CN104084653B - 一种螺纹毛刺去除方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺纹加工技术领域，提供一种螺纹毛刺去除方法，所述方法包括下述步骤：(1)切换调用去毛刺刀具；(2)控制去毛刺刀具从(X0,Z0)位置开始移动，控制读取调用去毛刺刀具的进给车削参数；(3)当去毛刺刀具移动到起始位置(X1,Z1)，控制去毛刺刀具按照去毛刺刀具的轴向进给速度V1和径向进给速度V2进行车削动作；(4)当去毛刺刀具移动到收尾位置(X2,Z2)时，控制结束车削操作，提起去毛刺刀具。本发明实施例提供的螺纹毛刺去除方法依靠车床程序控制自动完成，依据螺纹套管的实际螺纹参数，去毛刺时间快捷便利，而且毛刺的去除效果较好，不会产生任何损伤。

Description

一种螺纹毛刺去除方法

技术领域

本发明属于螺纹加工技术领域，尤其涉及一种螺纹毛刺去除方法。

背景技术

毛刺，是指在金属(包括热加工和冷加工)切割加工过程中在切削力作用下，产生金属剪切滑移、塑性变形使材料挤压撕裂，导致工件表面过渡处出现各种尖角、毛边等不规则的金属部分。在金属切削加工中，毛刺主要产生在零件的棱边上，零件棱角(即两相交面间的夹角)的大小对毛刺的生成有很大影响。棱角越大，生成的毛刺越小，当棱角大150°时，零件则基本上不生成毛刺(棱角效应)，当棱角小于90°时，较容易产生毛刺1，如图1a和图1b中标记所示。

管螺纹切削产生的毛刺会直接影响螺纹尺寸检验精度，并对量具造成磨损，此外在螺纹啮合过程中，毛刺容易损伤螺纹表面，引起粘扣，导致套管螺纹连接强度及密封性能降低。

目前去除毛刺的方式有多种，较为常见的即为通过手工修磨的方式进行除去螺纹管端的毛刺，但是该方法存在如下缺陷：

(1)、手工修磨效率低，且修磨质量不容易控制；

(2)、修磨时容易碰伤螺纹，在对特殊螺纹接头进行修磨时，很容易对密封面造成损伤(密封面是整个特殊螺纹接头中尺寸精度及表面粗糙度要求最高的区域)，而导致产品判废；

(3)、修磨时产生的粉尘对人体有一定的伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺纹毛刺去除方法，旨在解决现有技术提供的去除螺纹毛刺的方式存在效率低、容易对密封面造成损伤导致产品判废以及修磨产生的粉尘对人体有伤害的问题。

本发明是这样实现的，一种螺纹毛刺去除方法，所述方法包括下述步骤：

(1)当螺纹切削刀具螺纹加工完成时，切换调用去毛刺刀具，此时去毛刺刀具的位置为(X0,Z0)；

(2)控制去毛刺刀具从(X0,Z0)位置开始移动，同时，控制读取调用预先计算生成的去毛刺刀具的进给车削参数，所述去毛刺刀具的进给车削参数具体包括去毛刺刀具的起始位置(X1,Z1)、收尾位置(X2,Z2)、轴向进给速度V1以及径向进给速度V2，其中：

所述去毛刺刀具的起始位置(X1,Z1)包括轴向起始位置Z1和径向起始位置X1，其中：

所述轴向起始位置Z1＝Z0+T+P*n，Z0为原螺纹车削刀具在Z轴的坐标值，即切换所述去毛刺刀具时的Z轴的坐标值，T为螺纹牙宽，P为螺距，n为自然数；

所述径向起始位置X1＝X0+B，其中，X0为原螺纹车削刀具在X轴坐标值，即切换所述去毛刺刀具时的X轴的坐标值，B为螺纹直径的修正值；

所述去毛刺刀具的收尾位置(X2,Z2)具体包括轴向收尾位置Z2和径向收尾位置X2，其中：

所述轴向收尾位置Z2＝Z1+2.82；

所述径向收尾位置X2＝X1+1.46*2；

所述去毛刺刀具的轴向进给速度V1＝r*P，其中，r为工件转速，P为螺距；

所述去毛刺刀具的径向进给速度V2＝1.46*r/55.5％，其中，r为工件转速；

(3)当所述去毛刺刀具从(X0,Z0)位置移动到所述起始位置(X1,Z1)，控制所述去毛刺刀具按照所述去毛刺刀具的轴向进给速度V1和径向进给速度V2进行车削动作；

