Використання технології ESC для підвищення довговічності лез з твердосплавною різьбою

Процес ESC (кондиціонування кромки та поверхні) — це процес покращення (пасивації) та полірування поверхні ріжучої кромки. Завдяки процесу ESC можна підвищити міцність кромки інструменту, покращити напружений стан поверхні, зменшити значення шорсткості поверхні, а довговічність інструменту збільшитися в 1–4 рази. 

Щорічне буріння нафти та виробництво сталевих труб у Китаї споживають понад 800 000 тонн, обробка нафтових сталевих труб потребує використання великої кількості різьбових лез (сто тисяч штук на рік), тому використання технології ESC для покращення якості та довговічності різьбових лез має значні економічні вигоди.

1. Характеристики форми лез 1 Thread Цей папір є різновидом леза з трьома зубцями, що використовується для зовнішньої різьби масляного корпусу, а матеріалом леза є цементований карбід YT715. На ріжучій кромці кожного зуба леза вибрано 11 характерних точок A~q, де точка H представляє кінчик леза, точки A і Q представляють край кореня, а точки D і L представляють сторону краю. При великому збільшенні край леза (тобто місце з’єднання передньої та задньої поверхні) є не простою лінією, а складною поверхнею. 

Гострота кромки позначається радіусом re. Лезо оброблено для формування гострого природного краю, як показано на малюнку. Радіус краю форми зуба неоднаковий (re=0,002~0,018 мм).

Щоб підвищити надійність і стабільність ріжучого інструменту, точне хонінгування кромки за технологією ESC може збільшити міцність кромки (збільшити re), зменшити значення шорсткості поверхні (ra

2. Технологія ESC і метод вібраційного хонінгування. Процес ESC (зміцнення кромок і поверхні) за принципом можна розділити на механічні, хімічні, електрохімічні, абразивні, термічні, електромагнітні та інші технічні методи, такі як метод хонінгування щітковою машиною, метод вібраційного хонінгування, метод посилення піскоструминної обробки, метод високошвидкісного бомбардування частинками. 

У цьому документі метод вібраційного абразивного хонінгування використовується для зміцнення крайової поверхні різьбового леза, який характеризується меншими інвестиціями та нижчою вартістю, і може ефективно зменшити або усунути залишкову напругу на поверхні леза, таким чином збільшуючи довговічність леза. Традиційна вібраційна хонінгувальна машина складається з вібраційного механізму (двигуна, кулачка, пружини тощо) і робочого столу, абразиву з використанням частинок sic або оксиду алюмінію, леза та абразиву в коробці на робочому столі, через лезо та абразивне тертя, удар для пасивації краю. Однак важко забезпечити рівномірний радіус ріжучої кромки, похибка радіуса вершини зуба та кореня зуба становить 0,02~0,09 мм, що впливає на якість обробки та ефективний термін служби різьбового леза. 

У цьому документі використовується новий тип методу механічного вібраційного хонінгування для заміни традиційного механізму з кулачком і двигуном новим типом вібраційного двигуна, абразивом є суміш Емері та карбіду бору, а відносний рух між лезом і абразивом покращено за допомогою нового пристосування, так що вершина зуба та радіус краю похибки контролюються в межах 0,01 мм, тим самим покращуючи швидкість обробки різьблення та ефективний термін служби леза.