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【摘要】由于抽油机减速器底座和底盘在钻孔加工精度受钳工划线影响较大以及后续在连接过程中存在很大的误差，本文以14型弯游梁抽油机为例，采用钻模工装对制造工艺进行研究与改进。经过分析与验证可以提高钻孔加工和连接组焊的质量精度和生产效率。同时，取得的研究成果可以推广应用到其他机型的加工、制造工艺的优化与改进。
【关键词】弯游梁抽油机 减速器底座 底盘 钻模 工艺
弯游梁抽油机是吐哈油田的主力机型，该机型采用减速器前置驱动、游梁下偏复合平衡方式。减速器底座和底盘是支撑减速器和整个抽油机的重要部件，减速器底座与底盘的连接位置的精度对抽油机的整机性能影响很大。使小横梁轴线与轴承座轴线产生夹角，造成横梁轴承座的摆动。而且还会造成横梁轴承座和减速器轴承的磨损，产生异响。首先我们对生产制造的现状进行分析。
1 现状分析
1.1 减速器底座钻孔工艺现状
通过用厚度为3mm铁皮制作简易的模板靠在减速器底座上，四边对齐后打样冲眼标志出减速器各螺栓孔的相互位置。再用划线规划出螺栓孔的轮廓线，同时划出输出轴标识线，然后请检，检验员检查孔的位置尺寸合格后，最后根据样冲眼钻孔。
1.2 底盘钻孔现状
用石笔和卷尺找出底盘的中心线上两个点位置，根据点的位置用粉线弹出底盘的中心线，用同样方法找出支架连接板的纵向中心线。再用厚度为3mm铁皮制作的简易模板，侧边与中心线对齐，中心线与支架连接板纵向中心线对齐，然后打样冲眼、划螺栓孔轮廓线、请检，最后根据样冲眼钻孔。
1.3 减速器底座和底盘组焊现状
先在底盘上找出输出轴中心线位置，将减速器底座吊装在底盘上放正，用直角尺从减速器底座标识的输出轴线往减速器底座侧板上引线，调整减速器底座使两侧的引线与底盤的输出轴中心线对齐，再用钢卷尺拉对角尺寸调整减速器使二者的中心线重合，最后点焊牢固。
1.4 优点与不足
通过对现状的调查，分析现有工艺主要存在以下几个方面的优点与不足：
（1）模板才用厚度为3mm的铁皮制作而成，制造简单、取用轻巧方便；
（2）但是由于简易模板厚度较薄，易变形。加之制造比较粗糙，使用时间长了会使模板上的样冲孔磨损，造成孔的位置、尺寸精度误差加大，最终影响钻孔的位置精度；
（3）划线工序复杂，钳工为防止钻孔偏斜需要对每一个孔都要勾划轮廓线，效率较低；
（4）钳工按样冲孔找正钻孔存在一定的视觉误差，也加大了钳工的劳动强度；
（5）模板压紧不可靠，钳工在打样冲眼时，极易造成模板移动，影响打样冲孔的位置精度；
（6）用直角尺往减速器侧板引输出轴线时，无论是量具还是人为因素都存在较大误差 ；
（7）而找减速器底座与底盘中心重合时，需要两人配合用钢卷尺拉对角尺寸，钢卷尺会发生弯曲，使测量精度下降。
（8）在调整过程中至少需要两人配合，效率不高。
2 工艺研究的目的及要求
从减速器底座和底盘在钻孔和连接制造过程中存在的问题分析可以看出，要克服现有工艺的不足，通过采用钻模工装来改进工艺是比较可行的方案，从而达到提高质量精度和生产效率的目的。
2.1 钻模介绍
钻模是引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具。钻模的结构特点是除有工件的定位、夹紧装置外，还有根据被加工孔的位置分布而设置的钻套和钻模板，用以确定刀具的位置，并防止刀具在加工过程中倾斜，从而保证被加工孔的位置精度。
2.2 钻模的设计要求
（1）钻孔后减速器底座和底盘螺栓孔位置精度误差小；
（2）组焊中减速器输出轴到吊线孔之间位置和尺寸误差小；
（3）钻孔效率和组焊找正效率都要有所提高；
（4）结构简单，操作方便实用；
（5）制造成本低，安全可靠。
3 制造工艺的改进及工装设计
由于钻模可以减少划线工序，限制钻孔刀具的摆动，提高钻孔位置精度等优点，而减速器底座与底盘的组焊采用吊线找正，方便快捷，因此基于这种设想我们对原工艺进行了修订。
3.1 减速器底座钻模工装设计
减速器底座钻模工装主要由8个部分组成，钻模底板设计时采用与减速器底座上顶板相同的外形和尺寸。定位采用六点定位原理，限制钻模工装的六个自由度，实现完全定位。
在钻模工装底板厚度的选取上，首先要保证钻模工装具有一定的强度。要求底板下料后进行校直，再组焊装配，为了保证起吊和长期使用中的变形，要求底板在吊装中的挠度小于1mm。因此钻模底板选用厚度为20mm的Q235-A钢板，经过计算挠度只有0.68mm符合设计要求。
