钻杆接头内螺纹自动断屑加工与旋风铣削工艺研究

论文摘要

钻杆接头内螺纹加工过程中,由于钻杆接头内部空间较小,排屑空间有限,切屑难以排出,导致切屑缠绕在刀具、夹具以及工件周围等现象。本文结合钻杆接头内螺纹加工现状,开展自动断屑工艺研究,设计了自动断屑工艺方法,实现了钻杆接头螺纹加工过程中自动断屑。主要研究内容包括:(1)通过理论分析和试验研究,对钻杆接头内螺纹加工过程中切屑形成机制及断屑影响因素进行了分析,结合钻杆接头内螺纹实际加工情况,设计并试验了断屑器、改变工艺路径、高压冷却、旋风铣削四种断屑工艺方法,优选出旋风铣削为最佳工艺方案。(2)采用ABAQUS有限元分析软件,建立旋风铣削加工接头内螺纹数值仿真模型,通过仿真和全水平试验,得到了主轴转速、刀盘转速等参数对最大切削力的影响规律以及显著性。(3)采用单因素试验分析方法和多因素交互试验分析方法研究了旋风铣削工艺参数对加工时间、表面粗糙度以及紧密距的影响规律和显著性;基于灰色关联法,以紧密距、加工时间以及表面粗糙度为评价指标,进行工艺参数优化,得到了综合评价最高的参数组合。工艺试验结果表明,旋风铣削断屑工艺和优化工艺参数合理可行,有效解决了钻杆内螺纹加工断屑的难题,提高了钻杆内螺纹的加工精度,降低了表面粗糙度,提高了加工效率,并为钻杆接头生产自动化奠定良好的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 选题背景及意义
•     1.1.1 选题背景
•     1.1.2 选题意义
•   1.2 研究现状
•   1.3 主要研究内容
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 技术路线
• 第2章 切屑形成机制及断屑影响因素分析
•   2.1 切屑形成机理
•   2.2 切屑形成机制研究
•     2.2.1 试验方案设计
•     2.2.2 试验结果分析
•     2.2.3 切屑形成规律
•     2.2.4 切屑形成试验小结
•   2.3 断屑影响因素分析
•     2.3.1 断屑影响因素分析
•     2.3.2 断屑方法
•   2.4 本章小结
• 第3章 断屑工艺试验研究
•   3.1 工艺要求
•   3.2 方案设计
•     3.2.1 总体方案
•     3.2.2 断屑工艺方案设计
•   3.3 试验分析
•     3.3.1 断屑效果分析
•     3.3.2 加工效率分析
•     3.3.3 加工精度分析
•     3.3.4 加工表面粗糙度分析
•   3.4 方案比较
•   3.5 本章小结
• 第4章 旋风铣削工艺分析及数值模拟
•   4.1 引言
•   4.2 旋风铣削工艺分析
•     4.2.1 工艺参数分析
•     4.2.2 误差成因分析
•   4.3 旋风铣削数值模拟
•     4.3.1 参数化模型
•     4.3.2 材料准则与切削分离准则
•     4.3.3 网格划分与模型建立
•     4.3.4 数值仿真结果分析
•   4.4 本章小结
• 第5章 旋风铣削工艺参数优化
•   5.1 引言
•   5.2 单因素试验研究
•     5.2.1 试验研究
•     5.2.2 主轴转速影响分析
•     5.2.3 刀盘转速影响分析
•   5.3 多因素试验研究
•     5.3.1 多因素试验设计
•     5.3.2 试验结果分析
•   5.4 旋风铣削参数优化
•     5.4.1 灰色关联度分析法
•     5.4.2 基于灰色关联法工艺参数优化
•     5.4.3 实例验证
•   5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
•   6.1 总结
•   6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘欢

导师: 田东庄,许翠华

关键词: 接头内螺纹,自动断屑,旋风铣削,有限元模拟,参数优化

来源: 煤炭科学研究总院

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,石油天然气工业,矿业工程

单位: 煤炭科学研究总院

基金: 国家自然科学青年基金(NSFC 51705536)

分类号: P634.3

总页数: 87

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