CN104148717B - 一种半弦管坡口加工方法及其设备 - Google Patents

Abstract

一种半弦管坡口加工方法及其设备，用于对自升式钻井平台半弦管坡口加工或类似的曲面坡口的加工，该设备包括龙门刨铣床、半弦管加工夹具和半弦管加工刀具，所述半弦管加工夹具安装在所述龙门刨铣床的工作台上，所述工作台上设置有用于所述半弦管加工夹具定位的装夹槽，所述半弦管加工刀具包括至少两组成型刀具，分别用于加工半弦管坡口的坡口平面和外侧圆角槽。该方法包括定位夹紧，将至少两根待加工的半弦管在半弦管加工夹具中定位并夹紧；铣削加工，用成型刀具分别加工所述半弦管外侧的坡口平面和外侧圆角槽；调换加工，将两根半弦管位置互换，对所述半弦管内侧未加工部分重复上述步骤后下料检验报验。

Description

一种半弦管坡口加工方法及其设备

技术领域

本发明涉及一种机械加工方法及设备，特别是一种用于自升式钻井平台半弦管坡口加工或类似的曲面坡口加工的半弦管坡口加工方法及其设备。

背景技术

自升式钻井平台的半弦管是高强度钢，单根半弦管的展开尺寸在8米*0.4米以上的面积。半弦管的成型是通过大型液压模具压制而成的。半弦管两端的内外坡口及圆形槽，通常是用铣边机设备铣削成型，因零件超大且是半圆形，加工端头时其在机床上装夹稳定性差，两次装夹仅能加工一件，生产成本高、效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于自升式钻井平台半弦管坡口加工或类似的曲面坡口加工的半弦管坡口加工方法及其设备。

为了实现上述目的，本发明提供了一种半弦管坡口加工设备，用于对自升式钻井平台半弦管坡口加工或类似的曲面坡口的加工，其中，包括龙门刨铣床、半弦管加工夹具和半弦管加工刀具，所述半弦管加工夹具安装在所述龙门刨铣床的工作台上，所述工作台上设置有用于所述半弦管加工夹具定位的装夹槽，所述半弦管加工刀具包括至少两组成型刀具，分别用于加工半弦管的坡口平面和外侧圆形槽。

上述的半弦管坡口加工设备，其中，所述半弦管加工夹具包括定位胎架、第一压板和第二压板，所述定位胎架通过连接件安装在所述工作台上，所述定位胎架包括平行设置的至少两个用于半弦管定位的定位槽，相邻所述定位槽之间通过定位凸台分隔，所述第一压板通过固定杆固定在所述定位凸台上以对所述半弦管的一侧予以夹紧，所述第二压板设置在所述半弦管的内侧弧面上以对所述半弦管予以径向夹紧。

上述的半弦管坡口加工设备，其中，所述定位槽为V形结构。

上述的半弦管坡口加工设备，其中，所述定位槽为梯形结构。

上述的半弦管坡口加工设备，其中，所述固定杆的一端穿过所述定位凸台固定在所述工作台上。

上述的半弦管坡口加工设备，其中，所述半弦管加工刀具包括盘形铣刀和圆角槽铣刀。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种半弦管坡口加工方法，采用上述的半弦管坡口加工设备，其中，包括如下步骤：

