專利名稱：石油鉆桿接頭擠壓成形工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料加工工程中金屬塑性成形領(lǐng)域，尤其是涉及用于成形石油 鉆桿接頭及與其相類似的中空軸類鍛件的加工方法。
背景技術(shù)：
石油鉆桿接頭是石油鉆桿的重要違接部件，對接頭毛坯的材料和機(jī)械性能 有著嚴(yán)格的要求。由于石油鉆桿接頭尺寸細(xì)長，且為中空結(jié)構(gòu)，鍛造過程中成 形和提高精度困難較多。鉆桿毛坯的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式為采用高性能的材料通過機(jī) 械加工的方法成形，再通過熱處理來保證產(chǎn)品的最終性能要求，該方法的優(yōu)點(diǎn) 是工序短，生產(chǎn)線投資少，但存在著材料浪費(fèi)嚴(yán)重，產(chǎn)品質(zhì)量不容易控制等缺 陷。隨著能源和材料的短缺，直接采用機(jī)械加工的方式難以滿足當(dāng)前節(jié)材降耗 的行業(yè)需求，目前，對于鉆桿毛坯接頭開始采用鍛造的方法來生產(chǎn)，主要的加 工方式為胎模鍛和簡單的擠壓成形，相對于機(jī)械加工，此成形方法雖然在產(chǎn)品 的機(jī)械性能上有了較大的提高，但生產(chǎn)工藝落后，不能做到產(chǎn)品中間孔的通透， 產(chǎn)品的機(jī)械加工余量較大，生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種新型石油鉆桿接頭擠壓成形工藝方法，具有可
使加工工件快捷成形、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的特點(diǎn)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案這種石油鉆桿接頭擠壓成形 工藝方法，其改進(jìn)之處在于:它分為以下工序(l)加熱；(2)鐓粗；(3)復(fù) 合擠壓；(4)沖連皮。
上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述的工序(3)復(fù)合擠壓與工序(4) 沖連皮之間還可以增力口縮口工序。
上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述的工序(l)加熱過程中，加熱溫 度為1100。C一1210。C。
上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述的工序(3)復(fù)合擠壓過程中，所 用壓力機(jī)的工作行程至少為所加工工件高度的2倍，且壓力機(jī)的開起高度不小 于工件高度的4倍。
與單純的反擠壓和正擠壓成形相比，本發(fā)明采用復(fù)合擠壓和縮口工藝，大 大改善了擠壓凸模的受力狀態(tài)，將大細(xì)長比反擠壓沖頭的長度大大降低，從而 提高了沖頭使用壽命。本發(fā)明的另 一個特征是采用縮口工藝成形端部的外形和 內(nèi)孔，降低了成形力，減少了設(shè)備投資，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明采用的生產(chǎn) 工藝方法具有工藝流程短、鍛件精度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)線投資少等綜合 技術(shù)優(yōu)勢，對于推動行業(yè)技術(shù)進(jìn)步具有重要意義。


圖1為待加工石油鉆桿接頭鍛件圖2為采用本發(fā)明工藝方法石油鉆桿接頭成形工序圖；其中1)為鐓粗成 形圖、2)為復(fù)合擠壓成形圖、3)為縮口成形圖、4)為沖孔成形圖3為本發(fā)明工藝流程示意圖4為本發(fā)明工藝方法所采用的復(fù)合擠壓工序模具及模架圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
如圖3所示，本發(fā)明是采用復(fù)合擠壓法成形石油鉆桿接頭中空桿部，將加 熱(加熱溫度為1100匸一12101C)到鍛造溫度后的坯料經(jīng)鐓粗后，放入復(fù)合擠 壓凹模中，擠壓凸模下行，材料首先發(fā)生反擠壓變形，當(dāng)反擠壓成形完成后， 材料發(fā)生正擠壓變形，當(dāng)模具閉合后，材料流動完成，從而完成復(fù)合擠壓過程。 復(fù)合擠壓后帶連皮的工件，如果鍛件的形式為端頭不需要縮口，則直接進(jìn)行沖 孔，從而完成全部成形任務(wù)。如果鍛件端頭需要縮口，則在復(fù)合擠壓后，首先 進(jìn)行縮口工序，然后進(jìn)4亍沖連皮。
