论机械加工质量控制技术

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随着科学技术的进步和社会发展，机械加工过程自动化，基本上实现了上述要求，但是，不够完善。笔者结合近几年的工作实践，通过改善金属切削加工条件，提高产品加工质量和生产率，提出了几点想法，供读者参考。

'改瞢工件材料的切削加工性1.1评定切削加工性的指标(1)刀具在-定耐用度下的切削速度vt Vt含义是刀具耐用度为T(单位Inin)时，某种材料所允许的最大切削速度。vt越高，材料切削加工性越好。通常取T60min，则Vt记作V 。

(2)相对加工性I(r 以切削正火状态45钢的v砷作为甚准，写作(V )j，其它材料V6。与(Vl帅)j相比，其比值 V6。/(v印)j称为相对加工性。

当Kr>l时，该材料的加工性比45钢好；Kr

1.2改善材料切削加工性的途径切削加工性对加工质量和生产率都有很大的影响，所以在保证零件使用性能前提下，旧能选用切削加工性好的材料。针对各种材料不易切削的原因，可采用不同措施来解决：(1)对材料进行适当热处理，是改善切削加工性重要途径。如对低碳钢进行正火，降低塑性，提高硬度，容易断屑，加工表面获得较小粗糙度值；高碳钢和工具钢进行球化退火，降低硬度，改善加工性能，铸铁件在加工前进行退火，降低表层硬度。

(2)采用合适的刀具材料。如选用强度高、韧性、耐热、导热性好，同工件材料中某些元素发生化学反应的亲和力小的刀具材料。如选用硬质合金刀具切削不锈钢时，应采用钨钴类硬质合金。

(3)合理选用切削用量和刀具几何参数。对于韧性好、强度高、容易造成加工硬化的工件材料，宜采用前角较大且有负倒棱的刀具，以较低的Vc、较高聊an，使刀具刃Cl既锋利又有-定强度，改善散热条件和加工硬化情况。

2合理选择切削液∩以改瞢金属切削加工条件(1)硬质合金耐热陛高，-般不用切削液。必要时可用低浓度乳化液或水溶液，则必须连续、充分地浇注，以免冷热不匀使刀具产生应力而引起裂纹。

(2)高速钢刀具耐热性差，需采用切削液。粗加工钢料时，可以采用低浓度(3%～5%)的乳化液，以冷却为主要作用，精加工钢料时，可以采用高浓度(15%～20O/o)乳化液，主要的目的是改善加工表面质量，降低刀具磨损，减少积屑瘤产生。

(4)加工铜合金和其它有色金属时，-般不宜使用含硫的切削液，以免腐蚀工作表面。

(5)磨削时，切削温度高，碎屑、磨粒多，常用冷却、清洗性能好的乳化液或水溶液。

使用切削液时，还要注意使用方法，切削液应浇注在切削变形区(发热核心区)，不应该浇注在刀具和工具上。为了提高使用效果，常采用喷雾冷却或内冷却法3切削用量的合理选择切削加工中，合理选择切削用量(vc、f、an)，对保证加工质量，提高生产率和刀具耐用度，降低生产成本有着重要意义。

3.1粗加工时切削用量的选择粗加工时切削用量的选择，首先考虑提高金属切除率，同时，保证规定刀具耐用度。众所周知，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，最小是背吃刀量。所以，粗加工时切削用量的选择次序是：先采用尽量大切削深度an，其次焉能大进给量f，最后根据刀具耐用度，确定合理切削速度Vc。

(1)切削深度根 据工件加工余量和工艺刚性确定，保证精加工、半精加工余量前提下，尽量将粗加工余量h-次切除，即a h；若余量过大，工艺系统刚性不足时，分多次走刀。

