一种三棱钻杆加工方法及其自动焊接设备与流程

1.本发明属于钻杆生产技术领域，涉及一种三棱钻杆加工方法及其自动焊接设备。


背景技术：

2.传统的三棱钻杆，由三棱外接头、三棱钢管、三棱内接头组成。三棱钻杆的外接头、内接头均采用圆钢加工而成，加工余量大，铣削加工费事费力，而且浪费材料。三棱内接头、三棱外接头和三棱钢管组装后，先工装定位点焊，再采用人工手工堆焊焊接到位。手工焊焊接方式，环境恶劣，劳动强度大，对操作者要焊接水平要求较高。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于解决现有三棱钻杆生产工艺的缺陷，提出一种三棱钻杆加工方法及其自动焊接设备。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种三棱钻杆自动焊接设备，包括底座、固定套、浮动焊接装置、驱动装置；所述固定套设于底座的两端，两个所述固定套均与底座转动连接，所述固定套与驱动装置连接，并在驱动装置驱动下转动；三棱钻杆固定装夹于两个所述固定套之间，并随固定套一起转动；所述浮动焊接装置包括焊枪、浮动装置，所述焊枪与浮动装置连接，并置于三棱钻杆待焊接位置，所述浮动装置的一端与三棱钻杆的外表面滑动接触，并随三棱钻杆的转动而上下浮动，使焊枪与三棱钻杆的距离保持不变。
6.进一步，所述浮动装置包括固定板、移动板、导向杆；所述导向杆的一端设有滚轮，并通过滚轮与三棱钻杆外表面滑动接触；所述导向杆、焊枪均通过锁定机构与移动板固定连接，并通过锁定机构调节伸出长度；所述导向杆上设有一台阶端面，所述台阶端面与固定板的端面之间设有弹簧，所述导向杆在弹簧驱动下带动滚轮与三棱钻杆保持接触。
7.进一步，所述浮动装置还包括支架、调节丝杆；所述固定板通过调节丝杆与支架连接，所述调节丝杆用于调节固定板与三棱钻杆的距离。
8.进一步，还包括用于辅助三棱钻杆装夹固定的v形支撑块，所述v形支撑块设于三棱钻杆下方。
9.进一步，所述焊枪有两个，分别设于三棱钻杆的外接头待焊接处、内接头待焊接处。
10.一种三棱钻杆加工方法，包括如下步骤：
11.1)锻造内、外接头：外接头和内接头采用锻造成型，外接头和内接头的锻坯均单边留0.5～0.8mm加工余量；
12.2)机加工内、外接头：分别以三棱内接头的内锥面、三棱外接头的外锥面定位加工外接头与内接头上的装配定位止口及三棱外形，再以装配定位止口为基准，车削外接头与内接头上的螺纹；
13.3)加工三棱钢管：加工三棱钢管按设定尺寸控制总长度，并在三棱钢管的两端分
别加工内、外装配止口，内、外装配止口分别与外接头与内接头上的装配定位止口相对应；
14.4)组装：将外接头、内接头与三棱钢管进行定位组装；
15.5)焊接：采用权利要求上述三棱钻杆自动焊接设备对组装后的三棱钻杆进行焊接。
16.进一步，所述焊接包括如下分步骤：
17.a、先将v形支撑块固定在底座上，并托起三棱钻杆，将两端的固定套通过螺纹与三棱钻杆连接固定；
18.b、通过调节丝杆带动固定板移动，使滚轮与三棱钻杆的外表面接触，并使弹簧处于压缩状态；打开锁定机构，调节焊枪与待焊接位置的距离，距离调整合适后，锁定焊枪位置；
19.c、调整焊接参数，并将v形支撑块与三棱钻杆脱离，启动驱动装置，固定套带动三棱钻杆旋转进行焊接。
20.进一步，控制焊枪与三棱钻杆待焊接位置距离为2～3mm。
21.进一步，在步骤3)中，以三棱钢管的装配止口为基准定位，在三棱钢管上加工一光滑的三棱形的焊接定位面；步骤5)中，将滚轮与焊接定位面滑动接触。
22.本发明的有益效果在于：
23.1、本发明中三棱钻杆的内接头和外接头采用锻造成型，节约材料的同时，消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构；同时加工余量更少，提高了加工效率，降低材料成本。
24.2、本发明中的自动焊接设备，采用浮动焊接方式进行焊接，并利用三棱钻杆本身的形状进行浮动定位，定位更加准确，焊接质量得到了提升。
25.3、本发明中的自动焊接设备，内、外接头可同时焊接，提高了焊接效率，并且该过程自动化程度高，降低了人员劳动强度。
26.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
27.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
28.图1为本发明中三棱钻杆自动焊接设备示意图；
29.附图标记：1
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驱动电机；2
‑
左底座；3
‑
左固定套；4
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内接头；5
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三棱钢管；6
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外接头；7