(4)当所述去毛刺刀具从所述起始位置(X1,Z1)移动到所述收尾位置(X2,Z2)时，控制结束车削操作，提起去毛刺刀具。

作为一种改进的方案，所述步骤(1)当螺纹切削刀具螺纹加工完成时，切换调用去毛刺刀具之前还包括下述步骤：

预先根据螺纹套管外螺纹的螺纹参数计算生成的去毛刺刀具的进给车削参数。

作为一种改进的方案，所述螺纹套管的螺纹起始倒角为60度。

作为一种改进的方案，所述原螺纹车削刀具与所述去毛刺刀具设置在工件轴线的同一截面上，且在工件的同一侧。

作为一种改进的方案，所述去毛刺刀具的切削刃宽度大于2.82mm。

由于本发明实施例提供的螺纹毛刺去除方法包括如下步骤：切换调用去毛刺刀具、控制去毛刺刀具从起始位置(X1,Z1)开始按照预先计算得到的轴向和径向进给速度做螺旋车削，直到收尾位置(X2,Z2)，完成毛刺去除过程，螺纹毛刺的去除过程依靠车床程序控制自动完成，依据螺纹套管的实际螺纹参数，去毛刺时间快捷便利，而且毛刺的去除效果较好，不会产生任何损伤。

附图说明

图1a和图1b是现有技术提供的螺纹套管端部毛刺的结构示意图；

图2是本发明提供的螺纹毛刺去除方法的实现流程图；

图3是本发明提供的螺纹套管的端部棱边的示意图；

图4是本发明提供的螺纹套管的端部毛刺产生范围示意图；

图5a至图5d是本发明提供的图1a和图1b所示的毛刺去除后的效果示意图；

其中，1-毛刺，α-起始倒角，β-承载面牙型角，γ-导向面牙型角，δ-承载面与外倒角之间的夹角，P-螺距，L-长度，H-高度。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图2示出了本发明提供的螺纹毛刺去除方法的实现流程图，其主要包括下述步骤：

(1)当螺纹切削刀具螺纹加工完成时，切换调用去毛刺刀具，此时去毛刺刀具的位置为(X0,Z0)；

(2)控制去毛刺刀具从(X0,Z0)位置开始移动，同时，控制读取调用预先计算生成的去毛刺刀具的进给车削参数，所述去毛刺刀具的进给车削参数具体包括去毛刺刀具的起始位置(X1,Z1)、收尾位置(X2,Z2)、轴向进给速度V1以及径向进给速度V2，其中：

所述去毛刺刀具的起始位置(X1,Z1)包括轴向起始位置Z1和径向起始位置X1，其中：

所述轴向起始位置Z1＝Z0+T+P*n，Z0为原螺纹车削刀具在Z轴的坐标值，即切换所述去毛刺刀具时的Z轴的坐标值，T为螺纹牙宽，P为螺距，n为自然数，以去毛刺刀具在Z轴与螺纹之间有足够的容纳空间即可；

所述径向起始位置X1＝X0+B，其中，X0为原螺纹车削刀具在X轴坐标值，即切换所述去毛刺刀具时的X轴的坐标值，B为螺纹直径的修正值，能保证去毛刺刀具与螺纹牙底接触即可；

