CN103111795B - 数控车丝机的车丝方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控车丝机的车丝方法，包括：改造A刀杆，从组合刀夹上去掉将扒荒刀，车丝刀位置不变；改造B刀杆，将扒荒刀分别安装在B刀杆的外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹上；将工件固定后，开启B刀杆冷却水，使B刀杆对准工件，对工件进行倒棱；倒棱完成后，利用所述扒荒刀对工件进行扒荒；扒荒完成后，倒换到A刀杆，利用所述车丝刀对工件进行车丝，直到车丝完成。使用本发明车丝过程的载荷降低了40%，同时解决了单项值不稳定和白脖缺陷的问题。

Description

数控车丝机的车丝方法

技术领域

本发明涉及一种数控机床技术，具体说，涉及一种数控车丝机的车丝方法。

背景技术

CTM-30车丝机是由德国引进的油套管加工专用数控车丝机，加工方式为管子固定，工具头旋转，使用组合刀具，多个刀片车丝一次成型，加工效率高。

如图1所示，是现有技术中CTM-30车丝机中刀杆的刀杆结构图之一。如图2所示，是现有技术中CTM-30车丝机中刀杆的刀杆结构图之二。工具头上装有6个刀杆(A1～A3，B1～B3)和6个组合刀夹(A1～A3，B1～B3)，刀具固定在组合刀夹上。车丝机有6个刀位，A1、A2、A3安装车丝刀，B1、B2、B3就安装外倒刀、端面到和内倒刀。

在加工圆螺纹时因为切削量较大，在螺纹结束后刀片还没有离开管体表面，需要有个退刀的过程。而组合刀具设计为扒荒刀与螺纹梳刀安装在同一个固定的刀夹内，扒荒刀先于螺纹梳刀车丝，所以在退刀时扒荒刀已经在螺纹总长之外车削了一段管子表面(即产生了白脖)。

如图3所示，是现有技术中车丝刀与扒荒刀安装在同一个组合刀夹内的结构图。车丝刀12和扒荒刀13安装在一个固定的组合刀夹11上，扒荒刀13位于车丝刀12前20mm处，两把刀的切削量不能单独控制，在车丝刀12退刀时，扒荒刀13已经在有效螺纹之外车削了一段20mm长的白脖。

由于油套管上产生白脖，在油田下井时，不能准确判断螺纹尾扣，无法判断油套管的拧接结果。这种情况的出现，使得生产厂家经常收到油田提出的异议，导致圆螺纹不能正常生产。其次，因为采用一次车丝成型，切削负载大，使用中发现工具头的刚度不够，导致产品单项值极不稳定，高钢级和偏梯形螺纹的油、套管不能正常生产。同时较大的切削力使得刀具消耗量增大，工具头使用寿命低，平均每各月要更换一次工具头。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种数控车丝机的车丝方法，同时解决了车丝过程中产生的单项值不稳定和白脖缺陷的问题。

技术方案如下：

一种数控车丝机的车丝方法，包括：

改造A刀杆，从组合刀夹上去掉扒荒刀，车丝刀位置不变；改造B刀杆，将扒荒刀分别安装在B刀杆的外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹上；所述外倒刀夹上安装有外倒刀和所述扒荒刀，所述端面刀夹上安装有端面刀和所述扒荒刀，所述内倒刀夹上安装有内倒刀和扒荒刀；使用所述外倒刀、端面刀和内倒刀对工件进行倒棱；

改造B刀杆过程中，在所述外倒刀夹上增加扒荒刀冷却水通道和扒荒刀冷却水孔，使所述扒荒刀冷却水通道和所述外倒刀夹原有的冷却水通道相通；在所述端面刀夹上增加了扒荒刀冷却水通道和扒荒刀冷却水孔，所述扒荒刀冷却水通道和所述端面刀夹原有的冷却水通道相通；在所述内倒刀夹上增加扒荒刀冷却水通道和扒荒刀冷却水孔，所述扒荒刀冷却水通道和所述内倒刀夹原有的冷却水通道相通；使连通所述B刀杆的冷却水通道的B刀杆水孔位移，将扒荒刀分别安装在所述外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹上后，使得所述外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹的冷却水通道连接到所述B刀杆水孔上；将工件固定后，开启B刀杆冷却水，使B刀杆对准工件，对工件进行倒棱；

倒棱完成后，利用所述扒荒刀对工件进行扒荒；

扒荒完成后，倒换到A刀杆，利用所述车丝刀对工件进行车丝，直到车丝完成。

进一步：所述B刀杆的长度缩短了8mm，相应的，所述B刀杆水孔的位置也移动了8mm。

进一步：所述扒荒刀为圆形。

进一步：所述扒荒刀的直径为16mm。

与现有技术相比，技术效果如下：

本发明车丝过程的载荷降低了40％，同时解决了单项值不稳定和白脖缺陷的问题。使用本发明后，经过现场实验，成功车丝了直径139.7mm、177.8mm、244.5mm三个规格的圆螺纹和偏梯螺纹套管。因为降低了加工过程中丝杠负载，丝扣单项值明显稳定，提高了成材率，一次车丝合格率由95％提高到99％以上。同时降低了刀具消耗，吨钢刀具消耗降低了10元。工具头寿命提高一倍，降低了工具头精度的要求，精度从0.02mm降低到0.05mm。从根本上消除了长圆螺纹存在的白脖缺陷。

