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1、典型石油油机械结结构与工工艺特点点第一节 牙轮钻头头结构简简介一、概述述随着石油油天然气气勘探开开发难度度的不断断加大，面面临的地地质条件件和自然然环境日日趋复杂杂恶劣，对对勘探开开发过程程中的石石油装备备也提出出了更高高的要求求。牙轮轮钻头作作为钻井井的主要要破岩工工具之一一，如何何进一步步提高其其工作性性能，延延长其使使用寿命命，是目目前石油油天然气气勘探开开发领域域急需解解决的关关键技术术问题之之一，也也是减少少起下钻钻次数，缩缩短完井井周期的的有效途途径，将将有利于于加快我我国石油油天然气气勘探开开发速度度，降低低原油生生产成本本和提高高原油产产量，从从而确保保我国经经济建设设持续健健
2、康发展展。牙轮钻头头的工作作寿命对对降低钻钻井成本本，提高高钻井速速度起着着十分重重要的作作用。钻钻头从下下井开始始直到工工作寿命命结束后后才从井井底提出出，中途途在井下下无法更更换任何何零件，其其寿命长长短直接接影响机机械进尺尺和起下下钻次数数。因此此，这就就要求尽尽可能延延长牙轮轮钻头各各部件的的工作寿寿命，从从而提高高牙轮钻钻头的整整体工作作寿命。三三牙轮钻钻头工作作过程中中，钻压压由钻杆杆或钻挺挺施加在在牙轮钻钻头上部部，再由由牙爪经经轴承传传递至牙牙轮，驱驱使牙轮轮上的牙牙齿压入入和破碎碎岩石，同同时钻头头的旋转转使得牙牙齿破碎碎岩石的的位置发发生改变变。通常常8 11/2三牙轮轮钻
3、头的的钻压在在10001550kNN左右，每每个轴承承载荷为为3050kkN，轴轴承直径径为577mm，旋旋转速度度约为2200转转/分钟钟。实际际钻井过过程中，由由于牙齿齿与岩石石互作用用、钻柱柱振动产产生的动动载荷使使得作用用在钻头头上的实实际载荷荷为随机机变化的的动载荷荷。二、牙轮轮钻头发发展简史史自20世世纪初期期第一个个旋转牙牙轮钻头头问世开开始，牙牙轮钻头头就不断断发展，并并很快以以其优良良的性能能成为钻钻井工业业中最主主要的破破岩工具具之一。19099年8月10日，美美国Hoowarrd RR.Huughees取得得了第一一个牙轮轮钻头专专利以对对付钻井井中遇到到的刮刀刀钻头很很
4、难或者者不可能能钻进的的较硬地地层。当当时由于于牙轮在在软地层层中极易易形成泥泥包，因因此在软软地层中中刮刀钻钻头仍然然享有主主导地位位。19925年年出现了了自洁式式钻头。它它的出现现克服了了当时钻钻井中遇遇到软硬硬夹层地地层必须须多次起起下钻以以更换钻钻头的情情况，钻钻井进尺尺和机械械钻速提提高两倍倍多，明明显降低低了钻井井成本。1932年对牙轮轴承的改进，出现了滚动轴承，大大提高了钻头使用寿命。1933年出现了三牙轮钻头，与二牙轮钻头相比，不仅工作更平稳，钻速更快，寿命更长，而且有更多的规径面积维持井径。1935年出现了移轴三牙轮钻头，这种钻头在当时提高机械钻速达30%，促进了牙轮钻头的
5、广泛使用。1949年出现了喷射式牙轮钻头，当时的实际测试表明能增加机械钻速达50%。1951年出现了球型的硬质合金镶齿钻头，大大提高了牙齿寿命，但轴承成了主要的易损部分。1960年密封润滑轴承研制成功，提高了整体钻头工作时间。1967年研制成功了用于各类地层的硬质合金镶齿钻头，大大提高了镶齿钻头的适用范围和牙齿寿命。1968年密封润滑滑动轴承的问世，使钻头的工作时间进一步提高一倍以上。随着钻井井技术的的不断发发展，钻钻头也得得到了较较大发展展。如119700年的O型环密密封的滑滑动轴承承；19976年年用真空空/压力力注油法法向贮油油囊注入入润滑脂脂的密封封轴承钻钻头；119799年的精精密密
