[发明专利]一种工程薄壁钻基体的制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及薄壁钻头制造技术领域，尤其涉及一种金刚石工程薄壁钻基体的制作工艺。

背景技术

金刚石工程薄壁钻头广泛应用于科研、建筑工程钢筋混凝土的钻孔，墙壁、公路、机场等基础设施、陶瓷、玻璃等建筑材料及脆硬非金属材料的打孔取芯，作为工程易耗品，不仅要求耐磨等使用寿命的技术指标高，且钻头同轴度、同心度要求相当严格。金刚石工程薄壁钻在国内已经有几十年的加工历史，管体加工传统的工艺是直接对壁厚为9mm～12mm的厚壁管进行车加工，最终加工到壁厚为2mm～3mm为成品，其弊端明显，如效率低，车加工时间长；损耗大，原材料的利用率只有20%左右； 精度低，主要表现在表面粗糙度低及同心度方面。而接头和接头片的制作更加单调，生产成本、制造缺陷较大。现有技术中的金刚石薄壁钻头的制造也采用不同的制造方式或结构形式。如专利公开号为CN13957117781的一种薄壁钻头，包括钻头基体和与之固连一体的钻环，钻头基体与钻环的结合面上分别设有防止钻头基体与钻环之间相互转动或同时可以防止钻头基体与钻环之间轴向运动的相互契合的止口和凸卡，使原来的平面结合面变成了曲面，止口设计增加了焊接面积，以增大焊接结合力。这种止口和凸卡的形式增大了制作材料毛坯，增加了不少加工工序。如专利公告号为CN200981130的一种整体成型钻头基体，整体成型钻头基体的钻柄及钻体为一体，其形状是中空薄壁回转体，钻柄和钻体的外径及内径均不车削，钻柄拉伸成直柄或锥柄。成本虽低，但强度有限，只能作为小型钻头基体使用，且一次性钣金拉伸工艺，报废率高。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统的金刚石工程薄壁钻基体加工工艺的效率低、精度低、损耗大的问题，以及现有技术中工艺复杂报废率高的缺陷，提供一种工艺合理的工程薄壁钻基体的制作工艺，各部件分体制作，利用独特的装置和工艺进行焊接组装，以得到高精度、易加工、低成本的产品。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种工程薄壁钻基体的制作工艺，包括接头、管体、接头片的部件制作，其特征是所述的接头与接头片连接的一端设有螺纹段，接头与接头片连接一端的内孔端部设有沉孔，沉孔呈锥形孔状，接头与接头片通过螺纹连接之后用齿形冲头进行冲压铆接；所述的管体采用板材卷制后进行焊接，利用焊筋处理装置进行焊筋整形，所述的焊筋处理装置包括圆柱滚筒，与圆柱滚筒垂直相交设有弧形压轮，弧形压轮的弧度与薄壁钻基体外径相配；所述的接头片与管体的焊接在组焊车床上完成，组焊车床包括车床头部与接头配合的连接芯棒、焊接机，车床尾部设有直径大于管体直径的锥形尾顶。工程薄壁钻基体中接头是与钻杆连接的部件，管体与接头通过接头片组合成一体，接头与管体的同轴度要求直接影响整个基体的精度，接头和接头片之间通过螺纹连接，然后由齿形冲头对该组装件进行冲压铆接，使接头连接螺纹段端部发生局部破坏变形而产生应力，技术要求是反转扭力达到1000N不松脱，以达到防止螺纹反转脱落。齿形冲头铆接，可以使接头与接头片局部发生深度变形，同样的压力下强度方面远远高于平头冲压，这种冲压使外螺纹外局部发生变形，可以回避接头内孔中的螺纹变形。

由于薄壁钻头的管体壁厚较薄,所以部件之间的焊接采用小功率激光焊接设备焊接，也可采用自动氩弧焊接，以保证焊接的强度、精度以及外观技术要求。因管体的直径有多种非标件，采用冷轧管形式需要定制轧钢模，成本高且模具损耗大，更重要的原因是国内冷轧管体最大直径只有220mm左右，管体直径受到极大的限制，薄壁管的卷制难度在于其圆度技术要求方面，焊筋处理装置有效地解决了这个问题。组焊车床利用车床原理，在可控的旋转状态下自动进行氩弧焊焊接，焊接时先手动点焊接头片与管体连接部位的圆周上四点，再进行连续焊接。

作为优选，所述的齿形冲头的端部沿圆周设有若干个冲压齿，若干个冲压齿均匀分布，单个冲压齿为锥形体，冲压齿的齿尖部位直径与接头沉孔及螺纹段直径相适配。冲压齿正对沉孔，沉孔提供了冲压齿的定位点和冲压齿挤压外螺纹使螺纹端增径的弹性空间，不易对产品造成质量上的塑性破坏。

作为优选，所述的接头片的内孔设有与接头配合的螺孔，接头中沉孔的直径小于接头与接头片内孔配合处螺纹的齿根圆直径。接头片与接头先通过螺纹连接再进行齿形冲压锁紧，经冲压齿的挤压，接头的螺纹在齿点部位增大，为了达到这一技术要求，沉孔的直径与接头的齿根圆直径保持2mm左右之内。