CN103394774A - 在线生产油套管外螺纹时紧密距偏小的修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在线生产油套管外螺纹时紧密距偏小的修复方法，其特征是，所述外螺纹紧密距偏小的油套管固定在卡盘上，在线进行修复，紧密距为－d₁；并以加工外螺纹时的坐标系作为修复时的坐标系，包括以下工艺步骤：（1）调整螺纹刀片的Z轴刀补，刀补值为n×P，其中n为1～3的正整数，P为外螺纹的螺距；（2）加工油套管管坯的端面、外圆和外倒角；（3）调整螺纹刀片的X轴刀补，刀补值为（d₁+d）×T，其中d为该油套管外螺纹所需要的紧密距，T为外螺纹的锥度；（4）调整后，再采用指令G33以等螺距的方式加工外螺纹，即完成在线生产油套管外螺纹时紧密距偏小的修复。本发明无需将整个螺纹切除，可在尽量不损失管坯长度的前提下完成修复。

Description

在线生产油套管外螺纹时紧密距偏小的修复方法

技术领域

本发明涉及一种油套管紧密距的修复方法，尤其是一种在线生产（在机床上，未松开卡爪）油套管外螺纹时紧密距偏小的修复方法。

背景技术

油套管圆螺纹的公差一般比较大，而偏梯形螺纹的公差比较小，外螺纹偏扣紧密距范围为2.54mm～5.08mm，在加工时难免会出现紧密距超差现象，如果紧密距偏大，可以直接调整螺纹刀的刀补，再次进行车丝，可将螺纹的紧密距加工至所要求的公差范围内，如果紧密距已经超出最小值时，一般加工厂则直接切除整个螺纹，重新加工，有时管坯长度已经接近于下限，当切头重新加工时才发现管坯短了（切除螺纹部分），不满足合同要求了，这个管子基本报废了，除非做成短节，但短节一般合同较少，需要的管坯又不是很多，这样就会给公司造成损失。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种在线生产油套管外螺纹时紧密距偏小的修复方法，无需将整个螺纹切除，可在尽量不损失管坯长度的前提下完成修复。

按照本发明提供的技术方案，所述在线生产油套管外螺纹时紧密距偏小的修复方法，在数控车丝机上进行，该数控车丝机为两轴机床；其特征是，所述外螺纹紧密距偏小的油套管固定在卡盘上，不松开卡爪，在线进行修复，紧密距为－d₁；并以加工外螺纹时的坐标系作为修复时的坐标系，即卡盘端面的中心为管坯工件的原点，管坯的轴向为Z轴方向，管坯的径向为X轴方向，管坯伸出卡盘端面的长度为L，包括以下工艺步骤：

（1）调整螺纹刀片的Z轴刀补，刀补值为n×P，其中n为1～3的正整数，P为外螺纹的螺距；

（2）运用直线切削指令将油套管管坯的端面、外圆和外倒角先后加工好，加工过程中管坯保持转动，并使用冷却水进行冷却；

（3）调整螺纹刀片的X轴刀补，刀补值为（d₁+d）×T，其中d为该油套管外螺纹所需要的紧密距，T为外螺纹的锥度；

（4）调整后，再采用等螺距外螺纹加工指令加工外螺纹，即完成在线生产油套管外螺纹时紧密距偏小的修复。

本发明具有以下优点：（1）采用本发明所述方法修复螺纹时，加工速度快，无需扒太多的外圆，可适当提高切削速度；（2）刀具使用寿命延长（重新修复时，外圆和螺纹的余量均小于正常加工原管坯的切削量，可延长刀具使用奉命）；（3）重新修复的管坯，无需切除整个螺纹，即可加工出合格的螺纹，可增加成材率。

附图说明

图1为管坯的示意图。

图2为加工端面、外倒角、外圆后的示意图。

图3为加工外螺纹的示意图。

图4为外螺纹测量紧密距偏小的示意图。

图5为重新平端面时Z轴方向起刀点的示意图。

图6为重新平端面后的示意图。

图7为重新扒外圆的示意图。

图8为重新加工外倒角的示意图。

图9为重新加工外螺纹时Z轴起刀点示意图。

图10为重新加工螺纹后的示意图。

图11为在线修复后测量外螺纹紧密距的示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

实施例：一种在线生产油套管外螺纹时紧密距偏小的修复方法，在数控车丝机Q1313上进行，该数控车丝机为两轴（X、Z）机床，操作系统为FANUC 0i MATE-TB系统；如图1所示，本实施例中油套管管坯的外径为D=139.7mm，壁厚t=10.54mm，管坯的钢级为N80-1（API标准钢级），螺纹齿高为1.575mm，螺距为P=5.08mm，锥度为T=1:16，加工的螺纹为5-1/2"BC（API标准偏梯扣螺纹），采用以下工艺步骤：