所述去毛刺刀具的收尾位置(X2,Z2)具体包括轴向收尾位置Z2和径向收尾位置X2，其中：

所述轴向收尾位置Z2＝Z1+2.82；

所述径向收尾位置X2＝X1+1.46*2；

所述去毛刺刀具的轴向进给速度V1＝r*P，其中，r为工件转速，P为螺距；

所述去毛刺刀具的径向进给速度V2＝1.46*r/55.5％，其中，r为工件转速；

(3)当所述去毛刺刀具从(X0,Z0)位置移动到所述起始位置(X1,Z1)，控制所述去毛刺刀具按照所述去毛刺刀具的轴向进给速度V1和径向进给速度V2进行车削动作；

(4)当所述去毛刺刀具从所述起始位置(X1,Z1)移动到所述收尾位置(X2,Z2)时，控制结束车削操作，提起去毛刺刀具。

在该实施例中，去毛刺刀具的切削刃宽度大于2.82mm，原螺纹车削刀具包括车端面、车外圆、车螺纹以及车倒角刀具等。

上述仅给出本发明的一个具体实施例，其中，在步骤(1)之前，还包括下述步骤：

预先根据螺纹套管外螺纹的螺纹参数计算生成的去毛刺刀具的进给车削参数。

该步骤可以这么理解：

预先在机床控制程序中，录入当前螺纹套管的螺纹参数，具体包括螺距、牙高、牙宽以及倒角等数值，然后计算毛刺产生的大致范围，然后结合这些数值计算生成去毛刺刀具的车削轨迹，即起始位置、收尾位置、轴向进给以及径向进给的相应数值。

预先计算完成之后，机床的控制程序控制将原螺纹车削刀具切换为去毛刺刀具，从当前位置(X0,Z0)开始移动(此时，还不进行毛刺车削操作)，当监测到去毛刺刀具移动至起始位置(X1,Z1)时，控制去毛刺刀具对毛刺进行车削操作，其车削的速度执行标准是轴向和径向的进给速度，当监测到去毛刺刀具移动到收尾位置(X2,Z2)时，控制提起去毛刺刀具，完成去毛刺操作，即去毛刺刀具移动到螺纹套管的管端，此过程通过机床程序控制自动完成。

对使用的刀具宽度及车削的起刀、收刀位置进行控制，使其车削棱角时不会对后面的完整螺纹进行车削。

在本发明实施例中，原螺纹车削刀具与所述去毛刺刀具设置在工件轴线的同一截面上，且在工件的同一侧。

在本发明实施例中，如图3所示，偏梯螺纹的起始倒角α为60度，承载面牙型角β为3°，导向面牙型角γ为10°，因此承载面与外倒角之间的夹角δ为63°，如图1所示，由于63°＜90°，为锐角，因此，该承载面与外倒角之间的棱角较容易产生毛刺。

如图4所示，在图3所示的图示中，毛刺产生的范围为：

轴向长度：

沿螺距P为5.08mm的螺旋方向，其长度L为2.82mm。换算为环向方向，角度为2.82/5.08＝0.55＝200°，即在整个圆周方向200°的范围内产生毛刺；

高度方向：

从牙底开始，毛刺高度H为1.46mm范围内产生毛刺。

由此可知，螺纹毛刺产生具有一定的规律性。

在本发明实施例中，完成螺纹车削后使用同一车螺纹设备，采用普通刀具对较容易形成毛刺的棱角进行车削，使得车削后形成的表面其角度均大于90°，车削高度0.2mm，原毛刺与棱角顶部共同被车削掉，并且新形成的表面因为不存在小于90°的棱角，因此不再形成毛刺，如图5a至图5d所示，经过上述图2所示的方法去除毛刺后的效果，基本的思想是将原先棱角的角度由锐角车削调整为钝角，在此不再赘述。

