[发明专利]无焊接三角圆弧凸棱一体式钻杆夹紧装置及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及无焊接三角圆弧凸棱一体式钻杆夹紧装置及其加工方法。

背景技术

目前国内三角圆弧凸棱钻杆由于瓦斯助排放能力强，旋转阻力小，钻进速度快等特点在国内各大矿区广泛使用。由于三角圆弧凸棱钻杆杆体截面为三角形管环状，接头为带有锥度的管螺纹，钻杆结构特殊，以往的三角圆弧凸棱钻杆普遍采用插接式结构，即两端接头加工成台阶，台阶的大头端与钻杆体三角形外形一致，台阶的小头端与钻杆体内三角形一致，小头端插入钻杆杆体内三角形内，在三角圆弧凸棱杆体外侧加工三面坡口，与两端接头手工电弧焊形成角焊缝，实现插接式焊接(附图12)，由于生产效率低，后来通过工艺技术改进形成了三角圆弧凸棱钻杆摩擦焊接式钻杆(附图13)，生产效率大大提高。但摩擦焊的缺陷也时刻困扰着三角圆弧凸棱杆体制造事业的发展。长期以来广大技术人员，不断从钻杆结构与工艺方法上下功夫，在实现无焊接三角圆弧凸棱一体式钻杆上花费了不少心血，但是制造工艺方法一直没有更好的突破，亟待改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提供无焊接三角圆弧凸棱一体式钻杆夹紧装置及其加工方法，实现三角圆弧凸棱一体式钻杆的加工制造，设计合理，结构紧凑。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

无焊接三角圆弧凸棱一体式钻杆夹紧装置，包括机座、杆体夹持机构和挤压成型机构，所述杆体夹持机构为三个半体组合结构，所述半体组合结构分别通过驱动件一实现对截面为三角圆弧凸棱管状杆体的周向外侧面紧密贴合夹紧，以此形成均匀一致的夹紧压紧力；所述挤压成型机构与所述杆体的端面相对设置，并通过驱动件二带动成型内模沿所述杆体长度方向移动，以此实现所述杆体端部的局部墩粗；所述杆体夹持机构和挤压成型机构均设在所述机座上。

进一步地，挤压成型机构包括驱动件二和成型内模；所述驱动件二包括水平液压油缸、连接座和导向座；所述水平液压油缸的一端与所述机座的支撑板连接，另一端通过连接座与所述成型内模的一端连接；所述成型内模穿设在所述导向座上，并沿着所述导向座上的导向通道轴向水平移动。

进一步地，所述成型内模的前端从前到后依次设有圆锥形成型头、三角圆弧凸棱凸台和连接部；通过圆锥形成型头伸入挤压钻杆杆体内进行导向并在挤压的过程中形成钻杆接头所需的锥形通孔；通过三角圆弧凸棱凸台与杆体的端面外形尺寸及成型外模的型腔截面尺寸一致，实现成型内模在所述半体组合结构形成的杆体放置腔内移动，同时实现对杆体端部的抵接；通过连接部轴向穿过导向座，并向外延伸与连接座连接，实现成型内模轴向水平运动。

进一步地，所述半体组合结构包括驱动件一、导向轴、夹持块半体和外模半体；所述驱动件一为夹紧油缸；所述夹紧油缸的一端与所述机座的支撑框架连接，另一端与所述导向轴连接，通过所述导向轴带动所述夹持块半体和外模半体沿垂直杆体侧边面方向移动，以此实现所述外模半体对所述杆体的周向外侧面夹紧；所述夹持块半体通过螺栓固定设在所述外模半体外侧面。

进一步地，所述外模半体的两端的内侧边还设有倒角面。

进一步地，所述外模半体上设有所述夹持块半体的限位槽C。

基于焊接三角圆弧凸棱一体式钻杆夹紧装置的加工方法，依次包括如下步骤：

A、轴向初定位:准备工作完成后，将半体组合结构分别通过驱动件一推动外模半体向内初步形成杆体的放置腔，以此形成杆体周向外侧面支撑初定位状态；

B、周向定位夹紧：将杆体沿其轴向放置于放置腔内，并分别再驱动驱动件一向内推动外模半体，使外模半体周向外侧面紧密贴合夹紧杆体的中间部分，且杆体端部与成型内模相对设置；

C、杆体端部定位：成型内模的圆锥形成型头伸入挤压杆体内，并通过三角圆弧凸棱凸台与杆体端面外形对应设置；

D、杆体一端墩粗：在水平液压油缸的驱动下，通过成型内模H面挤压安装在杆体夹持机构内的杆体，从以实现对杆体端部的墩粗；

E、杆体另一端墩粗：在墩粗杆体的一端后，将杆体取出，将杆体掉头再次挤压另一端，之后对杆体再进行轴向初定位和周向定位夹紧，从而完成钻杆的两端墩粗；

H、杆体的两端部分别进行墩粗后，将杆体取出，墩粗的杆体两端分别加工钻杆内、外螺纹接头，最终形成成无焊接连接的一体式结构，增强了钻杆的抗扭性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：