圖1為一種石油鉆桿接頭鍛件圖。精度等級為GB12362《鋼質(zhì)模鍛件公差 及機(jī)械加工余量》中的精密級。鍛件高度430mm，最大外徑為190mm。采用擠壓 成形，壓力機(jī)的工作行程至少應(yīng)達(dá)到工件高度的2倍。這是因?yàn)槌藬D壓需要 的行程外，還要考慮工件從凹模中頂出后取走所需要的行程。加上模具系統(tǒng)高 度，壓力機(jī)的開起高度應(yīng)不小于工件高度的4倍。 一般機(jī)械壓力機(jī)不能滿足這 一要求，而液壓機(jī)較容易達(dá)到這一要求，因此選用液壓機(jī)比較合理。成形鍛件 的鐓粗、復(fù)合擠壓、縮口、沖連皮四個工序可布置在兩臺液壓機(jī)上，模具分別 安裝在導(dǎo)向精度良好的兩套模架上。其中鐓粗與復(fù)合擠壓共用一臺設(shè)備，縮口 及沖連皮共用一臺設(shè)備。圓棒料鐓粗為復(fù)合擠壓工序提供尺寸合適的坯料，同
時去除加熱產(chǎn)生的氧化皮。采用閉式復(fù)合擠壓完成工件的大部分或全部成形任
務(wù)。圖2是加工工件工序流程，圖4是復(fù)合擠壓工序模具及模架圖。本發(fā)明的 技術(shù)特征集中體現(xiàn)在復(fù)合擠壓工序和縮口工序中。圖4清楚地表明了這一工序 的工作原理，環(huán)形沖頭施加擠壓力，芯桿擔(dān)負(fù)沖連皮與控制金屬流動雙重任務(wù)。 與反擠壓沖頭相比，芯桿的長度短得多，不承擔(dān)擠壓力，在工作中主要承擔(dān)由 于摩擦所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，因此精度損失較慢，使用壽命較長。
在實(shí)際生產(chǎn)中，采用1250 p屯液壓機(jī)為主機(jī)，配以一臺p屯位較小的500噸 液壓機(jī)組成生產(chǎn)線，可生產(chǎn)直徑200毫米，桿部內(nèi)孔60毫米，鍛件高度450亳 米及其以下尺寸的石油鉆桿接頭。生產(chǎn)節(jié)拍40秒，班產(chǎn)可達(dá)630件，鍛件平均 重量60公斤，班產(chǎn)鍛件37噸。鍛件材料利用率97 %以上，鍛件精度達(dá)到國家 標(biāo)準(zhǔn)精密級。本發(fā)明是鍛造石油鉆桿接頭的先進(jìn)實(shí)用技術(shù)，應(yīng)用前景十分廣闊。
權(quán)利要求
1、一種石油鉆桿接頭擠壓成形工藝方法，其特征在于它分為以下工序(1)加熱；(2)鐓粗；(3)復(fù)合擠壓；(4)沖連皮。
2、 如權(quán)利要求l所述的石油鉆桿接頭擠壓成形工藝方法，其特征在于所 述的工序(3)復(fù)合擠壓與工序(4)沖連皮之間還可以增加縮口工序。
3、 如權(quán)利要求l所述的石油鉆桿摔頭擠壓成形工藝方法，其特征在于所 述的工序(1)加熱過程中，加熱溫度為1100。C一1210。C。
4、 如權(quán)利要求l所述的石油鉆桿接頭擠壓成形工藝方法，其特征在于所 述的工序(3)復(fù)合擠壓過程中，所用壓力機(jī)的工作行程至少為所加工工件高度 的2倍，且壓力機(jī)的開起高度不小于工件高度的4倍。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料加工工程中金屬塑性成形領(lǐng)域，尤其是涉及用于成形石油鉆桿接頭及與其相類似的中空軸類鍛件的加工方法。這種石油鉆桿接頭擠壓成形工藝方法的改進(jìn)之處在于它分為以下工序(1)加熱；(2)鐓粗；(3)復(fù)合擠壓；(4)沖連皮。本發(fā)明采用復(fù)合擠壓和縮口工藝，大大改善了擠壓凸模的受力狀態(tài)，將大細(xì)長比反擠壓沖頭的長度大大降低，從而提高了沖頭使用壽命。本發(fā)明的另一個特征是采用縮口工藝成形端部的外形和內(nèi)孔，降低了成形力，減少了設(shè)備投資，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明采用的生產(chǎn)工藝方法具有工藝流程短、鍛件精度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)線投資少等綜合技術(shù)優(yōu)勢，對于推動行業(yè)技術(shù)進(jìn)步具有重要意義。
文檔編號B21C31/00GK101100027SQ20061009861
公開日2008年1月9日 申請日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月7日
發(fā)明者任廣升, 唐建軍, 徐春國 申請人:唐建軍