一种凸轮底座及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种凸轮底座，包括：基体，所述基体上设置有凹槽；设置在所述凹槽内部的硬质合金。本发明专利技术在凸轮的凸台面磨损部位加工凹槽，在凹槽中铜钎焊碳化钨钴(镍、铁)硬质合金，有效提高凸轮磨损部位的耐磨性能，减轻金属轮对凸台的磨损，确保凸台高度，达到稳定工具轴向冲击力，延长使用寿命的目的，在凸轮的其它部位采用价格相对较低的碳钢或合金钢，达到降低成本的目的。低成本的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种凸轮底座及其应用


[0001]本专利技术属于凸轮
，尤其涉及一种凸轮底座及其应用。

技术介绍

[0002]常规钻井主要是利用转盘或动力钻具带动钻头旋转来破碎岩层，当遇到坚硬和不均质地层时就会出现钻进效率低，机械转速下降等问题。为提高钻进效率，目前主要采用旋冲钻井技术，旋冲钻井工具主要有常规旋冲钻具和机械式旋冲钻具。常规的旋冲钻井就是在普通旋转钻井钻头上部增设一个冲击器，在高压钻井液的辅助下推动活塞冲锤，使其上下运动的过程中不断撞击铁砧，使钻头在冲击力及静压荷载的综合作用下达到破岩的目的。由于常规旋冲钻具主要存在着受钻井液影响大，输出的冲击力小，易损件多，使用寿命短的缺点，因此机械式旋转冲击钻井提速工具越来越受到重视。
[0003]机械式旋转冲击钻井提速工具通常与螺杆钻具配套使用，以泥浆泵输出的高压大流量泥浆驱动旋冲工具的动力部分定转子，将液能转化为机械能，驱动旋冲工具下部钻头钻进，具有冲击力相对较大，冲击频率稳定，钻进效率高，成本低的特点。机械式旋冲工具主要由动力总成、可调外壳及凸轮冲击总成组成，其中凸轮机构是旋冲工具的重要部件，主要为冲击喷嘴提供高频的轴向冲击力，工作中，金属轮在钻压作用下，沿动力轴心在凸轮的凸台面由低到高做周向旋转，产生周期性的轴向位移，使动力轴重心产生周期性的“放大
‑
缩小
‑
放大”往复循环运动，实现冲击锤对钻头的冲击破岩效果，其冲击力大小与凸轮台的高度密切相关。
[0004]由于金属轮在压力状况下在凸轮面做滑动和滚动运动，凸轮的凸台承受的摩擦力较大，磨损非常严重，为保证凸轮面的使用寿命，通常采用对钢件渗碳或淬火处理，这些方式虽然能满足旋冲工具提速的基本要求，但使用寿命短，提速效率低，达不到旋冲工具的使用要求。凸轮的失效主要有凸台变形、磨平，其使用效果、寿命主要取决于凸轮的磨损情况。目前，国内机械式旋冲工具还处在发展阶段，相关报道较少，对该工具的凸轮主要采用Cr、Mo合金钢淬火、渗碳，如EN30B表面渗碳处理，这些方法在一定程度上可以提高凸轮表面的耐磨性能，延长工具的使用寿命，但依然存在着凸台耐磨面因耐磨性不够，出现沟槽、变形而失效，使用寿命达不到旋冲工具的要求，是延长工具使用寿命的瓶颈。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种凸轮底座及其应用，本专利技术提供的凸轮底座具有较好的性能以及使用寿命。
[0006]本专利技术提供了一种凸轮底座，包括：
[0007]基体，所述基体上设置有凹槽；
[0008]所述凹槽内部设置有硬质合金。
[0009]优选的，所述基体的材质为Cr、Mo钢。
[0010]优选的，所述基体的材质为30Cr2Ni4Mo钢或42CrMo钢。
[0011]优选的，所述凹槽的深度为3～8mm；
[0012]所述硬质合金的厚度为3～8mm。
[0013]优选的，所述硬质合金的成分包括：
[0014]80～94wt％的WC；
[0015]6～20wt％的粘结金属；
[0016]粘结金属选自Co、Fe、Ni中的一种或几种。
[0017]优选的，所述硬质合金的硬度HRA≥80。
[0018]优选的，所述硬质合金通过钎焊的方式与凹槽表面结合。
[0019]优选的，所述钎焊的焊料选自含铜焊料。
[0020]本专利技术提供了一种凸轮机构，包括：
[0021]上述技术方案所述的凸轮底座。
[0022]本专利技术提供了一种旋冲工具，包括：