夹紧装置采用勾头压板进行压紧，保证工件的加工精度和安全生产。将压板位置设计到钻模工装的内环，不仅方便夹紧，而且也方便钳工操作。
钻套设计时为了提高钻模孔的耐磨度，采用带肩固定钻套。淬火热处理需要达到 HRC50～55。
钻模套尺寸精度设计时，考虑钻孔尺寸精度IT12（0-0.25mm），钻模套外径尺寸精度与钻模底板上孔的配合采用过盈量在0.05-0.1mm之间的过盈配合。而标准刀具φ39的直径公差为（0，+0.039），因此钻模套的内孔配合选用间隙配合F8/h8 。为防止钻模套转动，采用螺栓固定，也便于钻套磨损后能迅速更换。
由于图纸上尺寸精度是自由公差，为了使钻孔后的尺寸精度在图纸要求的公差范围内，因此在设计钻模底板上孔的精度高于图纸设计的尺寸精度。
3.2 底盘钻模工装设计
底盘钻模工装主要由六个部分组成，定位采用中心线定位，使用时先找出底盘的中心线以及前支撑板的中心线，然后将钻模上专门设计的开口与中心线对齐，这样将左右、前后的位置限制住，最后只要将底盘钻模工装压紧在底盘上，便可以进行钻孔加工了。而将前后端板设计成一体式结构保证16个螺栓孔的位置精度，夹紧装置以及钻套采用与减速器钻模工装相同的设计原理与结构。
3.3 减速器底座与底盘组焊设计
减速器底座与底盘组焊关键是保证减速器底座上螺栓孔的横向中心线与底盘的横向中心线重合（即减速器横向中心线与底盘的横向中心线重合），同时保证减速器输
出轴中心线投影与其在底盘的中心线重合。 因此为了保证快速而精确的定位，设计采用吊线的方法。只要通过底盘钻模工装在底盘中心线上用样冲打出减速器底座中心线上吊线孔的两点投影，安装时只要调整使减速器底座上顶板的吊线坠与底盘的投影点重合，便可点焊牢固。因此只需要在减速器底座钻模工装和底盘钻模工装上找到相匹配的孔即可解决问题。
4 预期效果与价值
该工艺运用后可以大幅提高减速器底座和底盘的钻孔质量、精度以及生产效率。该工装的运用效果对以后不断优化抽油机钻孔加工件的工艺，都有非常重要的指导价值。
5 下一步打算
根据现场使用情况不断优化改进钻模工装；
将钻模工装应用与其他抽油机钻孔加工件上。
参考文献
[1] 徐灏，等.机械设计手册[M].机械工业出版社，1999
[2] 杨叔子.机械加工工艺师手册[M].机械工业出版社，2001
【关键词】弯游梁抽油机 减速器底座 底盘 钻模 工艺
弯游梁抽油机是吐哈油田的主力机型，该机型采用减速器前置驱动、游梁下偏复合平衡方式。减速器底座和底盘是支撑减速器和整个抽油机的重要部件，减速器底座与底盘的连接位置的精度对抽油机的整机性能影响很大。使小横梁轴线与轴承座轴线产生夹角，造成横梁轴承座的摆动。而且还会造成横梁轴承座和减速器轴承的磨损，产生异响。首先我们对生产制造的现状进行分析。
1 现状分析
1.1 减速器底座钻孔工艺现状
通过用厚度为3mm铁皮制作简易的模板靠在减速器底座上，四边对齐后打样冲眼标志出减速器各螺栓孔的相互位置。再用划线规划出螺栓孔的轮廓线，同时划出输出轴标识线，然后请检，检验员检查孔的位置尺寸合格后，最后根据样冲眼钻孔。
1.2 底盘钻孔现状
用石笔和卷尺找出底盘的中心线上两个点位置，根据点的位置用粉线弹出底盘的中心线，用同样方法找出支架连接板的纵向中心线。再用厚度为3mm铁皮制作的简易模板，侧边与中心线对齐，中心线与支架连接板纵向中心线对齐，然后打样冲眼、划螺栓孔轮廓线、请检，最后根据样冲眼钻孔。
1.3 减速器底座和底盘组焊现状
先在底盘上找出输出轴中心线位置，将减速器底座吊装在底盘上放正，用直角尺从减速器底座标识的输出轴线往减速器底座侧板上引线，调整减速器底座使两侧的引线与底盤的输出轴中心线对齐，再用钢卷尺拉对角尺寸调整减速器使二者的中心线重合，最后点焊牢固。
1.4 优点与不足
通过对现状的调查，分析现有工艺主要存在以下几个方面的优点与不足：
（1）模板才用厚度为3mm的铁皮制作而成，制造简单、取用轻巧方便；
（2）但是由于简易模板厚度较薄，易变形。加之制造比较粗糙，使用时间长了会使模板上的样冲孔磨损，造成孔的位置、尺寸精度误差加大，最终影响钻孔的位置精度；
（3）划线工序复杂，钳工为防止钻孔偏斜需要对每一个孔都要勾划轮廓线，效率较低；
