如何提高石油鉆探機(jī)械加工精度

付敏清等

摘要：在石油鉆探機(jī)械加工中，機(jī)械加工的誤差是不可避免的，然而機(jī)械加工對(duì)精度有一定的要求，因此加工過程中必須嚴(yán)格控制誤差的范圍。只有通過誤差分析，分析出影響機(jī)械加工質(zhì)量因素的變化規(guī)律，才能更好地采取減少加工誤差的措施，最終達(dá)到提高加工精度的目的。本次研究主要是分析出影響機(jī)械加工質(zhì)量的因素，從而找出能夠提高機(jī)械加工精度的途徑。

關(guān)鍵詞：石油鉆探；機(jī)械；加工；提高精度

1.機(jī)械加工精度的定義及其相關(guān)參數(shù)

1.1機(jī)械加工的精度

石油鉆探機(jī)械加工精度主要是指零件在加工后表面的實(shí)際尺寸、形狀和位置的幾何參數(shù)能夠與圖紙要求的幾何參數(shù)達(dá)到的符合程度。理想的幾何參數(shù)是指平均尺寸，表面幾何形狀是絕對(duì)的圓柱、平面和直線等，表面之間的相互位置是絕對(duì)的平行、垂直和對(duì)稱等。而石油機(jī)械加工的加工誤差就是指實(shí)際幾何參數(shù)與圖紙要求的幾何參數(shù)之間的偏離數(shù)值。

1.2機(jī)械零件的幾何參數(shù)

石油鉆探機(jī)械表面層的幾何形狀主要包括：表面粗糙度、表面波度、表面加工紋理和傷痕。表面粗糙度（加工機(jī)械表面的微觀幾何形狀誤差）是指加工表面上較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特征，其程度高低的評(píng)定主要是依靠輪廓算術(shù)平均偏差 Ra，有時(shí)也可依靠輪廓微觀不平度的十點(diǎn)平均高度Rz；表面波度主要是由石油機(jī)械加工過程中的低頻振動(dòng)引起的介于宏觀幾何形狀誤差和微觀幾何形狀誤差之間的誤差，是一種周期性幾何形狀誤差。要想消除表面波度在石油機(jī)械加工中引起的質(zhì)量問題，就必須提高石油機(jī)械加工的工藝；表面加工紋理是在機(jī)械加工過程中由于加工方法以及其切削運(yùn)動(dòng)規(guī)律的不同而在機(jī)械表面生成不同形狀和方向的切削加工刀紋；機(jī)械的傷痕是指在零件表面偶爾出現(xiàn)且隨機(jī)分布的加工缺陷，如氣孔、裂痕、劃痕等。

2.影響機(jī)械加工精度的主要因素

在機(jī)械加工中任何環(huán)節(jié)的一個(gè)微小的變化都將影響到機(jī)械零件的質(zhì)量，因此在整個(gè)機(jī)械加工的過程中存在著很多的因素能影響到機(jī)械加工的精度。經(jīng)過對(duì)整個(gè)石油鉆探機(jī)械加工的過程進(jìn)行細(xì)致詳細(xì)的分析研究可以發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)重要的影響因素：加工原理、計(jì)量器皿、測(cè)量過程中出現(xiàn)誤差、夾具引起形變、刀具等。

2.1機(jī)械加工原理

機(jī)械加工原理是指加工機(jī)械零件所用的理論依據(jù)，理論依據(jù)直接指導(dǎo)著加工的整個(gè)過程，理論依據(jù)的不同將會(huì)很容易引起機(jī)械零件加工時(shí)產(chǎn)生的形狀誤差。因此理論依據(jù)的選擇需要根據(jù)不同的加工需要進(jìn)行選擇。

2.2機(jī)械加工中的計(jì)量器皿

機(jī)械加工中的計(jì)量器皿規(guī)格都是有著嚴(yán)格的規(guī)定，計(jì)量器皿的使用達(dá)不到合格就會(huì)對(duì)零件的加工精度產(chǎn)生很多影響，如在示值穩(wěn)定性、回程和靈敏度等方面產(chǎn)生較大的缺陷。而且機(jī)械加工中的計(jì)量器皿的使用是造成零件加工精度降低最直接原因。

2.3機(jī)械加工測(cè)量過程中的誤差

石油鉆探機(jī)械加工過程中最難避免的誤差就是在測(cè)量過程中產(chǎn)生的誤差，存在有很大的主觀因素的影響。如在測(cè)量過程中由于測(cè)量者的因素（讀數(shù)能力、判斷能力、測(cè)量經(jīng)驗(yàn)等）引起的誤差。

