關于油田用壓裂泵調整墊圈加工方法的探究

李小英等

摘 要：該文根據作者公司產品零件小批量，多品種的特點，生產周期，現有生產設備等實際情況，介紹了油田用壓裂泵調整墊圈的傳統工藝方法，并從加工質量、生產效率、材料損耗等方面分析了其方法對滿足生產需要的牽強性。隨后詳述了可滿足生產需要的機械加工方法，即機械切削法，線切割法兩種方法，并以此類推，探討了小批量薄環類零件的機械加工方法，通過對比論述了兩種方法的優缺點，對小批量薄環類零件的加工工藝選擇提出了指導性經驗和建議。

關鍵詞：小批量薄環類零件 制造工藝 優缺點 工藝效率

中圖分類號：E32 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（a）-0072-02

Abstract：In this paper， the author based on the actual situation of small quantities of parts of the company's products and variety of features， the production cycle， the existing production equipment. Describes a method for adjusting the traditional process of fracturing oil pump gasket and the machining quality， productivity， material loss and other aspects of the analysis of its methods to meet the production needs of forced sex. Then detailed to meet the production needs of machining methods， namely mechanical cutting， wire cutting method two methods， and so on， to explore the small quantities of thin ring type parts machining method， by comparing the two methods discussed the advantages and disadvantages of small quantities of thin ring type parts selection process proposed guiding experience and advice.

Key words：Small quantities of thin rings parts， Manufacturing process Advantages and disadvantages， process efficiency

近幾年由于能源，石油工業的發展一直受到國家的高度重視，石油開采范圍已經遍及全國，在油田鉆井，修井，壓裂等工藝流程中都需要配備高壓，大排量的柱塞泵。筆者從事的公司為專業生產電動往復泵的機械制造業。筆者公司研發生產的柱塞泵-YL型壓裂泵，在動力端結構中為調整最佳的軸承軸向間隙，會增加一組薄厚不一的調整墊圈，使曲軸軸承運動達到準確性。這類零件的結構特征是：材料為Q235A，一組零件的內孔，外圓尺寸完全一致，厚度是一個系列，需求特點是：品種多，批量小，每種厚度年需求量在二百件左右，以某種產品的調整墊圈舉例說明，見圖1。

1 傳統小批量調整墊圈加工工藝性分析

這種外徑又大又薄的環類調整墊圈從工藝學角度分析，本應采取剪板機下料，沖床沖內孔，外圓、6-18一次成活。然而根據筆者公司眾多產品特征，需沖孔的零件少之甚少，所以，多年來筆者公司一直無購置沖床設備，這樣以來加工這種看似簡單的零件卻變得無從下手，以往針對δ=0.2mm，0.5mm的調整墊圈我們都是采取劃線鉗剪內孔201，外圓260下料，然后劃6-18鉆孔十字線，鉆6-18孔，去毛刺成活。通常光鉗剪內孔，外圓一件零件就得花費4h，還不算加工6-18孔，可見加工效率之低，且鉗剪出的零件很不規范，周邊很粗糙，不利于裝配。而對于δ=1mm的厚鐵皮剪子顯然剪不動，我們只能采取剪板機下料，效平鐵皮，用一個中間帶孔的壓板壓住，蘑菇頭頂尖扶住，車內孔，外圓，一件零件下來大致需2h，一人也根本無法完成裝夾，且這種加工方法很容易導致內孔，外圓撕裂，通常下十件的料也只能勉強成活四五件，加工效率非常低且很耗材，質量也不容樂觀.綜合以上分析，這種鉗剪，單件上車床加工的方法都不能滿足生產需要。

2 調整墊圈的加工方法

根據上面的分析，我們經過多方面探討、研究，試加工，終于找出了兩種可滿足生產需要的加工方法：（1）機械切削法（2）線切割法。

2.1 機械切削法

機械切削法加工流程如圖2所示。

這是加工多品種，小批量調整墊圈最常用的方法，適用于加工δ<4mm的金屬材料。以下著重論述最后成型工序c）車床加工內孔，外圓的方法。車床上加工內孔，外圓，采取的是四爪夾一圓盤，車平圓盤端面做為夾持基準，中間套扣M36X1.5，栽螺栓用，一次將多件鐵皮板靠平于圓盤端面，通過壓板，帶墊，穿螺栓固定緊。多件裝夾加工增加了單件加工的剛性，變薄韌性件為厚剛性件，從力學角度分析也更利于加工。這種加工方法需值得注意的是：車刀須選用W18Cr4v切刀，磨主切削角為45°，刀尖圓弧R0.5，前角為20°，主后角為8°～10°，副后角為6°～8°[1]，先加工外圓，再向內扎端面，內孔成形，這樣可以避免內孔，外圓撕裂，加工一個自動脫落一個.效率非常高，相比之前的方法，這種加工方法只需1小時，加工出的外圓，內孔非常規矩，且成活率是100%。[2]

2.2 線切割法

將裁切后的材料疊好，用壓板和螺釘，螺母固定緊。用鉆床配鉆穿絲孔后（孔邊緣允許撕裂，以不影響線切割后的內孔為準），再用線切割機床分別加工出零件的內孔和外圓。線切割加工的速度雖然較低，但一次裝夾可加工很多零件，且加工出的零件質量也非常高，見圖3，材料厚度為0.2mm，如果疊放高度為50mm，則可加工50÷0.2×4=100件，而且能夠加工各種厚度的金屬零件。[1，3]

3 加工方法的比較

以上兩種不同的調整墊圈加工工藝具有較高的現實指導意義和實用推廣價值，方法的比較見表1。

4 結語

由表1可以看出加工調整墊圈的兩種方法各有千秋，均能滿足生產需要，每種方法都有一定的適用性，生產中必須綜合考慮批量，生產周期，加工手段，自身加工設備特點等因素選擇最適合的方法。

（1）機械切削法可實現多種材料，小批量薄環類零件的加工，尤其在非金屬上有一定優勢。該文作者公司主要采用的是機械切削法，通過零件的加工，以順利解決了該零件的加工問題，在裝配過程中反映良好，并在本單位已得到推廣。取得了一定經濟效益。

（2）線切割法雖然加工效率和材質受到一定限制，但加工精度要高很多，且能實現多規格尺寸零件的套裁加工，在原材料節約上有相當優勢。

參考文獻

[1] 谷萬淼.多品種，小批量套筒的加工方法[J].新技術新工藝，2012（1）.

[2] 金屬機械加工工藝人員手冊修訂組. 金屬機械加工工藝人員手冊[M].上海：上海科學出版社，1987.

[3] 伍端陽.數控電火花線切割加工技術培訓教程[M].北京：北京化學工業出版社，2008.

[4] 沈其文，涂鴻本.機械制造工藝禁忌手冊[M].北京：機械工業出版社，2000.