如何提高石油钻探机械加工精度

付敏清等

摘要：在石油钻探机械加工中，机械加工的误差是不可避免的，然而机械加工对精度有一定的要求，因此加工过程中必须严格控制误差的范围。只有通过误差分析，分析出影响机械加工质量因素的变化规律，才能更好地采取减少加工误差的措施，最终达到提高加工精度的目的。本次研究主要是分析出影响机械加工质量的因素，从而找出能够提高机械加工精度的途径。

关键词：石油钻探；机械；加工；提高精度

1.机械加工精度的定义及其相关参数

1.1机械加工的精度

石油钻探机械加工精度主要是指零件在加工后表面的实际尺寸、形状和位置的几何参数能够与图纸要求的几何参数达到的符合程度。理想的几何参数是指平均尺寸，表面几何形状是绝对的圆柱、平面和直线等，表面之间的相互位置是绝对的平行、垂直和对称等。而石油机械加工的加工误差就是指实际几何参数与图纸要求的几何参数之间的偏离数值。

1.2机械零件的几何参数

石油钻探机械表面层的几何形状主要包括：表面粗糙度、表面波度、表面加工纹理和伤痕。表面粗糙度（加工机械表面的微观几何形状误差）是指加工表面上较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征，其程度高低的评定主要是依靠轮廓算术平均偏差 Ra，有时也可依靠轮廓微观不平度的十点平均高度Rz；表面波度主要是由石油机械加工过程中的低频振动引起的介于宏观几何形状误差和微观几何形状误差之间的误差，是一种周期性几何形状误差。要想消除表面波度在石油机械加工中引起的质量问题，就必须提高石油机械加工的工艺；表面加工纹理是在机械加工过程中由于加工方法以及其切削运动规律的不同而在机械表面生成不同形状和方向的切削加工刀纹；机械的伤痕是指在零件表面偶尔出现且随机分布的加工缺陷，如气孔、裂痕、划痕等。

2.影响机械加工精度的主要因素

在机械加工中任何环节的一个微小的变化都将影响到机械零件的质量，因此在整个机械加工的过程中存在着很多的因素能影响到机械加工的精度。经过对整个石油钻探机械加工的过程进行细致详细的分析研究可以发现以下几个重要的影响因素：加工原理、计量器皿、测量过程中出现误差、夹具引起形变、刀具等。

2.1机械加工原理

机械加工原理是指加工机械零件所用的理论依据，理论依据直接指导着加工的整个过程，理论依据的不同将会很容易引起机械零件加工时产生的形状误差。因此理论依据的选择需要根据不同的加工需要进行选择。

2.2机械加工中的计量器皿

机械加工中的计量器皿规格都是有着严格的规定，计量器皿的使用达不到合格就会对零件的加工精度产生很多影响，如在示值稳定性、回程和灵敏度等方面产生较大的缺陷。而且机械加工中的计量器皿的使用是造成零件加工精度降低最直接原因。

2.3机械加工测量过程中的误差

石油钻探机械加工过程中最难避免的误差就是在测量过程中产生的误差，存在有很大的主观因素的影响。如在测量过程中由于测量者的因素（读数能力、判断能力、测量经验等）引起的误差。

2.4机械加工夹具引起的形变

在机械加工过程中夹具承载着重要的作用——定位和夹紧加工零件，在批量生产零件的过程中夹具被广泛地应用。在机械加工过程中如果夹具的夹力产生一些变化将会对加工精度产生一定的影响。但往往此种因素产生的误差相对是比较小的，可以忽略。

2.5刀具

在机械加工过程中刀具的刃口质量会对机械零件的微量切割造成一定的影响，在进行精密车削、磨削以及研磨等加工时，刀具的刃口质量都会影响到切去金属层的最小厚度。

3提高机械加工精度的方法

3.1有效控制人为因素的误差

3.1.1提高加工人员的熟练度

在机械加工过程中首先要根据工人对整个生产加工工序的熟练程度进行一个合理的分工，适合每个工人的岗位，要做到人尽其用。然后在根据生产的需要不断调换工人的生产岗位，使工人能在日常的生产构成中不断提高自己对生产加工工序的熟练度，同时积累工作中的经验。这样既能降低了加工误差，保证了加工零件的质量，同时又能使新员工的压力得到降低。

3.1.2加工人员的作息时间要严格管理

机械加工是一个非常精细的活，在工作过程中需要员工能够全神贯注，精力集中在自己的工作中，这样才能保证机械零件的质量。员工在工作过程中的精神状态的好坏是引起误差的重要因素。对加工人员的作息时间进行严格的管理，能够确保工作人员的睡眠时间，从而使员工的精神状态保持良好，减少加工过程中的误差。

3.2机器设备方面的提高

在机械加工过程中机器设备是保证生产的基础，同时设备的好坏将会引起很多方面的误差。针对机器设备因素所引起的误差可以采取以下的几个措施：可以选用精度较高的轴承，同时适当提高箱体和主轴制造的精度；选择刀具的材料要根据零件的特性，同时合理选用刀具的集合参数，适当选用冷却液、切削液；提高机械设备的刚度；控制好环境温度。这些措施的实施在很多程度上都能减小生产中的误差。

3.3材料方面的提高

在机械加工过程中加工材料质量的选择与控制也是非常必要，刀具和切削用具的选择也要根据材料的热力学性能等进行选择。同时在材料的选择中要严格控制避免厚度不均情况的出现。

3.4测量方面的提高

在机械加工过程中测量非常容易造成误差，测量方法的正确使用能有效地减少误差的产生，主要的方法有：减少原始误差、补偿原始误差、避免环境因素对误差造成的影响。在生产过程中寻找出发生误差的原因，然后采取合理的措施消除或避免相应的误差就属于减少原始误差。误差补偿法是通过人为制造新误差来抵消原存在误差的方法。在生产过程中保留各加工设备间的放置距离，避免互相干扰的情况发生，同时也要保证整个生产过程中的适宜环境。

4.小结

石油钻探机械加工的精度会在很大程度上影响到机械工件加工的质量。因此要想保证加工零件的质量就必须不断提高机械加工过程中各个环节的加工精度。分析出影响加工精度的因素，并在以后的生产加工过程中不断采取合理的措施减少降低影响因素，从而保证石油钻探机械的质量。

5.参考文献

[1]杜彦明， 李胜. 如何提高机械加工精度[J]. 2011 重庆市铸造年会论文集， 2011.

[2]魏佳. 如何提高机械加工精度[J]. 城市建设理论研究 （电子版）， 2012 （15）.

6.作者简介

付敏清（1964-），女，黑龙江省牡丹江人，工程师，主要从事石油钻井工具研究。