Zastosowanie technologii ESC w celu poprawy trwałości ostrzy z gwintem z węglika spiekanego

Proces ESC (Edge and Surface Conditioning) to proces uszlachetniania (pasywacji) i polerowania powierzchni krawędzi skrawającej. Dzięki procesowi ESC można zwiększyć wytrzymałość krawędzi narzędzia, poprawić stan naprężeń powierzchniowych, zmniejszyć wartość chropowatości powierzchni, a trwałość narzędzia jest 1-4 razy. 

Roczne wiercenia ropy naftowej i produkcja rur stalowych w Chinach zużywają ponad 800 000 ton, przetwarzanie rur ze stali naftowej wymaga użycia dużej liczby gwintowanych ostrzy (sto tysięcy sztuk rocznie), dlatego zastosowanie technologii ESC w celu poprawy jakości i trwałości ostrzy gwintowanych przynosi znaczne korzyści ekonomiczne.

1. Charakterystyka kształtu ostrzy z 1 nicią Ten papier jest rodzajem trójzębnego ostrza grzebieniowego używanego do gwintu zewnętrznego osłony olejowej, a materiałem ostrza jest węglik spiekany YT715. Na krawędzi tnącej każdego zęba ostrza wybiera się 11 charakterystycznych punktów A~q, gdzie punkt H reprezentuje czubek ostrza, punkty A i Q reprezentują krawędź nasady, a punkty D i L reprezentują bok krawędzi. Przy dużym powiększeniu krawędź ostrza (czyli połączenie przedniej i tylnej powierzchni) nie jest prostą linią, ale złożoną powierzchnią. 

Ostrość krawędzi jest wskazywana przez promień re. Ostrze jest obrabiane tak, aby utworzyło ostrą naturalną krawędź, jak pokazano na rysunku. Promień krawędzi kształtu zęba nie jest jednolity (re=0,002 ~ 0,018 mm).

Aby poprawić niezawodność i stabilność narzędzia tnącego, precyzyjne honowanie krawędzi za pomocą technologii ESC może zwiększyć wytrzymałość krawędzi (zwiększyć re), zmniejszyć wartość chropowatości powierzchni (ra

2. Technologia ESC i metoda honowania wibracyjnego Proces ESC (obróbka przez hartowanie krawędzi i powierzchni) zgodnie z zasadą można podzielić na mechaniczne, chemiczne, elektrochemiczne, ścierne, obróbkę cieplną, elektromagnetyczne i inne metody techniczne, takie jak metoda honowania maszynowego szczotkowego, metoda honowania wibracyjnego ścierniwa, metoda ulepszania piaskowania, metoda szybkiego bombardowania cząsteczkami. 

W artykule zastosowano metodę wibracyjnego honowania ściernego w celu wzmocnienia powierzchni krawędzi ostrza gwintowanego, które charakteryzuje się mniejszą inwestycją i niższym kosztem, a także może skutecznie zmniejszyć lub wyeliminować naprężenia szczątkowe na powierzchni ostrza, zwiększając w ten sposób trwałość ostrza. Tradycyjna maszyna do honowania wibracyjnego składa się z mechanizmu wibracyjnego (silnik, krzywka, sprężyna itp.) i stołu roboczego, materiału ściernego wykorzystującego cząsteczki krzemu lub tlenku glinu, ostrza i materiału ściernego w skrzynce na stole warsztatowym, poprzez ostrze i tarcie ścierne, uderzenie w celu pasywacji krawędzi. Jednak trudno jest zapewnić równomierny promień krawędzi skrawającej, błąd promienia wierzchołka zęba i nasady zęba wynosi 0,02 ~ 0,09 mm, co wpływa na jakość obróbki i efektywną trwałość gwintowanego ostrza. 

W tym artykule zastosowano nowy rodzaj mechanicznej metody honowania wibracyjnego w celu zastąpienia tradycyjnej krzywki i mechanizmu silnika nowym typem silnika wibracyjnego, materiał ścierny jest mieszaniną szmergla i węglika boru, a ruch względny pomiędzy ostrzem a materiałem ściernym został poprawiony dzięki zastosowaniu nowego uchwytu, dzięki czemu górna część zęba i promień krawędzi krawędzi są kontrolowane w zakresie 0,01 mm, poprawiając w ten sposób szybkość przejścia obróbki gwintu i efektywną trwałość ostrza.