[發明專利]一體成型三棱鉆桿的鍛造工藝

有效

• 申請號: 201510428117.4
• 申請日: 2015-07-21
• 公開（公告）號: CN104959504B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 田建偉;杜帥偉;宋廣全
• 申請（專利權）人: 河南龍騰新型鉆具制造有限公司
• 主分類號: B21J5/02
• 分類號: B21J5/02;B21J5/08;B23P15/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)41120
• 代理人: 張燕

技術領域

本發明涉及鍛造領域，具體為一體成型三棱鉆桿的鍛造工藝。

背景技術

鉆桿是連接鉆機與鉆頭的部件，常用于煤炭鉆探、瓦斯抽放等行業。在現有技術中，鉆桿兩端的公母接頭多是焊接在鉆桿桿體上的，由于焊接的連接件必然會存在焊接缺陷，焊縫強韌性不均勻，這直接導致了鉆桿在鉆進過程中經常出現變形、斷裂等問題，給后續的鉆探及煤層內瓦斯抽放帶來諸多不便的問題。

2015年1月國家知識產權局公開了“三棱一體成型鉆桿”?的發明專利，專利號為201520057086.1，該發明所述的三棱一體成型鉆桿的權利要求書中指出，鉆桿本體兩端的部位經過加熱縮頸后得到一體成型的三棱鉆桿，然后其具體實施方式中進一步指出，鉆桿的兩端經過擠壓成型、淬火熱處理和發藍處理后得到一體成型的公母頭，這種簡單的加工方法得到的三棱鉆桿的公母頭，在擠壓過程中鉆桿表面不但易起皺，而且，三棱鉆桿的三條邊相互形成銳角夾角，在強力擠壓過程中，銳角夾角使得三條邊極易相互糅合為一團，一旦出現這種情況，后續的加工將無法繼續進行，這種簡單的加工方法成品率很低，且成品后母頭的棱面部位沒有經過加厚處理，棱壁非常薄，在實際應用中強韌性不足，在強扭矩下非常容易斷裂。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的是提出一體成型三棱鉆桿的鍛造工藝，先將三棱鉆桿毛坯兩端部的直邊墩制擴展為弧形，以消除邊與邊之間的銳角夾角，避免墩制過程銳角夾角引起的皺褶，再在模具中墩制成型，得到一體成型的公母頭坯，且母頭坯的三個外平面上增加一圓臺弧形結構的加厚部，增加了母頭的棱壁厚度，提高了母頭的強度。

本發明為了解決上述問題所采取的技術方案為：一體成型三棱鉆桿的鍛造工藝，首先將圓管管材經冷拔后獲得三棱鉆桿毛坯，然后在三棱鉆桿毛坯的兩端分別加工母頭坯和公頭坯，經車削后即得到鉆桿，所述母頭坯在鍛造時，先將三棱鉆桿毛坯一端的三條邊墩制擴展為弧形，以消除邊與邊之間的銳角夾角，而后再將該端進行墩制恢復至三棱狀，且在墩制過程中，通過模具使每條邊外平面增加一形狀為圓臺弧形的加厚部，這三個加厚部位于以三棱鉆桿毛坯中心為軸心的一個圓臺的外表面上。

所述公頭坯在鍛造時，先將三棱鉆桿毛坯的端部墩制擴展為一個兩段式結構，其中，與三棱鉆桿毛坯端直接連接的一段為直徑向尾段逐漸減小且帶中心通孔的圓臺，與圓臺相連接的一段為與該端圓臺直徑相等且帶中心通孔的圓柱，以使三棱鉆桿毛坯該端的三條邊外擴為弧形，消除邊與邊之間的銳角夾角，而后再進行墩制至圓臺狀結構。

所述母頭坯鍛造的具體工藝包括以下步驟：

1）三棱鉆桿毛坯一端在母預鍛模具中墩制成型

將三棱鉆桿毛坯一端加熱至鍛造溫度，在母預鍛模具中墩制成型，使該端的直邊棱面外擴至圓弧面，形成母頭初鍛坯；

其中，鐓粗比為1.2~1.5；

2）母頭初鍛坯在母終鍛模具中墩制成型

將母頭初鍛坯加熱至鍛造溫度，在母終鍛模具中墩制成型，使母頭初鍛坯恢復至初始的三棱狀結構，且在三條邊外平面均增加一形狀為圓臺弧形的加厚部，這三個加厚部位于以三棱鉆桿中心為軸心的一個圓臺的外表面上，形成母頭坯；

其中，鐓粗比為1.2~1.3。

所述公頭坯鍛造的具體工藝包括以下步驟：

a）三棱鉆桿毛坯另一端在公預鍛模具中墩制成型

將三棱鉆桿毛坯另一端加熱至鍛造溫度，在公預鍛模具中墩制成型，使該端的直邊棱面外擴至一個兩段式結構，其中，與三棱鉆桿毛坯端直接連接的一段為直徑向尾段逐漸減小且帶中心通孔的圓臺，與圓臺相連接的一段為與該端圓臺直徑相等且帶中心通孔的圓柱，形成公頭初鍛坯；

其中，鐓粗比為1.2~1.5；

b）公頭初鍛坯在公終鍛模具中墩制成型

將公頭初鍛坯加熱至鍛造溫度，在公終鍛模具中墩制成型，將公頭初鍛坯墩至圓臺形結構，形成公頭坯；

其中，鐓粗比為1.2~1.3。

所述步驟1）中使用的母預鍛模具外形為內中空的圓臺形，內壁由互相交替連接的三個圓弧面和三個等徑圓弧角構成。

所述步驟2）中使用的母終鍛模具外形為內中空的圓臺形，內壁是一三棱狀結構，且在三個棱面上增加一形狀為圓臺弧形的加厚槽，這三個加厚槽位于以三棱鉆桿中心為軸心的一個圓臺的外表面上。

所述步驟a）中使用的公預鍛模具外形為內中空的圓臺形，內壁包括上部分的圓柱面和下部分直徑由上至下逐漸增大的圓臺面a。

所述步驟b）中使用的公終鍛模具外形為內中空的圓臺形，內壁為直徑由上至下逐漸增大的圓臺面b。