（4）钳工按样冲孔找正钻孔存在一定的视觉误差，也加大了钳工的劳动强度；
（5）模板压紧不可靠，钳工在打样冲眼时，极易造成模板移动，影响打样冲孔的位置精度；
（6）用直角尺往减速器侧板引输出轴线时，无论是量具还是人为因素都存在较大误差 ；
（7）而找减速器底座与底盘中心重合时，需要两人配合用钢卷尺拉对角尺寸，钢卷尺会发生弯曲，使测量精度下降。
（8）在调整过程中至少需要两人配合，效率不高。
2 工艺研究的目的及要求
从减速器底座和底盘在钻孔和连接制造过程中存在的问题分析可以看出，要克服现有工艺的不足，通过采用钻模工装来改进工艺是比较可行的方案，从而达到提高质量精度和生产效率的目的。
2.1 钻模介绍
钻模是引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具。钻模的结构特点是除有工件的定位、夹紧装置外，还有根据被加工孔的位置分布而设置的钻套和钻模板，用以确定刀具的位置，并防止刀具在加工过程中倾斜，从而保证被加工孔的位置精度。
2.2 钻模的设计要求
（1）钻孔后减速器底座和底盘螺栓孔位置精度误差小；
（2）组焊中减速器输出轴到吊线孔之间位置和尺寸误差小；
（3）钻孔效率和组焊找正效率都要有所提高；
（4）结构简单，操作方便实用；
（5）制造成本低，安全可靠。
3 制造工艺的改进及工装设计
由于钻模可以减少划线工序，限制钻孔刀具的摆动，提高钻孔位置精度等优点，而减速器底座与底盘的组焊采用吊线找正，方便快捷，因此基于这种设想我们对原工艺进行了修订。
3.1 减速器底座钻模工装设计
减速器底座钻模工装主要由8个部分组成，钻模底板设计时采用与减速器底座上顶板相同的外形和尺寸。定位采用六点定位原理，限制钻模工装的六个自由度，实现完全定位。
在钻模工装底板厚度的选取上，首先要保证钻模工装具有一定的强度。要求底板下料后进行校直，再组焊装配，为了保证起吊和长期使用中的变形，要求底板在吊装中的挠度小于1mm。因此钻模底板选用厚度为20mm的Q235-A钢板，经过计算挠度只有0.68mm符合设计要求。
夹紧装置采用勾头压板进行压紧，保证工件的加工精度和安全生产。将压板位置设计到钻模工装的内环，不仅方便夹紧，而且也方便钳工操作。
钻套设计时为了提高钻模孔的耐磨度，采用带肩固定钻套。淬火热处理需要达到 HRC50～55。
钻模套尺寸精度设计时，考虑钻孔尺寸精度IT12（0-0.25mm），钻模套外径尺寸精度与钻模底板上孔的配合采用过盈量在0.05-0.1mm之间的过盈配合。而标准刀具φ39的直径公差为（0，+0.039），因此钻模套的内孔配合选用间隙配合F8/h8 。为防止钻模套转动，采用螺栓固定，也便于钻套磨损后能迅速更换。
由于图纸上尺寸精度是自由公差，为了使钻孔后的尺寸精度在图纸要求的公差范围内，因此在设计钻模底板上孔的精度高于图纸设计的尺寸精度。
3.2 底盘钻模工装设计
底盘钻模工装主要由六个部分组成，定位采用中心线定位，使用时先找出底盘的中心线以及前支撑板的中心线，然后将钻模上专门设计的开口与中心线对齐，这样将左右、前后的位置限制住，最后只要将底盘钻模工装压紧在底盘上，便可以进行钻孔加工了。而将前后端板设计成一体式结构保证16个螺栓孔的位置精度，夹紧装置以及钻套采用与减速器钻模工装相同的设计原理与结构。
3.3 减速器底座与底盘组焊设计
减速器底座与底盘组焊关键是保证减速器底座上螺栓孔的横向中心线与底盘的横向中心线重合（即减速器横向中心线与底盘的横向中心线重合），同时保证减速器输
出轴中心线投影与其在底盘的中心线重合。 因此为了保证快速而精确的定位，设计采用吊线的方法。只要通过底盘钻模工装在底盘中心线上用样冲打出减速器底座中心线上吊线孔的两点投影，安装时只要调整使减速器底座上顶板的吊线坠与底盘的投影点重合，便可点焊牢固。因此只需要在减速器底座钻模工装和底盘钻模工装上找到相匹配的孔即可解决问题。
4 预期效果与价值
该工艺运用后可以大幅提高减速器底座和底盘的钻孔质量、精度以及生产效率。该工装的运用效果对以后不断优化抽油机钻孔加工件的工艺，都有非常重要的指导价值。
5 下一步打算
根据现场使用情况不断优化改进钻模工装；
将钻模工装应用与其他抽油机钻孔加工件上。
参考文献
[1] 徐灏，等.机械设计手册[M].机械工业出版社，1999
[2] 杨叔子.机械加工工艺师手册[M].机械工业出版社，2001