专利名称：深孔内螺旋槽拉镗刀的制作方法
技术领域：
本发明深孔内螺旋槽拉镗刀，涉及一种石油钻具内螺旋槽加工的拉镗刀。
背景技术：
目前国内石油机械行业中，石油钻具内螺旋槽的制造工艺主要采用铸浇技术，即先将钻具内孔加工到指定尺寸，保证尺寸精度，然后在内孔铸浇非金属材料形成螺旋槽。这种技术工序多，需采用冷、热加工工艺，制造过程中对工艺条件要求苛刻，且属于大长径比的深孔加工，技术难度大，制造过程复杂，形成的内螺旋槽无法满足圆滑过渡的要求，即铸浇等壁厚的要求，表面质量不理想，严重影响了钻具的使用寿命，导致加工成本过高。随着石油机械生产能力的不断扩大，铸浇技术已经不能很好地满足石油钻具的加工要求，需要一种新的工艺方法来取代传统的制造工艺。加工深孔内螺旋槽另一种方法是膛线拉刀技术，该刀具采用国外引进技术，配备高精度、多个控制轴数、复合功能强的进口设备，通过高配置的控制系统对加工过程进行控制。这种方法采用的刀具技术属于专用的膛线拉刀技术，被加工槽的截面小，拉削量小，拉削力小。该技术的缺点是拉刀的结构设计和制造难度大，特别是锥形双导轨面的制造工艺性差，难以保证，锥形双导轨面和刀头升降面的装配工艺性差，对设备和控制系统的要求较高，成本高；另外，该技术的加工精度高，但效率较低，也不能很好的满足民用石油机械的
生产需求。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种能够加工石油钻具内螺旋槽的拉镗刀。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是深孔内螺旋槽拉镗刀，包括旋转套筒、分度环、导向套、刀头、升降螺柱、端盖、刀具本体、轴承、升降套筒、小锥齿轮、大锥齿轮、定位套筒、转动芯轴，旋转套筒的外圆上固定有分度环，定位套筒的形状为一端带台阶的空心管，定位套筒套装在空心的刀具本体中，定位螺钉将定位套筒带台阶的一端与刀具本体固定在一起，定位套筒的另一端通过锁紧螺钉固定有端盖，转动芯轴的一端固定在旋转套筒的中心孔中，转动芯轴的另一端连接有大锥齿轮，大锥齿轮与三个小锥齿轮啮合， 所述每个小锥齿轮均固定在一个升降套筒的一端，升降套筒的另一端通过螺纹连接有升降螺柱，升降套筒通过轴承安装在定位套筒和端盖之间，所述升降螺柱上固定有刀头，所述刀具本体形状为两端设置外螺纹且一端设置锥体的空心轴，所述刀具本体中间部位沿圆周方向均布设置三个卡槽，卡槽内安装有所述刀头，所述刀具本体两端的螺纹上分别连接有第一锁紧螺母和第二锁紧螺母，导向套的形状为沿圆周方向设置长孔的空心套，所述导向套套装在刀具本体上，并通过第一锁紧螺母和第二锁紧螺母定位；刀杆连接段的形状为一端设置锥孔和螺纹孔，另一端设置外螺纹的空心台阶轴，所述刀杆连接段有锥孔和螺纹孔的一端套装在刀具本体上，刀具本体端部的锥体与刀杆连接段端部的锥孔配合，所述刀杆连接段的另一端通过螺纹连接在刀杆的一端，刀杆的另一端通过螺纹连接在动力连接段上， 动力连接段与驱动部分连接；刀头的形状或为“山”字形，或为“凸”字形。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的说明。图1是本发明深孔内螺旋槽拉镗刀的结构示意图。图2是图1的A-A剖视图。图3是第一刀头的结构示意图。图4是图3的左视图。图5是图3的俯视图。图6是第二刀头的结构示意图。图7是图6的左视图。图中1为旋转套筒、2为分度环、3为第一锁紧螺母、4为导向套、5为刀头、6为升降螺柱、7为端盖、8为第二锁紧螺母、9为刀杆连接段、10为刀杆、11为动力连接段、12为刀具本体、13为轴承、14为升降套筒、15为小锥齿轮、16为锁紧螺钉、17为大锥齿轮、18为定位套筒、19为定位螺钉、20为转动芯轴、21为卡槽、22为第一刀头、23为第二刀头。
具体实施例方式如图1-7，旋转套筒1的外圆上固定有分度环2，定位套筒18的形状为一端带台阶的空心管，定位套筒18套装在空心的刀具本体12中，定位螺钉19将定位套筒18带台阶的一端与刀具本体12固定在一起，定位套筒18的另一端通过锁紧螺钉16固定有端盖7，转动芯轴20的一端固定在旋转套筒1的中心孔中，转动芯轴20的另一端连接有大锥齿轮17，大锥齿轮17与三个小锥齿轮15啮合，所述每个小锥齿轮15均固定在一个升降套筒14的一端，升降套筒14的另一端通过螺纹连接有升降螺柱6，升降套筒14通过轴承13安装在定位套筒18和端盖7之间，所述升降螺柱6上固定有刀头5，所述刀具本体12形状为两端设置外螺纹且一端设置锥体的空心轴，所述刀具本体12中间部位沿圆周方