PDC钻头数控加工论文范文

1PDC钻头数控加工工艺

随着我国经济和科技的快速发展，国内数控机床的运用也是越来越普遍。五轴联动加工中心对一般零件的加工包括了叶片、叶轮、螺旋桨叶片等，此外还涉及了对一些复杂的多面曲面的加工，例如：钻孔、铣孔等孔类零件。五轴联动加工中心的成本相对较高，而且缺乏一些先进的国外设备的支持，在我国的普及率还是不够高；在工时上，五轴联动加工中心的加工工时比普通加工中心的工时要高出好几倍；处于以上限制因素的考虑，企业必定会站在节约资源的角度出发，选择其他的加工方式来代替五轴联动加工。

1.1零件加工工艺通过PDC钻头的三维数模和加工特征组合来看，对深度、宽度、最小圆角半径等进行数据测量，可以得出这样的结果：PDC钻头从毛坯阶段到成品阶段会除去大量原材料，而钻头本身的上部分为冠状部分由刀翼、水道、齿窝、水孔等复杂曲面和空间斜孔组成，这里依靠三轴和五轴加工中心加工完成；钻头的下半部分是一个回转体结构，通过车削加工技术，不但可以获得符合条件的零件外形和尺寸，还可以得到较高的经济回报。所以通常在选择加工工艺时，需要以零件的基本特征为依据，再结合零件能够带来的实际经济效益，最大限度地降低成本输出。

1.2车削加工车削加工主要是事先去除零件中的一些多余材料，以此来减少加工中心的工作任务；此外，通过车削加工可以保证PDC钻头下半部分的形状的完整性和精确性；最后，车削加工为三轴及五轴加工做了基础准备，即在这一过程中已经完成了对定位孔和装夹槽的加工。

1.3三轴加工PDC钻头冠状部分的复杂曲面众多，而且刀翼的前刀面是倒扣的，由于有些曲面斜率过大甚至超过90度，导致立式加工中心无法满足这种零件的加工；在保持原有装夹方式的条件下，虽然可以利用卧式加工中心或五轴加工中心来完成这样的加工任务，但是由于需要除去较多的原材料，工作量较大，使得加工时间延长，而且也加大了成本投入，综合考虑，还是依靠三轴立式加工中心来加工，但是需要进行一定的修改，原来的工件装夹方式是保证回转中心与刀具平行的，现在修改为与刀具垂直即可。先把工件安装在分度头上，利用分度头来带动工件转动，从而计算出合理的角度、刀翼斜率和流道大小；在实际加工过程中，由于刀翼的曲面和刀翼间的角度是不同的，所以需要对刀翼间的角度进行重新测量和记录。与五轴加工中心加工相比，这种方法虽然操作步骤比较繁琐，但是可以节约很多的加工成本，随着加工数量和加工人员的增加，工人的操作熟练度会越来越高，不仅提升了工作效率，还节约了经济成本。总的来说，企业运用分度头与三轴立式加工中心，会给企业带来很多好处。

1.4三轴立式加工等到装在分度头上的工件完成加工后，说明了PDC钻头冠状部周围已经完成了基本的加工，但是顶部的中心位置还没有得到加工。在实际加工过程中，工件会受到自身重量和切削力的影响，被安装在分度头上后工件会产生一个和进刀方向保持一致的力，导致了不能保持较高的加工精度。为了避免这种现象的发生，通常会在加工前现在工件的另一侧加上一个顶尖；在卧式加工的过程中，想要对钻头顶部进行加工，由于受到大直径工件的限制，就要避开刀柄与刀翼的影响，这对刀具提出了一定的要求，即刀具的悬伸长度要大于工件的半径。但是这种规定会加大刀具在切削时的振动频率，导致了加工出来的零件质量偏低，所以加工工艺还需要有更多的改进。

2结束语

随着人们对PDC钻头数控加工工艺的持续性研究，对其进行不断创新和完善，一方面，提高了PDC钻头零件的加工效率，有利于生产出高质量、高寿命的钻头；另一方面，扩大了PDC钻头在天然气油田开采中的使用功能，有利于提高油田的开发速度、经济效益和产能建设，为企业和国家带来了巨大的社会效益。同时该工艺在实践中的多次创新和完善，可以积累一定的经验，对PDC钻头的数控加工的长久发展，提供了宝贵的参考并具有指导意义。

作者：岑华单位：广西现代职业技术学院机电工程系