6、封封滚动轴轴承；119811年的勺勺形齿；19882年用用环锁法法将牙轮轮装配在在轴承上上的全滑滑动元件件的滑动动轴承；90年代代初推出出的用钻钻头体内内的三合合一元件件来确保保三个牙牙掌准确确对位焊焊接技术术，可以以承受恶恶劣使用用环境的的全橡胶胶补偿器器；浮动动套滑动动轴承，对对开丝扣扣环式保保持器，网网纹状密密封圈等等新结构构。综合牙轮轮钻头的的发展过过程可以以看出，牙牙轮钻头头的发展展使其工工作寿命命大幅度度提高，如如硬质合合金镶齿齿的出现现成倍提提高了牙牙齿寿命命；从滚滚动轴承承到密封封润滑滑滑动轴承承乃至现现在对轴轴承密封封结构等等的一系系列改进进，都大大大提高高了轴承承寿命；新技
7、术术、新材材料的不不断利用用又从各各方面提提高了钻钻头的工工作寿命命；伴随随钢材质质量及热热处理工工艺的发发展，牙牙轮钻头头各部件件的性能能都得以以增强；新型的的密封材材料、润润滑剂和和高耐磨磨材料的的出现及及加工工工艺技术术的提高高又增强强了轴承承的抗破破坏能力力；精密密的绞孔孔工艺增增强了镶镶齿的牢牢固程度度；新型型合金成成份及加加工工艺艺提高了了硬质合合金的强强度等等等。近三三十年来来，由于于齿面结结构变化化不大，所所有齿面面结构的的改进都都基于定定性认识识，依赖赖于大量量的试验验结果。相相对于钻钻头寿命命的增加加来看，钻钻头机械械钻速的的提高比比较缓慢慢。三、牙轮轮钻头结结构1总体体结
8、构组组成牙轮钻头头一直是是钻井工工程中最最主要的的钻井工工具之一一，由壳壳体、牙牙爪、牙牙轮、轴轴承、水水眼和储储油密封封补偿系系统等部部分组成成，如图图5.11所示。 1488/4英寸以以上的可可制成无无体式或或有体式式，有体体式钻头头由三组组装有牙牙轮的牙牙爪焊接接在铸造造的钻头头体上；1288/4英寸以以下的钻钻头由三三组装有有牙轮的的牙爪直直接焊接接而成，称称为无体体式钻头。牙轮轮钻头主主要零部部件具有有如下特特点：牙掌：由由毛坯基基体(包包括流道道和掌背背保径部部分)、轴轴承、水水孔、油油孔四部部分组成成，空间间结构关关系复杂杂，形状状极不规规则，设设计上最最难把握握。图5.1 三牙
9、轮钻头整体结构示意图 牙轮：分钢齿齿牙轮和和镶齿牙牙轮两种种，都由由牙轮体体和牙齿齿组成。区区别在于于牙齿，前前者用指指形铣刀刀在牙轮轮体上铣铣削成齿齿并敷焊焊硬质合合金材料料，后者者是在牙牙轮体上上钻铰齿齿孔后镶镶嵌硬质质合金齿齿。小零件钻钻头小零零件通常常特征单单一，零零件已经经标准化化、系列列化。壳体上部部车有丝丝扣(多多为母扣扣)；下下部焊有有牙爪（又又称巴掌掌）。牙牙轮分为为单锥牙牙轮和复复锥牙轮轮两种，单单锥由主主锥盒背背锥组成成；复锥锥牙轮由由主锥、副副锥和背背锥组成成，副锥锥可有一一至三个个，如图图5.22所示。图5.2 牙轮锥形轴承由牙牙轮内的的轴承跑跑道、牙牙轮轴颈颈和滚动
