CN103394774B - 在线生产油套管外螺纹时紧密距偏小的修复方法 - Google Patents

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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)调整成型外圆刀片的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。
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