(2)进给量煨据工艺系统刚性并考虑断屑情况尽量选用较大值 选择时可根据工件材料、表面粗糙度、刀尖圆浑径，预选-个切削速度后，再选萨给量。

(3)切削速度Vc 机床功率、刀具耐用度、工件材料、刀具材料，通过计算确定切削速度。在实践生产中，-般按经验或有关手册资料来选取切削速度。

3.2 半、精加工时切削用量的选择首先保证零件的加工精度和表面质量，同时兼顾刀具耐用度和生产率。

(1)切削深度ap精加工余量较小，所以半精车时apl-2m精车时apO。

(2)进给量f主要受加工精度和表面粗糙度的限制，-般应选得小些。

(3)切削速度vc-般，精加工时，vc主要受刀具耐用度的限制，选择切削速度Vc还要避免积屑瘤的产生，所以，硬质合金刀具采用较高速度(1.33-1.6m/S)；高速钢刀具采用较低速度(0.05-0.13m/s)。

4切用的控制金属切削过程中，切屑呈螺卷形或发条形，达到-定长度后自行折断，缠绕在工件和刀具上，不但影响人身安全，也影响加工表面粗糙度。研究、控制切屑的形状和排屑方向，对于保证正常生产秩序和操作者人身安全有着重要意义。

尤其在数控机床、自动机床、自动生产线，断屑和卷屑会成为影响正常生产秩序的关键 。

4.1切屑的卷曲和流向(1)切屑的卷曲是由于切屑变形及切屑排出时遇到刀具上断屑槽、凸台、附加挡块及其它障碍物所造成的。

(2)切屑的流向主要受刃倾角的影响4 2断屑在生产实践中，断屑主要有两种形式，-种是切屑在流出的过程中遇到障碍物，受到弯曲力矩作用而折断；另-种是切屑在流动过程中靠自重甩断(理想图 1状态下，L：4Om-6Om)。

控制断屑最常用的措施，是在前刀面上磨制断屑槽或在刀具前面安装断屑器。断屑槽的形式通常有折线型、直线圆弧型、全圆弧型断屑槽三种。

折线型、直线圆弧型断屑槽适用于切削加工碳钢、合金钢、工具钢，-般r。-5。～15。；全圆弧型断屑槽适宜切削紫铜、不锈钢等塑性材料，前角可增大到r。25。～30。(如图1)。

除此之外，影响断屑的因素还有以下几个方面：科技博 览 17工 业技 术l China science and Technology Review实施综合治理改善桩 3 4块开发效果杨 琼 宋 伟 张国荣(中国石化胜利油田桩西采油厂 山东 东营 257237)[摘 要]桩34块于先后经历了天然能量开采、注水开发、整体注采井网调整三个主要开发阶段，目前处于中低含水开发阶段。针对各井组井区开发特点，在精细地质研究的基础上，加强措施论证，开展了以注采调配、完善动态注采关系、酸化、分层开采等控水稳油为主要内容的综合调整工作，取得了-定的效果。

[关键词]酸化；注采调配 转注；分层开采中图分类号：T2323 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2013)24-0018-O11基本概况桩34块位于济阳坳陷沾化凹陷东北部孤北洼陷西部，埕东断层下降盘南段高部位断裂复杂带，北与老河口油田老13块相接，西南与埕东油田相邻，东南为孤北洼陷。含油面积0.4kin，油层有效厚度60.8m，地质储量144×104t，储量丰度507.5 x 104t/km ，标定采收率27.1%，可采储量55×104t，属高产、高丰度油藏∝止2013年2月，区块有油井总井6El，Et产液水平28t/d，日产油水平7t/d，综合含水76.6%，采油速度0.17%l水井总井5口，开井4El，日注水平76md，月注采比2.42，平均动液面1790m。区块累计采油24.86xlO4t，采出程度l7。

27%，累计注水60.04xlO4m ，累计注采比1.07。油藏整体处于高采出程度、低采油速度、高含水开发阶段。

2开发过程存在的问曩分析(1)平面矛盾突出，油井采出程度差异大，剩余油挖潜难度大从整体分析桩34块的水驱控制程度及井网控制水驱动用储量动用程度为均高于同类平均水平。桩34块目前油井除桩34井外均为供液不足井，单井产能差异大，处于滑榻扇扇根区。桩34井至2012年12f1]累计产油17.4989x 104m3，占全区块累产油73.3%，而处于扇缘区的1B4-13、桩34-14等41：1油井由于地层物性差影响均处于供液不足状态，平面矛盾突出对应注水井注水见效不明显，因此处于构造高部位但居于扇缘区的的剩余油挖潜难度大。