10、动体组成成。大轴轴承和小小轴承承承受径向向载荷，滚滚珠轴承承主要起起定位作作用，锁锁紧牙轮轮；止推推轴承承承受轴向向载荷。水眼是泥浆的通道。储油密封补偿系统可防止泥浆进入轴承腔和防止漏失润滑脂，还可储存和向轴承腔内补充润滑脂。2. 牙牙轮钻头头轴承结结构牙轮钻头头的轴承承是决定定钻头寿寿命长短短的重要要因素之之一，按按结构不不同分为为滚动图1.2镶齿密封滑动轴承喷射式三牙轮钻头1-牙爪；2-牙轮；3-牙轮轴；4-止推块；5-衬套；6-镶齿；7-滚珠；8-银锰合金；9-耐磨合金；10-第二道止推；11-密封圈；12-压力补偿膜；13-护膜杯；14-压盖；15-喷嘴；16-喷嘴密封圈；17-喷嘴卡
11、簧；18-传压孔轴轴承和滑滑动轴承承两大类类。（1） 滚动轴承承结构滚动轴承承结构有有两种结结构：滚滚柱-滚滚珠-小小轴滑动动副-止止推；滚滚柱-滚滚珠-滚滚柱-止止推。前前一种结结构用在在小尺寸寸（9英英寸以下下）钻头头上，后后一种结结构用在在大尺寸寸（9英英寸以上上）钻头头上。小小轴滑动动副由牙牙爪小轴轴颈（堆堆焊有碳碳化钨粉粉）和衬衬套组成成。钻头头直径小小于1552毫米米时，小小轴滑动动副由牙牙爪小轴轴颈和牙牙轮小孔孔组成。结结构示意意图如图图5.33所示。图5.33 滚动动轴承结结构示意意图油气钻井井用牙轮轮钻头中中的滚动动轴承与与通用轴轴承相比比，该类类轴承具具有无内内外套圈圈、无
12、保保持架、承承载力大大且耐振振动冲击击、转速速低(6000r/mmin) ，脂脂润滑有有限、强强磨粒性性外部环环境等特特点，目目前国内内外同类类产品的的工作寿寿命尚未未超过550h。由由于牙轮轮钻头轴轴承几何何空间有有限、工工作环境境和工作作条件恶恶劣，而而钻井过过程中破破碎岩石石所需的的钻压又又必须通通过轴承承来传递递，使牙牙轮钻头头轴承始始终在巨巨大的振振动冲击击载荷下下工作，因因此接触触疲劳是是牙轮钻钻头滚动动轴承在在短时间间内失效效的主要要原因。（2） 滑动轴承承结构其结构为为：大轴轴滑动副副-滚珠珠轴承-第二道道止推-小轴滑滑动副-第一道道止推，如如图5.4所示示。目前前国内外外有的
13、厂厂家生产产的钻头头已取消消第一道道止推，仅仅保留第第二道止止淮。滑滑动轴承承的摩擦擦面是面面接触，承承压面积积大，接接触压应应力较小小，轴承承寿命较较长。由由于不用用滚珠，可可加大轴轴颈直径径和增加加轮壳厚厚度，使使轮壳强强度增加加。图5.44 滑动动轴承结结构示意意图3. 牙牙齿目前国内内外生产产的牙轮轮钻头按按牙齿材材料不同同分为铣铣齿(也也称钢齿齿)和镶镶齿(也也称硬质质合金齿齿)两大大类。（1）铣铣齿 铣齿牙轮轮钻头（如如图5.5所示示）的牙牙齿均为为楔形齿齿，由牙牙轮毛坯坯直接铁铁削加工工而成。铁齿敷敷焊碳化化钨粉的的方案 为了了提高牙牙齿的耐耐磨性或或使牙齿齿有自锐锐作用，在在钻
14、极软软中地地层钻头头的牙齿齿表面敷敷焊一层层碳化钨钨粉，。敷敷焊部位位有以下下几种方方案；敷敷焊牙齿齿啮出面面；敷焊焊牙齿啮啮入面；敷焊牙牙齿啮出出和啮入入面；敷敷焊牙齿齿啮出面面和啮入入而的一一部分。牙牙轮因移移轴等结结构使牙牙齿在井井底有轴轴向滑动动，故需需敷焊牙牙齿的内内端面。钻钻中硬和和硬地层层钻头的的牙齿主主要靠冲冲击、压压碎作用用破碎岩岩石，牙牙齿在井井底滑动动很小，不不敷焊碳碳化钨粉粉，而是是直接对对牙齿表表面渗碳碳、淬火火处理。这这样可避避免敷焊焊层剥落落，增加加了牙齿齿韧性。（2）镶镶齿镶齿的硬硬度和抗抗磨性比比铣齿高高，寿命命比铣齿齿长。特特别是在在高研磨磨性的极极硬地层层