（1）建立坐标系：设定卡盘端面的中心为管坯工件的原点，以管坯的轴向作为Z轴方向（即前后移动方向为Z轴方向），以管坯的径向作为X轴方向（即上下移动方向为X轴方向）；

（2）将管坯固定在卡盘上由卡爪夹紧，管坯伸出卡盘的长度为L+Δl，L=150mm，为加工完成后管坯伸出卡盘端面的长度，Δl=1~2mm，为加工端面余量；

（3）选用山特维克生产的成型外圆刀片，刀片型号为CNMG160612PM4225；运用直线切削指令（G01）将管坯的端面、外倒角先后加工好，加工过程中管坯以280转/分钟的速度转动，并使用冷却水进行冷却，保证平完端面后的管坯端面至卡盘端面的距离为L，即150mm；

（4）加工好管坯的端面后，采用成型外圆刀片（刀片型号为CNMG160612PM4225），先用定位指令（G00）将成型外圆刀片的Z轴定位到距离管坯端面2mm处，加工外倒角，外倒角为60度，如图2所示；外倒角加工完成后，Z轴再定位至管坯端面，即Z轴坐标L=150mm处为切削起点；

（5）螺纹的紧密距按API 5B要求，应为0～2.54mm，为试验后面在线生产油套紧密距修复方法，特将螺纹刀的X轴磨损刀补往下调整，使其紧密距不合格，调整X轴刀补-0.09mm，螺纹锥度为1:16，即紧密距小了1.44mm（理论加工后所测量紧密距为－d₁=－1.44mm），刀台转至螺纹刀杆，使用的螺纹刀片为成都伍田公司的螺纹刀片，型号为B5E1.3S16，调整再用等螺距外螺纹加工指令（G33）加工外螺纹，螺纹Z轴起刀点距管端5.08mm，正好为一个螺距，如图3所示；按此刀补加工后，实际测量如图4所示，紧密距为－1.48mm，已超出API 5B标准，为不合格产品；

（6）不松开卡爪，将指令G54（绝对零点偏置）偏置刀补的Z值修改为-5.08，G54为坐标系偏置，修改其Z轴偏置量后，所有的刀具在加工时Z轴起刀点都会发生变化（程序不会发生变化），将刀台转至成型外圆刀片，重新加工端面和外圆；

（7）如图5所示，加工端面时，成型外圆刀片起刀点向卡盘方向偏置了5.08mm；平完端面的结构如图6所示；加工完外圆和外倒角如图7、图8所示；

（8）端面、外圆和外倒角加工完成后，调整螺纹刀片的X轴刀补，因之前螺纹紧密距为-1.48mm，现要调整紧密距在0～2.54之间，为防止紧密距跳动，紧密距应控制在中间值1.25mm左右，调整刀补，在原X轴刀补上（-0.09）加上0.17mm，转至螺纹刀片，螺纹刀片起刀点距管端5.08mm，图9、图10分别为重新加工外螺纹前后的示意图；

（9）螺纹加工完成后，用量规进行测量紧密距，如图11所示，测量紧密距为1.32mm，此值在API 5B所要求的范围内，符合工艺要求。

Claims (1)

1.一种在线生产油套管外螺纹时紧密距偏小的修复方法，在数控车丝机上进行，该数控车丝机为两轴机床；其特征是，所述外螺纹紧密距偏小的油套管固定在卡盘上，不松开卡爪，在线进行修复，紧密距为－d₁；并以加工外螺纹时的坐标系作为修复时的坐标系，即卡盘端面的中心为管坯工件的原点，管坯的轴向为Z轴方向，管坯的径向为X轴方向，管坯伸出卡盘端面的长度为L，包括以下工艺步骤：

（1）调整螺纹刀片的Z轴刀补，刀补值为n×P，其中n为1～3的正整数，P为外螺纹的螺距；

（2）运用直线切削指令将油套管管坯的端面、外圆和外倒角先后加工好，加工过程中管坯保持转动，并使用冷却水进行冷却；

（3）调整螺纹刀片的X轴刀补，刀补值为（d₁+d）×T，其中d为该油套管外螺纹所需要的紧密距，T为外螺纹的锥度；

（4）调整后，再采用等螺距外螺纹加工指令加工外螺纹，即完成在线生产油套管外螺纹时紧密距偏小的修复。

Images