S1、定位夹紧，将至少两根待加工的半弦管在半弦管加工夹具中定位并夹紧；

S2、铣削加工，用成型刀具分别加工所述半弦管外侧的坡口平面和外侧圆角槽；

S3、调换加工，将两根半弦管位置互换，对所述半弦管内侧未加工部分重复上述步骤S1及步骤S2；

S4、检验，下料检验报验。

上述的半弦管坡口加工方法，其中，所述步骤S1包括：

S11、胎具定位，首先根据待加工的半弦管的长度确定定位胎架、第一压板、第二压板的参数，并将所述定位胎架固定在龙门刨铣床的工作台上；

S12、工件找正，将所述待加工的半弦管吊到定位胎架上找正并用第一压板和第二压板压紧；

上述的半弦管坡口加工方法，其中，所述步骤S2包括：

S21、根据角度要求调整用于加工半弦管坡口的成型刀具的倾角并设定切削进给参数；

S22、用盘形铣刀铣削所述半弦管外侧的坡口平面；

S23、更换圆角槽铣刀铣削所述半弦管外侧的圆角槽。

本发明的技术效果在于：

本发明将半弦管利用工装夹具定位、安装在龙门刨铣床工作台上，可一次性铣出一边的坡口，角度准确，平面度好，并可用成形刀具加工圆角槽。由于一次可同时装夹两件半弦管，且可实现两刀具同时切削，一次加工成型，减小了定位、装夹时间，节约找正时间，劳动效率较高。用该加工方法实现了每次加工可安装两件，一次成形两件单侧端头；两次装夹成形两件。并且加工的半舷管坡口成形尺寸精度高、质量稳定，定位与装夹合理，降低了生产成本，生产效率成倍提高。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例的加工设备结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明一实施例的加工方法流程图。

其中，附图标记

1 半弦管

2 半弦管加工夹具

21 定位胎架

211 定位槽

212 定位凸台

22 第一压板

23 第二压板

24 固定杆

3 连接件

4 工作台

41 装夹槽

5 半弦管加工刀具

6 龙门刨铣床

S1-S4 步骤

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1及图2，图1为本发明一实施例的加工设备结构示意图，图2为图1的俯视图。本发明的半弦管坡口加工设备，用于对自升式钻井平台半弦管坡口加工或类似的曲面坡口的加工，包括龙门刨铣床6、半弦管加工夹具2和半弦管加工刀具5，所述半弦管加工夹具2安装在所述龙门刨铣床6的工作台4上，所述工作台4上设置有用于所述半弦管加工夹具2定位的装夹槽41，所述半弦管加工刀具5包括至少两组成型刀具，分别用于加工半弦管1的坡口平面和外侧圆角槽，所述半弦管加工刀具5至少包括盘形铣刀和圆角槽铣刀。其中，优选龙门刨铣床6BX2012-10M。

本实施例中，所述半弦管加工夹具2包括定位胎架21、第一压板22和第二压板23，所述定位胎架21通过连接件3安装在所述工作台4上，所述定位胎架21包括平行设置的至少两个用于半弦管1定位的定位槽211，本实施例中优选为两个定位槽211，这样可同时加工两根半弦管1，相邻所述定位槽211之间通过定位凸台212分隔，所述第一压板22通过固定杆24固定在所述定位凸台212上以对所述半弦管1的一侧予以夹紧，其中，所述固定杆24的一端可穿过所述定位凸台212固定在所述工作台4上。所述第二压板23设置在所述半弦管1的内侧弧面上以对所述半弦管1予以径向夹紧。其中，所述定位槽211可为V形结构，或者，为了节省空间，所述定位槽211优选为梯形结构。

参见图3，图3为本发明一实施例的加工方法流程图。本发明的半弦管坡口加工方法，采用上述的半弦管坡口加工设备，包括如下步骤：

步骤S1、定位夹紧，将至少两根待加工的半弦管1在半弦管加工夹具2中定位并夹紧；

步骤S2、铣削加工，用成型刀具分别加工所述半弦管1外侧的坡口平面和外侧圆角槽；

步骤S3、调换加工，当半弦管1一侧的坡口加工完毕后，将两根半弦管1位置互换，对所述半弦管1内侧未加工部分调整到外侧重复上述步骤S1及步骤S2进行加工；

步骤S4、检验，加工完毕后下料，然后交检验报验。

其中，所述步骤S1包括：

步骤S11、胎具定位，首先根据待加工的半弦管1的长度及外径确定定位胎架21、第一压板22、第二压板23的参数，并将所述定位胎架21对照工作台4的装夹槽41进行定位，然后固定在龙门刨铣床6的工作台4上；