15、中钻进进，镶齿齿更只示示出其优优越性。目目前国内内外常用用的镶齿齿齿形大大致有六六种，如如图5.6所示示。其中中瓢形齿齿是一种种不对称称的楔形形齿，啮啮入面是向内内凹的瓢瓢形，啮啮出面是是微向外外凸的圆圆弧，适适用于软软到中软软地层。镶镶齿牙轮轮钻头如如图5.7所示示图5.55 铣齿齿钻头。图5.6 镶齿齿形图5.77 镶齿齿密封滑滑动轴承承三牙轮轮钻头4. 密密封圈及及储油补补偿系统统O形密封封圈（如如图5.8所示示）用在在滑动密密封轴承承钻头上上。它是是一种径径向密封封元件，由由具有一一定硬度度的耐油油橡胶制制成，其其结构简简单，制制造方便便，密封封性可靠靠。要使使O形密密封圈具具有理想想
16、的密封封性能和和较长的的工作寿寿命，必必须有合合适的预预压缩率率，一般般为155%左右右。储油补偿偿系统一一船包括括压盖、卡卡簧、压压力补偿偿膜(又又称橡皮皮囊)、储储油腔、护护膜杯和和长油道道等六部部分。带带传压孔孔的压盖盖装在爪爪背上方方肩部处处，也有有的传压压孔开在在牙爪内内侧。后后一种结结构不仅仅可避免免岩屑堵堵塞传压压孔，而而且还使使传压孔孔处井内内压力与与密封圈圈外侧井井内压力力非常接接近，可可减少压压力传递递阻力，更更容易保保持密封封圈外侧侧的压力力平衡。图图5.99所示的的为盘形形波纹式式压力补补偿系统统和风箱箱式压力力补偿系系统。图5.88 O形形密封圈圈a盘形波波纹式压压力
17、补偿偿系统 b风风箱式压压力补偿偿系统图5.99 储油油补偿系系统第二节 牙轮钻头头牙轮及及牙爪的的加工工工艺一、牙爪爪的加工工工艺牙轮钻头头不论是是有体式式还是无无体式其其牙爪都都应采用用锻压件件，这是是由于钻钻头在井井下工作作的恶劣劣条件所所决定的的，要有有足够的的强度，能能承受大大的铀压压和扭矩矩，所以以对金属属材质也也要求有有高的机机械性能能，常用用的是铬铬-镍-钼或镍镍钼等合合金钢。 1）毛毛坯 用压力力机、蒸蒸汽锤模模锻精锻整整形切边。锻锻造温度度应严格格控制，不不能有过过烧现象象或终锻锻温度过过低造成成的裂纹纹。比如如20NNi4Mo合合金的加加热始锻锻温度在在1300011S5
18、00之间，毛毛坯需要要正火消消除内应应力。2）划线线及加工工1200结合面面 划线的目目的是为为了找出出1200结合面面的相关关位置。所谓120结合面是指钻头体由三个牙爪合成一个整体圆柱，因此有三个120结合面。在刨床或组合铣床上加工出120结合面，为以后各工序的加工作定位基准，这一道工序不足之处是120结合面的几何形状误差及角度误差都给以后的工序带来较大的积累误差从而影响钻头的直径。 3）精精车“C”点平面面及保证证“C”点尺寸寸“C”点点平面的的加工在在牙爪加加工中非非常重要要，“C”点尺寸寸误差直直接影响响钻头直直径大小小。如“C”点尺寸寸大0.06毫毫米，则则钻头直直径就必必然要大大1
19、220毫米米，反之之亦小，所所以“C”尺寸不不仅在设设计中是是重要尺尺寸，而而且在加加工中也也要特别别注意“C”点尺寸寸的精度度。4）堆焊焊大、小小轴颈及及一、二二道止推推面的耐耐磨合金金牙轮在井井底破碎碎岩石时时的轴向向力和径径向力直直接传递递到牙爪爪轴的一一、二道道止推面面和大、小小轴颈，因因此则要要求大小小铀颈及及、二道道止推面面除有足足够的强强度外，还还要求耐耐磨。目目前国内内常用的的堆焊耐耐磨合金金有以高高碳钴钨钨粉制焊焊条和高高铬合金金铸铁焊焊条。堆堆焊后应应保证无无裂纹和和气孔，其其洛氏硬硬度HRRc488500较好，加加工时不不易打刀刀。 5）牙牙爪的热热处理 牙爪的的热处理理