2.4機(jī)械加工夾具引起的形變

在機(jī)械加工過程中夾具承載著重要的作用——定位和夾緊加工零件，在批量生產(chǎn)零件的過程中夾具被廣泛地應(yīng)用。在機(jī)械加工過程中如果夾具的夾力產(chǎn)生一些變化將會(huì)對(duì)加工精度產(chǎn)生一定的影響。但往往此種因素產(chǎn)生的誤差相對(duì)是比較小的，可以忽略。

2.5刀具

在機(jī)械加工過程中刀具的刃口質(zhì)量會(huì)對(duì)機(jī)械零件的微量切割造成一定的影響，在進(jìn)行精密車削、磨削以及研磨等加工時(shí)，刀具的刃口質(zhì)量都會(huì)影響到切去金屬層的最小厚度。

3提高機(jī)械加工精度的方法

3.1有效控制人為因素的誤差

3.1.1提高加工人員的熟練度

在機(jī)械加工過程中首先要根據(jù)工人對(duì)整個(gè)生產(chǎn)加工工序的熟練程度進(jìn)行一個(gè)合理的分工，適合每個(gè)工人的崗位，要做到人盡其用。然后在根據(jù)生產(chǎn)的需要不斷調(diào)換工人的生產(chǎn)崗位，使工人能在日常的生產(chǎn)構(gòu)成中不斷提高自己對(duì)生產(chǎn)加工工序的熟練度，同時(shí)積累工作中的經(jīng)驗(yàn)。這樣既能降低了加工誤差，保證了加工零件的質(zhì)量，同時(shí)又能使新員工的壓力得到降低。

3.1.2加工人員的作息時(shí)間要嚴(yán)格管理

機(jī)械加工是一個(gè)非常精細(xì)的活，在工作過程中需要員工能夠全神貫注，精力集中在自己的工作中，這樣才能保證機(jī)械零件的質(zhì)量。員工在工作過程中的精神狀態(tài)的好壞是引起誤差的重要因素。對(duì)加工人員的作息時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格的管理，能夠確保工作人員的睡眠時(shí)間，從而使員工的精神狀態(tài)保持良好，減少加工過程中的誤差。

3.2機(jī)器設(shè)備方面的提高

在機(jī)械加工過程中機(jī)器設(shè)備是保證生產(chǎn)的基礎(chǔ)，同時(shí)設(shè)備的好壞將會(huì)引起很多方面的誤差。針對(duì)機(jī)器設(shè)備因素所引起的誤差可以采取以下的幾個(gè)措施：可以選用精度較高的軸承，同時(shí)適當(dāng)提高箱體和主軸制造的精度；選擇刀具的材料要根據(jù)零件的特性，同時(shí)合理選用刀具的集合參數(shù)，適當(dāng)選用冷卻液、切削液；提高機(jī)械設(shè)備的剛度；控制好環(huán)境溫度。這些措施的實(shí)施在很多程度上都能減小生產(chǎn)中的誤差。

3.3材料方面的提高

在機(jī)械加工過程中加工材料質(zhì)量的選擇與控制也是非常必要，刀具和切削用具的選擇也要根據(jù)材料的熱力學(xué)性能等進(jìn)行選擇。同時(shí)在材料的選擇中要嚴(yán)格控制避免厚度不均情況的出現(xiàn)。

3.4測(cè)量方面的提高

在機(jī)械加工過程中測(cè)量非常容易造成誤差，測(cè)量方法的正確使用能有效地減少誤差的產(chǎn)生，主要的方法有：減少原始誤差、補(bǔ)償原始誤差、避免環(huán)境因素對(duì)誤差造成的影響。在生產(chǎn)過程中尋找出發(fā)生誤差的原因，然后采取合理的措施消除或避免相應(yīng)的誤差就屬于減少原始誤差。誤差補(bǔ)償法是通過人為制造新誤差來抵消原存在誤差的方法。在生產(chǎn)過程中保留各加工設(shè)備間的放置距離，避免互相干擾的情況發(fā)生，同時(shí)也要保證整個(gè)生產(chǎn)過程中的適宜環(huán)境。

4.小結(jié)

石油鉆探機(jī)械加工的精度會(huì)在很大程度上影響到機(jī)械工件加工的質(zhì)量。因此要想保證加工零件的質(zhì)量就必須不斷提高機(jī)械加工過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的加工精度。分析出影響加工精度的因素，并在以后的生產(chǎn)加工過程中不斷采取合理的措施減少降低影響因素，從而保證石油鉆探機(jī)械的質(zhì)量。

5.參考文獻(xiàn)

[1]杜彥明， 李勝. 如何提高機(jī)械加工精度[J]. 2011 重慶市鑄造年會(huì)論文集， 2011.

[2]魏佳. 如何提高機(jī)械加工精度[J]. 城市建設(shè)理論研究 （電子版）， 2012 （15）.

6.作者簡(jiǎn)介

付敏清（1964-），女，黑龍江省牡丹江人，工程師，主要從事石油鉆井工具研究。