向均布设置三个卡槽21，卡槽21内安装有所述刀头5，所述刀具本体12两端的螺纹上分别连接有第一锁紧螺母3和第二锁紧螺母8，导向套4的形状为沿圆周方向设置长孔的空心套，所述导向套4套装在刀具本体12上，并通过第一锁紧螺母3和第二锁紧螺母8定位；刀杆连接段9的形状为一端设置锥孔和螺纹孔，另一端设置外螺纹的空心台阶轴，所述刀杆连接段9有锥孔和螺纹孔的一端套装在刀具本体12上，刀具本体12端部的锥体与刀杆连接段9端部的锥孔配合，所述刀杆连接段9的另一端通过螺纹连接在刀杆10的一端，刀杆10的另一端通过螺纹连接在动力连接段11上，动力连接段11与驱动部分连接，刀杆连接段9用于适应加工件的不同长度。每次镗拉和退刀时，顺时针/逆时针转动旋转套筒1，旋转套筒1带动分度环2和安装在转动芯轴20上的大锥齿轮17正/反向转动，分度环2用来标定刀头的伸出量和退刀量，大锥齿轮17作为主动轮驱动与其啮合的小锥齿轮15正/反向转动，小锥齿轮15带动升降套筒14在轴承13上正/反向转动，升降套筒14的正/反向转动使安装在心部的升降螺杆6实现升降运动，升降螺杆6的升降运动带动连接在端部的刀头5上下运动，实现刀头移动到工作位置和返回初始位置。 深孔内螺旋槽的加工分两步完成，第一步采用第一刀头22用于镗拉螺旋槽，其结构形状和切削刃几何角度借助计算机仿真技术进行了设计，其主要作用是高效切除大余量；第二步采用第二刀头23用于螺旋槽成形拉削，切削刃形状和角度设计是根据给定的螺旋槽曲线点坐标，由计算机三维造型设计完成的。
权利要求
1.深孔内螺旋槽拉镗刀，包括旋转套筒(1)、分度环(2)、导向套(4)、刀头(5)、升降螺柱(6)、端盖(7)、刀具本体(12)、轴承(13)、升降套筒(14)、小锥齿轮(15)、大锥齿轮(17)、 定位套筒(18)、转动芯轴(20)，其特征在于旋转套筒(1)的外圆上固定有分度环(2)，定位套筒(18)的形状为一端带台阶的空心管，定位套筒(18)套装在空心的刀具本体(12)中， 定位螺钉(19)将定位套筒(18)带台阶的一端与刀具本体(12)固定在一起，定位套筒(18) 的另一端通过锁紧螺钉(16)固定有端盖(7)，转动芯轴(20)的一端固定在旋转套筒(1)的中心孔中，转动芯轴(20)的另一端连接有大锥齿轮(17)，大锥齿轮(17)与三个小锥齿轮 (15)啮合，所述每个小锥齿轮(15)均固定在一个升降套筒(14)的一端，升降套筒(14)的另一端通过螺纹连接有升降螺柱(6)，升降套筒(14)通过轴承(13)安装在定位套筒(18)和端盖(7)之间，所述升降螺柱(6)上固定有刀头(5)，所述刀具本体(12)形状为两端设置外螺纹且一端设置锥体的空心轴，所述刀具本体(12)中间部位沿圆周方向均布设置三个卡槽 (21)，卡槽(21)内安装有所述刀头(5)，所述刀具本体(12)两端的螺纹上分别连接有第一锁紧螺母(3)和第二锁紧螺母(8)，导向套(4)的形状为沿圆周方向设置长孔的空心套，所述导向套(4)套装在刀具本体(12)上，并通过第一锁紧螺母(3)和第二锁紧螺母(8)定位； 刀杆连接段(9)的形状为一端设置锥孔和螺纹孔，另一端设置外螺纹的空心台阶轴，所述刀杆连接段(9)有锥孔和螺纹孔的一端套装在刀具本体(12)上，刀具本体(12)端部的锥体与刀杆连接段(9)端部的锥孔配合，所述刀杆连接段(9)的另一端通过螺纹连接在刀杆(10) 的一端，刀杆(10)的另一端通过螺纹连接在动力连接段(11)上，动力连接段(11)与驱动部分连接。
2.根据权利要求1所述的深孔内螺旋槽拉镗刀，其特征在于所述刀头(5)的形状或为 “山”字形，或为“凸”字形。
全文摘要
本发明深孔内螺旋槽拉镗刀，涉及一种石油钻具内螺旋槽加工的拉镗刀，所要解决的技术问题是提供一种能够加工石油钻具内螺旋槽的拉镗刀，采用的方案为深孔内螺旋槽拉镗刀，包括旋转套筒、分度环、刀头、升降螺柱、升降套筒、小锥齿轮、大锥齿轮、定位套筒、转动芯轴等，旋转套筒的外圆上固定有分度环，旋转套筒套装在定位套筒上，转动芯轴连接在旋转套筒的心部，转动芯轴的另一端连接有大锥齿轮，大锥齿轮与三个连接在升降套筒上的小锥齿轮啮合，升降套筒连接有升降螺柱，升降螺柱连接在刀头的下部，刀具本体设置卡槽，刀头安装在卡槽内，此刀架的结构简单，调整刀头的伸出和退缩非常容易。
文档编号B23P23/02GK102501073SQ20111032683
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者关世玺, 刘彦臣, 原梅妮, 李彩霞, 范国勇 申请人:中北大学