20、在钻头头中十分分重要，如如果热处处理不当当会给使使用中带带来不少少麻烦，容容易发生生井下事事故，影影响钻井井时间，增增加钻井井成本。比比如牙爪爪尖发生生断裂，如如果是密密封钻头头则密封封得不到到应造成成轴承的的先期损损坏从而而大大减减少了钻钻头的使使用寿命命。又如如牙有的的保护使使之易于于损伤而而造成泥泥浆或岩岩屑侵入入轴承腔腔，这样样便加速速了轴承承的磨损损，爪轴轴的断裂裂致使牙牙轮掉落落井底，牙牙轮的断断裂掉落落并底这这些都给给清洁井井底和打打捞带来来很多麻麻烦，因因此热处处理这一一环对钻钻头的制制造和使使用很重重药。我国各钻钻头制造造厂在热热处取方方面出摸摸索到一一些比较较成功的的经验，
21、比比如采用用重复韧韧化处理理收到比比较好的的效果。其其办法是是； 第一次次淬火高温温回火一一一清洗洗； 第二次次淬火低温温回火 其目的的是为了了提高它它的综合合机械性性能。6）大轴轴颈密封封台肩抛抛光7）磁力力探伤 主要检检查大轴轴颈1223处耐磨合合金的焊焊接情况况，如果果1233堆焊的的耐磨合合全一经经磨削后后，经磁磁力探伤伤发现有有裂纹或或其它缺缺陷则需需报废。因为有了裂纹、夹渣、气孔等缺陷，钻头在井下工作处于高压和大的扭振情况易使裂纹扩展造成耐磨合金呈块状或片状剥落，从而造成轴承的剧烈磨损，影响钻头的使用寿命。8）修整整 修整1120两个接接合面，塞塞肖孔倒倒毛刺，清清洗干净净准备选选
22、装。二、 牙牙轮的加加工工艺艺由于牙轮轮在井下下工作担担负着破破碎岩石石的任务务，工作作条件恶恶劣，因因此对牙牙轮材料料的要求求在一定定程度上上比牙爪爪材料还还高。要要求具有有高的强强度，高高的抗冲冲击韧性性，好的的可淬性性。由于于其结构构和形状状比较复复杂，因因而在加加工中比比较仔细细。1）毛坯坯制备不论铣齿齿牙轮还还是镶齿齿牙轮毛毛坯都是是采用模模锻而成成，再经经正火消消除内应应力，去去掉氧化化皮为机机械加工工作好准准备。 2）加加工牙轮轮底平面面（端面面）、内内孔该工序首首先将底底平面车车出，再再粗车牙牙轮内孔孔各尺寸寸为加工工牙轮表表面各尺尺寸作定定位胀紧紧基准。3）牙轮轮表面各各尺寸
23、加加工铣齿牙轮轮在防形形车床上上车出一一、二、三三牙轮主主、副锥锥，第二二牙轮切切顶。在切槽槽车床上上将第一一、二、三三牙轮的的齿槽车车出，然然后在专专用铣床床上将齿齿铣出。镶齿牙轮轮车第一一、二、三三牙轮主主副锥面面。车出排排屑槽。 4）加加工减磨磨合金镶镶焊沟槽槽及端面面镶焊孔孔 镶齿牙牙抡内孔孔大轴颈颈开减磨磨合金镶镶焊沟槽槽，目前前国内外外有用铣铣削、电电脉冲戎戎冲压加加工的，二二道止推推面钻减减磨合金金镶焊孔孔。然后后再用氩氩弧焊或或冷挤压压将减磨磨合金镶镶焊到牙牙轮大铀铀颈所开开的沟槽槽中，用用氩弧焊焊将减磨磨合金堆堆焊到牙牙轮二道道止推面面所开的的焊孔中中。日前前国内用用的减磨磨
24、合金大大部分是是银锰合金金。 5）牙牙轮热处处理前的的准备牙轮在热热处理前前应将不不渗碳的的地方敷敷上涂料料，且要要涂均匀匀并有一一定的厚厚度，在在渗碳过过程中不不致脱落落。否则则在高温温渗碳过过程中碳碳原子会会渗透到到牙轮不不该渗碳碳的地方方，一经经淬火处处理就被被会变硬硬，给下下面的加加工工序序带来困困难，甚甚至造成成使用过过程中的的断裂。 6）热热处理牙轮和牙牙爪一样样都采用用重复韧韧化处理理工艺，由由于各厂厂都有自自己的一一套热处处理规范范，国外外制造厂厂也是保保密，因因此就不不作定论论了。7）镶齿齿牙轮钻钻齿孔8）铣齿齿牙轮表表面堆焊焊耐磨合合金目前在铣铣齿表面面堆焊的的耐磨合合合金