为了便于理解，下述给出本发明实施例提供的一个具体事例：

对177.8mm偏梯螺纹套管外螺纹进行首扣去毛刺，螺纹参数为：螺距P＝5.08mm，牙高为1.575mm，牙宽为2.54mm，螺纹起始端倒角为60°，工件转速为300转/秒，螺纹加工机床的回转刀架上安装有车端面、车外圆、车螺纹、车倒角、去毛刺刀具，这些刀具的切削点均在过工件轴线的同一截面上并在工件的同一侧，待以Z0为螺纹切削刀具切削始点的螺纹加工完成后，随即调用去毛刺刀具，计算出该刀的轴向起始坐标为Z1＝12.7mm(远离管端)，径向起始坐标为X1＝0(刀具与螺纹牙底接触)，以螺距为5.08mm进行移动，当移动到Z1坐标为0时，开始进行车削，车削的径向进给速度为13.15mm/秒，车削刀具的轴向收尾坐标为Z2＝15.52mm(进入管端)，径向收尾坐标为2.92mm，整个加工过程仅需时间1秒，便可将起始扣毛刺去除。

本发明实施例提供的螺纹毛刺去除方法包括如下步骤：切换调用去毛刺刀具、控制去毛刺刀具从起始位置(X1,Z1)开始按照预先计算得到的轴向和径向进给速度做螺旋车削，直到收尾位置(X2,Z2)，完成毛刺去除过程，螺纹毛刺的去除过程依靠车床程序控制自动完成，依据螺纹套管的实际螺纹参数，去毛刺时间快捷便利，而且毛刺的去除效果较好，不会产生任何损伤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种螺纹毛刺去除方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

(1)当螺纹切削刀具螺纹加工完成时，切换调用去毛刺刀具，此时去毛刺刀具的位置为(X0,Z0)；

(2)控制去毛刺刀具从(X0,Z0)位置开始移动，同时，控制读取调用预先计算生成的去毛刺刀具的进给车削参数，所述去毛刺刀具的进给车削参数具体包括去毛刺刀具的起始位置(X1,Z1)、收尾位置(X2,Z2)、轴向进给速度V1以及径向进给速度V2，其中：

所述去毛刺刀具的起始位置(X1,Z1)包括轴向起始位置Z1和径向起始位置X1，其中：

所述轴向起始位置Z1＝Z0+T+P*n，Z0为原螺纹车削刀具在Z轴的坐标值，即切换所述去毛刺刀具时的Z轴的坐标值，T为螺纹牙宽，P为螺距，n为自然数；

所述径向起始位置X1＝X0+B，其中，X0为原螺纹车削刀具在X轴坐标值，即切换所述去毛刺刀具时的X轴的坐标值，B为螺纹直径的修正值；

所述去毛刺刀具的收尾位置(X2,Z2)具体包括轴向收尾位置Z2和径向收尾位置X2，其中：

所述轴向收尾位置Z2＝Z1+2.82；

所述径向收尾位置X2＝X1+1.46*2；

所述去毛刺刀具的轴向进给速度V1＝r*P，其中，r为工件转速，P为螺距；

所述去毛刺刀具的径向进给速度V2＝1.46*r/55.5％，其中，r为工件转速；

(3)当所述去毛刺刀具从(X0,Z0)位置移动到所述起始位置(X1,Z1)，控制所述去毛刺刀具按照所述去毛刺刀具的轴向进给速度V1和径向进给速度V2进行车削动作；

(4)当所述去毛刺刀具从所述起始位置(X1,Z1)移动到所述收尾位置(X2,Z2)时，控制结束车削操作，提起去毛刺刀具。

2.根据权利要求1所述的螺纹毛刺去除方法，其特征在于，所述步骤(1)当螺纹切削刀具螺纹加工完成时，切换调用去毛刺刀具之前还包括下述步骤：

预先根据螺纹套管外螺纹的螺纹参数计算生成的去毛刺刀具的进给车削参数。

3.根据权利要求2所述的螺纹毛刺去除方法，其特征在于，所述螺纹套管的螺纹起始倒角为60度。

4.根据权利要求1所述的螺纹毛刺去除方法，其特征在于，所述原螺纹车削刀具与所述去毛刺刀具设置在工件轴线的同一截面上，且在工件的同一侧。

5.根据权利要求1所述的螺纹毛刺去除方法，其特征在于，所述去毛刺刀具的切削刃宽度大于2.82mm。