桩34井投产至2009年4月-直 I及1I砂组合采，主力生产1砂组。2009年5月受1砂组高渗孔隙水窜影响，含水由67. 上升至95.7%，液面上升至井口，含水上升。水性分析为地层水，分析该井1I砂组灰封失效，油井水窜影响。2012年3月对油井桩34实施丢封填砂酸化冲砂卡封，分层采油，目前该井日液20t，日油3.Ot，含水83. ，措施效果较好，下步需加密观察含水变化，及时调整开采小层达到稳水控油的效果。

桩34块是在特殊陡坡地形条件下，多次发生块体顺坡滑塌，形成沉积物内部沉积构造变形的扇体油藏，除桩349b的其他井均处于滑榻扇扇中-扇缘区，物性较差，油井供液不足，水井欠注。目前区块有供液不足井5口，欠注井1口。

3综合治理重点井组分折在精细地质研究的基础上，开展了以注采调配 完善动态注采关系、酸化、分层开采等控水稳油为主要内容的综合调整工作，桩34-1井组及桩34-3井组取得了-定的效果。

(1)桩34-1井组综合治理分析。桩34-1井组位于桩34块西南部，沉积构造属于滑塌扇根和扇中部位，油层较厚，储层物性较好，主力开采I砂组，是桩34块的主力注采井组。目前该井组有油井4El，水井3口，日产液25.7吨，日产油5.2吨，含水79.8%。该井组自1995年6月桩34-1转注后，合理的注采比有效的补充了桩34井弹性开采阶段的地层亏空，井组产量-直保持稳定。但随着开采的不断深入，油井-直单项受效，含水上升较快。2009年4月受Ⅱ砂组水窜所致桩34井含水上升至98%，8Y]对高含水层I砂组进行了丢封单采I砂组。由于油井桩34措施后能量较低，20l1年12月对油井桩34实施丢封填砂酸化冲砂卡封不动管柱分层采油加深措施，目前该井日液21吨，日油3.6吨，含水82.5%，措施效果较好。

桩34-4于1995年5月投产，受水井桩34-1注水影响，油井桩34-4能量-直比较稳定，2008年8月和2009年8月分别转注了水井桩34-8和桩34-16之后，进-步完善了井网。在注水效果较好的基础上，对油井34-4共实施了酸化4次，累计增油1856吨，措施效果较好。

(2)桩34-3井组综合治理分析。桩34-3井组位于桩34块北部，主力开采Ⅱ砂组。该井区处于构造高部位，但井区油井储层物性差，水井注水效果不明显，求产方式主要靠措施酸化、C02吞吐∝止到2OlO5月，桩34-3井组共有油水井3口，其中油井2口，开井2口，单元El产液能力6.6t/d，日产油能力t.7t/d，综合含水74.2%。2003年4月桩34-3井组投入至今共计实施酸化措施7次，措施初期平均日增油2.5吨，措施累增油4179吨。其中桩34-14措施效果好，有效期较长，可持续长达35个月，但处于构造高部位的桩34-13由于物性太差，有效期很短，通常只有4-8个月。目前存在问题：对应水井343正常注水时，该井油压22。

5枷Pa，日注水8O立方米，而由于油藏埋藏深温度高，封隔器易损坏，封隔器失效后该井油压骤然降至4.5MPa。目前该井油压5MPa，日注水量30m3/d。下步将针对目前水井桩34-3封隔期失效的现状，建议及时换封，减少无功注水，及时补充对应油井地层能量。

4结论夏措麓曩议(1)合理进行注采调配，实现老区稳产。桩34、桩34-17油井含水变化快，分析受桩34-16注水影响，下步建议桩34-l6停住，观察油井反应。

(2)实施油井酸化解堵，提高油层导流能力。根据前期桩34块的吞吐酸化措施效果比较，油层改造初期效果明显，下步建议继续在该区块优选JE[34-13、桩34-15油井实施酸化措施，挖潜老井产能。

(3)水井治理。桩343井组，水井桩343由于油藏埋藏深温度高，井下封隔器易损坏失效。下步将针对目前水井34-3封隔期失效的现状，建议及时换封，减少无功注水，及时补充对应油井地层能量。