25、块块状碳化化钨400600目，使使用中性性火焰，焊焊后不能能有气孔孔、夹渣渣、裂纹纹、凹陷陷或粘结结人牢等等缺陷。焊焊接时应应注意在在齿的主主要受力力侧面应应焊宽些些，背面面次之。9）牙轮轮内孔及及“R”槽精加加工 内内孔表面面光洁度度要求在在8以上，使使滚珠、牙牙爪轴和和牙轮之之间有好好的工作作条件。如如果表面面光洁度度差，在在清洗烘烘干后压压入小轴轴套和止止推块的的结合效效果也差差。 “R”槽光洁洁度的高高低直接接影响滚滚珠的寿寿命，近近年国内内各厂家家在这方方面都非非常注意意。三、装配配工艺1） 牙爪与牙牙轮选配配，分选选2） 装滚珠3） 真空注油油4） 焊接高度调节节：专用用夹具，牙牙
26、爪丝扣扣端面的的凹槽定定位。先点焊，然然后整体体焊接，注注意焊接接过程中中的温度度保护。5） 车丝扣，专专用夹具具，数控控加工四 曲曲轴加工工工艺1、曲轴轴的功用用及技术术要求曲轴是异异形类零零件，在在钻井泵泵和内燃燃机中占占有重要要的地位位。曲轴轴受力相相当复杂杂。为保保证工作作可靠，曲轴必须有足够的刚度和强度。下面以一一内燃机机曲轴为为例介绍绍曲轴的的常用加加工工艺艺。（1）、主主要技术术要求（a）、主轴颈和曲拐轴颈应表面淬火，淬硬层25mm，硬度为HRC5060。（b）、主主轴颈的的曲拐轴轴颈按66g加工工；（c）、主轴颈和曲拐轴颈的圆柱公差为0.005mm（d）、中中间主轴轴颈相对对基
27、准轴轴心线AAB的径径向圆跳跳动为00.011mm（e）、由由拐轴颈颈相对基基准ABB的平行行度公差差为0.01/1000mm（f）、主主轴颈和和曲拐轴轴颈表面面现象粗粗糙度为为R300.2uum（g）、曲曲轴不加加工表面面应清洁洁，不得得有分层层、氧化化皮、叠叠缝，夹夹渣、裂裂纹，且且均需喷喷丸处理理；（h）、曲曲轴的精精加工表表面应清清洁，不不得有碰碰伤、凹凹痕、划划伤、刀刀痕、毛毛刺等；（i）、曲轴精磨后应100%磁力探伤并退磁；（j）、有有关其它它要求参参照图。2、技术术条件分分析（1）、各各轴颈的的尺寸精精度直接接影响与与相配零零件的配配合性质质，曲轴轴高速旋旋转，配配合过松松或过紧
28、紧都达不不到设计计要求；（2）、图图中ABB是设计计基准，也也是安装装基准。如如果中间间主轴颈颈径向圆圆跳动超超差，即即曲轴主主轴线弯弯曲，使使各主轴轴颈及曲曲轴颈相相对于主主轴线不不平行，这这将引起起主轴颈颈及曲拐拐轴颈与与相应配配合零件件的配合合表面现现象接触触不良，磨磨损不均均，进而而影响到到主轴承承孔也连连杆大头头孔的不不均匀磨磨损。（3）、各各轴颈的的圆度和和圆柱误误差，不不仅影响响配合状状况，而而且涉及及到能否否均匀磨磨损和配配合性质质的稳定定性，将将直接影影响内燃燃机的性性能；（4）、表表面粗糙糙大于规规定值必必然影响响实际配配合精度度，不仅仅加快轴轴颈的初初期磨损损，还会会使相
