钻头
钻头进行切削作用的是它的头部,它的切削刃部分和横刃作为刀具在起作用。为使切削部分的圆锥面不碰到工件而带有后角,后角的值,要根据工件材料适当加以选择。
1、横刃
横刃部分的锋利性很差。大直径的钻头钻心作得比较粗,横刃也就大,另外,经横刃修磨得钻头在重磨时,横刃又会变大。为增加锋利性,或恢复与修磨初期相同得锋利性,需要进行横刃修磨。
2、刃带 在以加工过的孔
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钻头
钻头进行切削作用的是它的头部,它的切削刃部分和横刃作为刀具在起作用。为使切削部分的圆锥面不碰到工件而带有后角,后角的值,要根据工件材料适当加以选择。
1、横刃
横刃部分的锋利性很差。大直径的钻头钻心作得比较粗,横刃也就大,另外,经横刃修磨得钻头在重磨时,横刃又会变大。为增加锋利性,或恢复与修磨初期相同得锋利性,需要进行横刃修磨。
2、刃带 在以加工过的孔壁内进行导向,而使加工可以正确地进行。但这种场合若与孔壁的摩擦大时,钻头会过热,动力的消耗也会过大。所以,通常从钻头的头部向着柄部带有的锥度,把它叫做倒锥,大约每 100 毫米为 0. 04 ~ 00.1 毫米左右。
3、螺旋槽
是为排出切屑而设置的,它的大小应该使切屑顺利地排出,并应带有螺旋角。其沟槽的螺旋角,应工件的材料的种类不同而异。对硬的材料,角度要小,对软的材料,角度要大。加工钢铁用的普通钻头,螺旋角大约为 30 度。
4、钻头的顶角
钻头的顶角小时,虽然切入工件比较容易,但是它的缺点是由于切削刃变长,所需的动力增加,以及切削刃的前角减小,寿命缩短。因此,顶部尖的钻头用在软质材料的孔加工中。通常对一般钢铁材料,顶角用 120 度左右。
钻头(Drill)钻头,包括一个刀杆,刀杆有一个,有两个位于一个主平面上的切削刀片,所述切削刀片具有在共同第二平面上取向的短的中心切削刀刃。所述刀刃形成一个点状中心切削刀刃用于进入工件,并且由此将钻头对中。土壤在钻头的扭矩和轴向力作用下被切削,在工作叶片的挤压和离心力作用下被松碎,形成土流压向坑壁,同时沿页面升运到地表。在刀杆上,设两个排屑槽,所述排屑槽从延伸到底端。在沿刀杆的任一截面上,排屑槽在管平面上都位于彼此径向相对的位置,管平面与在管的两侧的两个刃带的共同刃带平面成90°延伸,所述刀杆在该平面具有大的刚性。中心切削刀刃的第二平面的取向与刃带平面或刀杆的底端的主刚性方向大约成90°角。
钻头目前广泛使用在汽车制造、航空航天、模具、机械等各个部门。
如何改进钻头的切削刃
采用新型的刃磨法改进钻尖、横刃的几何形状。以往钻头的钻尖刃磨采用普通刃磨法,磨出锋角即2φ角后,再用砂轮圆周的90°成形棱边靠手工方式修磨钻心部分。首先,通过钢管加厚工序的处理,光管外表面向内弯,钢管管壁加厚。受到传统的刃磨方法的限制,钻头修磨后对称性较差,精度较低,只有采用传统的118°锋角才可保证切削刃为直刃。近年来,我公司引进了数控工具磨床,该机床采用的是比较的五轴数控系统,可实现对钻头的切削刃部进行铲磨,改动钻头的切削刃形式,仍可保证较高的刀具精度。于是,我们通过一些改进钻头钻尖的几何角度来尝试提高钻头的使用寿命,提高钻头和改善钻削加工条件。
根据钻头的结构特点我们先对麻花钻的锋角(2φ角)进行了改变,采用118°~140°的锋角分别进行试验。在生产现场对加工情况进行跟踪和掌握,我们发现在加工铸铁时,采用加大锋角的钻头有一定效果:钻削加工时,加工变得轻快,声音和振动明显减小,孔的表面粗糙度得到提高。大直径的钻头钻心作得比较粗,横刃也就大,另外,经横刃修磨得钻头在重磨时,横刃又会变大。从切屑的形状判断加工过程平稳。但随着钻头的锋角加大,钻头的磨损情况加剧。多次尝试后发现,在锋角为130°左右时加工为平稳,加工数量和质量明显提高。

1969~1975年郑州三磨所分别生产了几种不同直径的JR20SN一2聚晶体,首先用于保径的孕镶钻头和扩孔器的制造,钻进矿山7级以下的地层,而后用6x 6mm聚晶体制造石油钻头,在胜利油田进行试验,以钻进同一井深2400m为例,聚晶钻头与硬质合金钻头相比,每口井可节约1.1~1.2万元,并节省78%的时间;聚晶钻头与牙轮钻头相比,节省成本50%以上,钻井时间减少5~8天。另外1.8×5mm聚晶体制造的地质取芯钻头、扩孔器以及2.5×5mm聚晶体用于冶金、煤田及地质孕镶钻头的保径,其效果也与天然金刚石相近。将钻头盒体要求与转盘连接,起吊钻杆缓慢使钻头凹槽与钻头盒芯板的凸尖对应,将钻头卡在钻头盒内,依次退去钻杆、钻头。
1988年郑州三磨所自主研制的价格十分低廉的PDC投放市场后,加速了我国PDC钻头国产化的步伐,先后出现了江汉钻头厂钻井研究所、大港石油总机厂、胜利油田钻井院、大庆石油管理局钻头厂等一批PDC钻头制造厂,完产化的PDC钻头在大庆油田、中田、大港油田、胜利油田、辽河油田、吉林油田等地区得到了推广和普及。标准麻花钻的切削部分顶角为118,横刃斜角为40°~60°,后角为8°~20°。
由于20世纪90年代初国产PDC的性能还不令人满意以及部分钻头厂家钻头设计与制造水平相对较低,钻井效果尚不太理想,直到郑州新亚复合超硬材料有限公司投产后,在PDC制造技术上坚持不懈地进行研究和,产品的规格与国外产品一致,产品的质量及可靠性提高,才基本上满足国内外钻头客户用于钻进软一中硬地层钻头的技术要求,目前该公司主要致力于开发适合于硬地层、夹层、深井等难攻地层钻头用的PDC。另外,在钻头制造方面,除川石一克里斯坦森金刚石钻头公司、新疆帝陛艾斯钻头工具公司外,又涌现了一批具有高质量水平的钻头制造公司:如成都百施特金刚石钻头公司、武汉亿斯达工具公司、成都迪刚石钻头公司及四川川石金刚石钻头公司等。受到传统的刃磨方法的限制,钻头修磨后对称性较差,精度较低,只有采用传统的118°锋角才可保证切削刃为直刃。可以相信,不久的将来,国产PDC钻头的使用效果及应用领域会随着PDC的改善以及钻头设计、制造水平的提高而迅速进步。
当今,在世界钻井市场上,在钻头制造技术与生产数量上占主导地位的公司有休斯(BakerHughes)公司、DBS(HaIliburton的Secarity DBS)公司、(Smith International)公司以及瑞特(Hycalog Tool—Reed)公司四家
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