附图说明

图1是现有技术中CTM-30车丝机中刀杆的刀杆结构图之一；

图2是现有技术中CTM-30车丝机中刀杆的刀杆结构图之二；

图3是现有技术中车丝刀与扒荒刀安装在同一个组合刀夹内的结构图；

图4是本发明中从A刀杆上去掉扒荒刀的改装示意图；

图5是本发明中扒荒刀改装到B刀杆上外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹上的叠加示意图；

图6a是本发明中改进后的外倒刀夹的正视图；

图6b是本发明中改进后的外倒刀夹的仰视图；

图6c是本发明中改进后的外倒刀夹的俯视图；

图7a是本发明中改进后的端面刀夹的正视图；

图7b是本发明中改进后的端面刀夹的仰视图；

图7c是本发明中改进后的端面刀夹的俯视图；

图8a是本发明中改进后的内倒刀夹的正视图；

图8b是本发明中改进后的内倒刀夹的仰视图；

图8c是本发明中改进后的内倒刀夹的俯视图；

图9a是本发明中B刀杆的结构图；

图9b是本发明中B刀杆的剖面图。

具体实施方式

分析现有技术中存在问题的原因：单项值不稳定的原因主要是工具头的刚度不够，车丝过程中丝杠负载大，产生了弹性变形，使得车丝后产品数据不稳定，特别是在加工高钢级时候数据变化大。要想稳定车丝后的螺纹参数就必须降低车丝过程中丝杠的负载。

1、产生较大负载的原因。

原来的车丝机采用加工一次成型，效率高但是负载大。负载主要来自车丝刀和扒荒刀。而车丝刀与扒荒刀恰好安装在一个组合刀夹，组合刀夹11位于A刀杆上。

能有效降低负载的方法就是改一次成型为多次成型。

2、分析产生白脖的原因。

本发明中，解决以上两个问题的方法是，将车丝刀12和扒荒刀13从一个组合刀夹11内分开，同时将加工工艺由一次成型改为一遍扒荒一遍车丝的加工工艺。

本发明根据现有设备问题，在不改变加工方式和工具头的情况下，改变原加工工艺，根据新工艺设计刀杆、组合刀夹和刀片，通过工艺革新达到解决问题的目的。

如图4所示，是本发明中从A刀杆上去掉扒荒刀13的改装示意图；如图5所示，是本发明中扒荒刀13改装到B刀杆上的外倒刀夹17、端面刀夹18和内倒刀夹19上的叠加示意图。

车丝刀12位置不变还安装在A刀杆的组合刀夹11上，去掉扒荒刀13，将去掉的扒荒刀13分别改装到B刀杆的外倒刀夹17、端面刀夹18和内倒刀夹19上，使得外倒刀夹17上安装外倒刀14和扒荒刀13，端面刀夹18上安装端面刀15和扒荒刀13，内倒刀夹19上安装内倒刀16和扒荒刀13。

因图5是外倒刀夹17、端面刀夹18和内倒刀夹19的叠加示意图，左上方的方块表示外倒刀14，中间的方块为端面刀15，右上方的方块为内倒刀16，右下方的圆圈是改进后的扒荒刀13。

如图6a所示，是本发明中改进后的外倒刀夹17的正视图，图6b是本发明中改进后的外倒刀夹17的仰视图，图6c是本发明中改进后的外倒刀夹17的俯视图。

外倒刀夹17的改进包括：改进的外倒刀夹17是在保证外倒刀14位置不变的情况下增加了扒荒刀13。在原来外倒刀14位置不变的情况下，在外倒刀夹17上增加一个扒荒刀13(图6c中左下的圆形刀)，增加了高度(图6c中左下部为新增加的部分，所以说高度增加了)，同时相应的外倒刀夹17增加了扒荒刀冷却水通道131和扒荒刀冷却水孔132，该扒荒刀冷却水通道131和外倒刀夹17原有的冷却水通道相通。

扒荒刀13的改进：因为外倒刀夹17高度增加，受加工空间位置限制，把原来19*19mm的方块形扒荒刀改为Φ16(直径16mm)的圆形的扒荒刀13，增加了刀刃的使用率，能够节省刀具消耗。

相应的，对端面刀夹18、内倒刀夹19，以及端面刀夹18、内倒刀夹19上增加的扒荒刀13进行了改进。

如图7a所示，是本发明中改进后的端面刀夹18的正视图，图7b是本发明中改进后的端面刀夹18的仰视图，图7c是本发明中改进后的端面刀夹18的俯视图。

端面刀夹18的改进包括：在原来端面刀15位置不变的情况下，在端面刀夹18上增加一个扒荒刀13(图7c中左下的圆形刀)，增加了高度，同时端面刀夹18相应的增加了扒荒刀冷却水通道131和扒荒刀冷却水孔132，该扒荒刀冷却水通道131和端面刀夹18原有的冷却水通道相通。