29、应应配合表表面划伤伤并加剧剧磨损。总之，技技术条件件直接影影响产品品性能和和使用寿寿命，并并与产品品的经济济技术效效果相关关，加工工中应给给予保证证。3、曲轴轴材料及及毛坯制制造曲轴工作作时要受受到很大大的扭力力以及大大小和方方向都变变化的弯弯曲应力力，高速速运转的的曲轴还还可能出出现扭转转振动，所所以曲轴轴工作时时可能发发生裂断断，轴颈颈易磨损损。因此此要求曲曲轴材料料具有较较高的强强度、高高的冲击击韧性、疲疲劳强度度和耐磨磨性。曲轴一般般用普通通中碳钢钢或球墨墨铸铁制制造；高高速强载载的曲轴轴，则选选用较好好的钢材材如合金金钢；大大型低速速运转的的曲轴，采采用普通通碳素钢钢和球墨墨铸铁为为
30、宜。常常用的材材料有335、440、445号钢钢，或球球墨铸铁铁QT6602，合合金钢440Crr、355CrMMOA、445Mnn、422Mn22V等。毛坯制造造，应根根据批量量、材料料规格来来决定。通通常球墨墨铸铁用用铸造；钢材：大批量量、小型型的，用用模锻；中大型型、小批批单件的的，用自自由锻。大大型组合合曲轴的的同曲拐拐，采用用铸钢件件。球墨铸铁铁的应用用，不仅仅能减少少金属切切削量，降降低材料料消耗、工工时和成成本，而而且有相相当好的的耐磨性性和抗振振性。因因此，在在曲轴制制造中，大大力推广广以铸代代锻、以以铁代钢钢的方针针。4、曲轴轴加工工工艺过程程及其分分析曲轴除具具有轴类类零件
31、加加工的一一般规律律处，还还具有刚刚度差、形形状特殊殊、技术术要求高高、工艺艺过程复复杂、工工艺路线线长的特特点。曲曲轴的机机械加工工工艺过过程随着着生产纲纲领和结结构特点点的不同同，将有有很大差差别。图图所示曲曲轴的加加工工艺艺过程见见表。（1）、定定位基准准的选择择定位基准准的选择择对曲轴轴加工质质量影响响很大。从从曲轴的的技术要要求可知知，曲轴轴的主要要加工表表面是主主轴颈和和曲拐轴轴颈，它它们的精精度高，粗粗糙度较较低，且且要求正正确的相相互位置置，因此此在选择择定位基基准时，无无论是粗粗、精加加工都应应以保证证达到技技术要求求的前提提。（a）、粗基准的选择：对大批量生产的小型曲轴，由
32、于一般采有用模锻毛坯，所以可用主轴颈定位，也可以用连杆轴颈定位，来加工两端面及顶尖孔。对于大中型曲轴，自由锻毛坯，一般先按划线来钻两端顶尖孔。曲轴加工工工艺过过程阶段序号工 序序 内内 容容基 准准设备粗加工1铣端面、钻钻中心孔孔两端主轴轴颈专用机床床2车主轴颈颈，曲颊颊间距及及大小端端各轴颈颈两中心孔孔车床3车曲颊圆圆弧大端主轴轴颈、小小端中心心孔车床4铣贡颊88处飞边边主轴颈铣床5铣平面顶尖孔铣床6铣1、22、3、11曲拐凹凹槽主轴颈铣床热处理7调质至HHRC22731半精加工工8铣曲拐两两侧面及及轴颈主轴颈数控铣床床9钻1、33曲拐斜斜油孔主轴颈专用钻床床10钻2、44曲拐斜斜油孔主轴颈
33、专用钻床床11粗磨主轴轴颈两端顶尖尖孔专用磨床床12车大头端端面，精精车中心心孔及大大头各外外圆两端顶尖尖孔车床13车小头端端面，螺螺纹孔，锥锥孔、退退刀槽两端顶尖尖孔车床热处理14高频淬火火（主轴轴颈及曲曲拐轴颈颈）精加工15修整大、小小端顶尖尖孔主轴颈车床16精磨产轴轴颈两端顶尖尖孔专用磨床床17精车主轴轴颈圆角角及小头头三轴颈颈两端顶尖尖孔车床18精磨曲拐拐颈主轴颈专用磨床床19校正各主主轴颈主轴颈油压机20精磨小头头三轴颈颈及大头头轴及端端面小头顶尖尖孔、轴轴颈磨床21铣半圆键键槽、小小头两平平面两主轴颈颈铣床22铰大头轴轴承孔小头顶尖尖孔、轴轴颈车床23钻攻61010螺螺纹孔，钻钻铰定位位销孔钻、钳24钳工清除除尖角、毛毛刺、斜斜油孔氧氧化皮、切切屑工作台光整加工工25研磨主轴轴颈及曲曲拐轴颈颈专用机床床