[0023]上述技术方案所述的凸轮机构。
[0024]从材料抗磨损性来看，碳化钨硬质合金的耐磨性远高于合金钢(约为的30倍以上)。现有技术中，采用碳钢淬火、渗碳的表面处理方式，存在着硬化层薄，凸轮磨损面易出现凹槽，造成凸台高度低，动力轴轴向位移小，轴向冲击力小，钻头破岩效率低等现象。采用对碳钢凸轮热处理方式，存在着因耐磨层磨损不一致(前端磨损小，后端磨损大)，金属轮转动不畅，出现卡轮、轮变形等失效现象。本专利技术采用在凸轮的凸台面磨损部位加工凹槽，在凹槽中铜钎焊碳化钨钴(镍、铁)硬质合金，有效提高凸轮磨损部位的耐磨性能，减轻金属轮对凸台的磨损，确保凸台高度，达到稳定工具轴向冲击力，延长使用寿命的目的，在凸轮的其它部位采用价格相对较低的碳钢或合金钢，达到降低成本的目的。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例中的凸轮剖面图；
[0026]图2为本专利技术实施例中凸轮机构的结构示意图；
[0027]图3为本专利技术实施例中旋冲工具的结构示意图；
[0028]图4为本专利技术实施例中凸轮底座的结构示意图。
具体实施方式
[0029]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]本专利技术提供了一种凸轮底座，包括：
[0031]基体，所述基体上设置有凹槽；
[0032]所述凹槽内部设置有硬质合金。
[0033]在本专利技术中，所述基体的材质优选为Cr、Mo钢，更优选选自30Cr2Ni4Mo合金结构钢或42CrMo合金结构钢。
[0034]在本专利技术中，所述基体的形状优选为柱形，优选通过机械加工成型的方法制备得
到预获得形状的基体。
[0035]在本专利技术中，所述凹槽优选设置在基体的表面，所述凹槽的个数优选与凸轮的凸台个数相同，即3凸台凸轮为3个凹槽，4凸台凸轮为4个凹槽；所述凹槽的个数优选为3～4个；所述凹槽优选对称或均匀分布在基体的表面；所述凹槽优选设置在凸轮底座的凸台表面，本专利技术对所述凸台的结构和形状没有特殊的限制，本领域技术人员可根据实际需要选择合适形状的凸台，如图4所示，在本专利技术的实施例中，所述凸台为逐渐增高的斜面形成的凸台，硬质合金覆盖凸台最高处的棱边(红色部分为硬质合金)。
[0036]在本专利技术中，所述凹槽的形状优选为扇形，如图1所示，所述凹槽以凸台顶点为基准圆心角；所述凹槽扇形圆心角的角度优选为40～50
°
，更优选为46
°
；弧长优选为50～60mm，更优选为55mm。在本专利技术中，所述凹槽的深度优选为3～8mm，更优选为4～7mm，最优选为5～6mm；所述凹槽优选通过机械加工成型的方式制备得到。
[0037]在本专利技术中，所述硬质合金的硬度HRA优选≥80。
[0038]在本专利技术中，所述硬质合金的成分优选包括：
[0039]80～94wt％的WC(碳化钨)；
[0040]6～20wt％的粘结金属。
[0041]在本专利技术中，所述碳化钨的质量含量优选为85～90％，更优选为85～89％；所述WC的晶粒度优选为1.0～5.0微米，更优选为2.0～4.0微米，最优选为3.0微米。
[0042]在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种凸轮底座，包括:基体，所述基体上设置有凹槽；所述凹槽内部设置有硬质合金。2.根据权利要求1所述的凸轮底座，其特征在于，所述基体的材质为Cr、Mo钢。3.根据权利要求2所述的凸轮底座，其特征在于，所述基体的材质为30Cr2Ni4Mo钢或42CrMo钢。4.根据权利要求1所述的凸轮底座，其特征在于，所述凹槽的深度为3～8mm；所述硬质合金的厚度为3～8mm。5.根据权利要求1所述的凸轮底座，其特征在于，所述硬质合金的成分包括：80～9...

【专利技术属性】
技术研发人员：张汝南，高凌燕，张江河，张余潇，韩小启，
申请(专利权)人：西迪技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：