如图8a所示，是本发明中改进后的内倒刀夹19的正视图，图8b是本发明中改进后的内倒刀夹19的仰视图，图8c是本发明中改进后的内倒刀夹19的俯视图。

内倒刀夹19的改进包括：在原来内倒刀16位置不变的情况下，在内倒刀夹19上增加一个扒荒刀13(图8c中左下的圆形刀)，同时内倒刀夹19相应的增加了扒荒刀冷却水通道131和扒荒刀冷却水孔132，该扒荒刀冷却水通道131和内倒刀夹19原有的冷却水通道相通。

如图9a所示，是本发明中B刀杆的结构图，图9b所示，是本发明中B刀杆的剖面图。

B刀杆的改进：

三个B刀杆分别安装有外倒刀夹17、端面刀夹18和内倒刀夹19，因为外倒刀夹17、端面刀夹18和内倒刀夹19分别增加了扒荒刀13，并且尺寸变动，B刀杆需要根据加工钢管的外径从新计算B刀杆的长度，B刀杆的长度缩短了8mm，相应的，分别连通外倒刀夹17、内倒刀夹19、端面刀夹18的冷却水通道的B刀杆水孔191的位置也移动了8mm，位移后的B刀杆水孔191仍然连通B刀杆冷却水通道。外倒刀夹17、端面刀夹18和内倒刀夹19的冷却水通道连接到B刀杆水孔191上。

本发明中，对油套管加工专用数控车丝机的加工工艺进行了改进，改进后加工工艺由B刀杆倒棱→A刀杆扒荒同时车丝，变成了B刀杆倒棱→B刀杆扒荒→A刀杆车丝。

以组合刀夹11、外倒刀夹17、端面刀夹18、内倒刀夹19、扒荒刀13和B刀杆的改进为基础，本发明中油套管加工专用数控车丝机的加工工艺具体如下：

1、在A刀杆上，从组合刀夹11上去掉扒荒刀13，车丝刀12位置不变；B刀杆上，将扒荒刀13分别安装在三个B刀杆的外倒刀夹17、端面刀夹18、内倒刀夹19上，使得外倒刀夹17上装有外倒刀14和扒荒刀13，端面刀夹18装有端面刀15和扒荒刀13，内倒刀夹19上装有内倒刀16和扒荒刀13；

2、将工件固定后，开启B刀杆冷却水，使B刀杆对准工件，使用外倒刀14、端面刀15、内倒刀16对工件进行倒棱；

2、倒棱完成后，利用扒荒刀13对工件进行扒荒，对工件进行粗加工；

3、扒荒完成后倒换到A刀杆，利用车丝刀12对工件进行车丝，直到车丝完成。

本发明将扒荒刀13从A刀杆的组合刀夹11上分离出去，车丝过程的载荷降低了40％，同时解决了单项值不稳定和白脖缺陷的问题。

Claims (4)

1.一种数控车丝机的车丝方法，包括：

改造A刀杆，从组合刀夹上去掉扒荒刀，车丝刀位置不变；改造B刀杆，将扒荒刀分别安装在B刀杆的外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹上；所述外倒刀夹上安装有外倒刀和所述扒荒刀，所述端面刀夹上安装有端面刀和所述扒荒刀，所述内倒刀夹上安装有内倒刀和扒荒刀；使用所述外倒刀、端面刀和内倒刀对工件进行倒棱；

改造B刀杆过程中，在所述外倒刀夹上增加扒荒刀冷却水通道和扒荒刀冷却水孔，使所述扒荒刀冷却水通道和所述外倒刀夹原有的冷却水通道相通；在所述端面刀夹上增加了扒荒刀冷却水通道和扒荒刀冷却水孔，所述扒荒刀冷却水通道和所述端面刀夹原有的冷却水通道相通；在所述内倒刀夹上增加扒荒刀冷却水通道和扒荒刀冷却水孔，所述扒荒刀冷却水通道和所述内倒刀夹原有的冷却水通道相通；使连通所述B刀杆的冷却水通道的B刀杆水孔位移，将扒荒刀分别安装在所述外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹上后，使得所述外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹的冷却水通道连接到所述B刀杆水孔上；将工件固定后，开启B刀杆冷却水，使B刀杆对准工件，对工件进行倒棱；

倒棱完成后，利用所述扒荒刀对工件进行扒荒；

扒荒完成后，倒换到A刀杆，利用所述车丝刀对工件进行车丝，直到车丝完成。

2.如权利要求1所述的数控车丝机的车丝方法，其特征在于：所述B刀杆的长度缩短了8mm，相应的，所述B刀杆水孔的位置也移动了8mm。

3.如权利要求1或者2任一项所述的数控车丝机的车丝方法，其特征在于：所述扒荒刀为圆形。

4.如权利要求3所述的数控车丝机的车丝方法，其特征在于：所述扒荒刀的直径为16mm。