时进刀示意图
3．在镗孔过程中，增加一次定位基准校正
外壳在进行半精镗前，以内孔为基准车外圆。车圆后以外圆为基准，重新车平外壳两端面，保证外圆与端面垂直、内孔与外圆的同轴度，然后再进行半精镗和精镗。
4．严格控制半精镗、精镗时切削深度
在外壳粗镗至5mm余量时，对外壳壁厚差进行检测，检测合格后开始半精镗。半精镗每刀切削深度为1.5mm，精镗必须在半精镗最后一刀后不改变定位基准前提下进行，根据剩余尺寸余量镗至内孔尺寸，精镗切削深度为0.4～0.6mm。通过对切削深度的控制，减小切削阻力，提高内孔加工精度。
5．改变外圆加工装夹方式
原加工方法是采用两端顶尖顶外壳内孔，在加工外圆过程中，内应力得不到释放，造成外壳变形。改为前端撑内孔，且外壳端面和卡盘端面留有间隙，尾端顶尖顶内孔，让应力得以释放。图3、4为车削外圆装夹方式图。
图3、4车削外圆装夹方式图
6．中心架位置安装自制工装
增加中心架并安装自制工装，增加中间支撑的稳定性，减小车削时外壳的变形量和冲击力，保证外壳加工质量。图5为中心架位置自制工装安装图。
图5 中心架位置自制工装安装图
7．在中心架位置增加冷却装置
由于外壳在车削过程中高速旋转，外壳与工装之间存在相互摩擦，摩擦产生的热量导至外壳发生热变形，影响外壳加工精度。在中心架位置增加冷却装置后，降低了摩擦产生的热量，减小了由于热变形对加工质量产生的影响。
8．控制外圆加工切削量
在车削仪器外壳时，每刀切削深度不大于2.5mm，车削完后检测壁厚偏差。如果壁厚差较大，及时进行调整。通过对切削量的控制，减小了车削产生的形变，避免外壳壁厚产生偏差。
通过加工工艺的改进，目前生产的测井仪器外壳可以满足壁厚差要求，壁厚差全部控制在≤0.4mm范围内。(end)
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(4/13/2010) |
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