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焊接定位面；8
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支架；9
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调节丝杆；10
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固定板；11
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焊枪；12
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导向杆；13
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弹簧；14
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滚轮；15
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移动板；16
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锁定机构；17
‑
v形支撑块；18
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右固定套；19
‑
右底座；20
‑
油缸。
具体实施方式
30.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实
施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
32.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
33.请参阅图1，为一种三棱钻杆自动焊接设备，包括底座、固定套、浮动焊接装置、驱动装置；其中底座包括左底座2、右底座19，固定套包括左固定套3、右固定套18，左固定套3转动安装在左底座2上，并与驱动装置连接，驱动装置采用驱动电机1；右固定套18转动安装在右底座19上，并与油缸20连接，三棱钻杆装夹在左固定套3与右固定套18之间，并在驱动电机1带动下转动。
34.其中，浮动焊接装置包括焊枪11、浮动装置，浮动装置包括支架8、调节丝杆9、固定板10、移动板15、导向杆12；导向杆12的一端安装有滚轮14，并通过滚轮14与三棱钻杆外表面滑动接触；导向杆12、焊枪11均通过锁定机构16与移动板15固定连接，并通过锁定机构16调节伸出长度；本实施例中，锁定机构16采用螺栓；导向杆12上设置有一台阶端面，台阶端面与固定板10的端面之间安装有弹簧13，导向杆12在弹簧13驱动下带动滚轮14与三棱钻杆保持接触。
35.其中，焊枪11通过锁定机构16安装在移动板15上，固定板10通过调节丝杆9与支架8连接，并通过调节丝杆9调节与三棱钻杆的距离。焊枪11有两个，分别安装在三棱钻杆的外接头6待焊接处、内接头4待焊接处。
36.本实施例中的自动焊接设备还包括用于辅助三棱钻杆装夹固定的v形支撑块17，v形支撑块17通过升降机构安装在三棱钻杆的下方。
37.一种三棱钻杆加工方法，包括如下步骤：
38.1)锻造内、外接头：外接头6和内接头4采用锻造成型，外接头6和内接头4的锻坯均单边留0.5～0.8mm加工余量；
39.2)机加工内、外接头：分别以三棱内接头4的内锥面、三棱外接头6的外锥面定位加工外接头6与内接头4上的装配定位止口及三棱外形，再以装配定位止口为基准，车削外接头6与内接头4上的螺纹；
40.3)加工三棱钢管：加工三棱钢管5按设定尺寸控制总长度，并在三棱钢管5的两端分别加工内、外装配止口，内、外装配止口分别与外接头6与内接头4上的装配定位止口相对应；以三棱钢管5的装配止口为基准定位，在三棱钢管5上加工一光滑的三棱形的焊接定位
面7
41.4)组装：将外接头6、内接头4与三棱钢管5进行定位组装；
42.5)焊接：采用本实施例中的三棱钻杆自动焊接设备对组装后的三棱钻杆进行焊接，焊接前，将滚轮14置于焊接定位面7上，并与其滑动接触。
43.焊接包括如下分步骤：
44.a、先将v形支撑块17固定在底座上，并托起三棱钻杆，油缸20顶紧右固定套18，驱动电机1带动左固定套3转动，使左固定套3与内接头4螺纹连接上，并带动外接头6与右固定套18螺纹连接上；
45.b、通过调节丝杆9带动固定板10移动，使滚轮14与三棱钻杆的外表面接触，并使弹簧13处于压缩状态；打开锁定机构16，调节焊枪11与待焊接位置的距离，控制焊枪11与三棱钻杆待焊接位置距离为2～3mm，锁定焊枪11位置；
46.c、调整焊接参数，并通过升降机构将v形支撑块17与三棱钻杆脱离，启动驱动电机1，左固定套3带动三棱钻杆旋转进行焊接。
47.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。