步骤S12、工件找正，将所述待加工的2根半弦管1分别吊到定位胎架21上找正（用定位器，第一压板22的下面至工作台4面的高度为定位高度尺寸）检查定位，然后并用第一压板22和第二压板23压紧；

其中，所述步骤S2包括：

步骤S21、根据角度要求调整用于加工半弦管坡口的成型刀具的倾角并设定切削进给参数，根据调整好的刀具角度开始铣削坡口；

步骤S22、用盘形铣刀铣削所述半弦管外侧的坡口平面；

步骤S23、更换圆角槽铣刀铣削所述半弦管外侧的圆角槽。

上述步骤S22、S23中，采用两组成型刀具，对两件半弦管1的外侧端头一次性铣削成型，然后调换加工，加工另外端头。根据零件端头余量可采取一次进刀或多次进刀加工。可用两个成型刀各自加工坡口中其中一根半弦管1的外侧圆角槽，也可同时加工两件半弦管1坡口中的外侧圆角槽。

本发明解决了现有技术中加工半弦管坡口生产效率低、成本高的问题，用一台专用龙门刨铣床，借助专用工装夹具：盘形刀盘与成形刀具，采取龙门刨铣床与专用刨铣刀具机械加工坡口且每次安装两个工件，一次成形两件单侧端头，两次装夹成形两件。本发明将半弦管利用工装夹具定位、安装在龙门刨铣床工作台上，可一次性铣出一边的坡口，角度准确，平面度好，并可用成形刀具加工圆角槽。由于一次可同时装夹两件半弦管，且可实现两刀具同时切削，一次加工成型，减小了定位、装夹时间，节约找正时间，劳动效率较高。用该加工方法实现了每次加工可安装两件，一次成形两件单侧端头；两次装夹成形两件。并且加工的半舷管坡口成形尺寸精度高、质量稳定，定位与装夹合理，降低了生产成本，生产效率成倍提高。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种半弦管坡口加工设备，用于对自升式钻井平台半弦管坡口加工，其特征在于，包括龙门刨铣床、半弦管加工夹具和半弦管加工刀具，所述半弦管加工夹具安装在所述龙门刨铣床的工作台上，所述工作台上设置有用于所述半弦管加工夹具定位的装夹槽，所述半弦管加工刀具包括至少两组成型刀具，分别用于加工半弦管的坡口平面和外侧圆角槽，所述半弦管加工夹具包括定位胎架、第一压板和第二压板，所述定位胎架通过连接件安装在所述工作台上，所述定位胎架包括平行设置的至少两个用于半弦管定位的定位槽，相邻所述定位槽之间通过定位凸台分隔，所述第一压板通过固定杆固定在所述定位凸台上以对所述半弦管的一侧予以夹紧，所述第二压板设置在所述半弦管的内侧弧面上以对所述半弦管予以径向夹紧。

2.如权利要求1所述的半弦管坡口加工设备，其特征在于，所述定位槽为V形结构。

3.如权利要求1所述的半弦管坡口加工设备，其特征在于，所述定位槽为梯形结构。

4.如权利要求1、2或3所述的半弦管坡口加工设备，其特征在于，所述固定杆的一端穿过所述定位凸台固定在所述工作台上。

5.如权利要求4所述的半弦管坡口加工设备，其特征在于，所述半弦管加工刀具包括盘形铣刀和圆角槽铣刀。

6.一种半弦管坡口加工方法，采用上述权利要求1－5中任意一项所述的半弦管坡口加工设备，其特征在于，包括如下步骤：

S1、定位夹紧，将至少两根待加工的半弦管在半弦管加工夹具中定位并夹紧；

S2、铣削加工，用成型刀具分别加工所述半弦管外侧的坡口平面和外侧圆角槽；

S3、调换加工，将两根半弦管位置互换，对所述半弦管内侧未加工部分重复上述步骤S1及步骤S2；

S4、检验，下料检验报验。

7.如权利要求6所述的半弦管坡口加工方法，其特征在于，所述步骤S1 包括：

S11、胎具定位，首先根据待加工的半弦管的长度确定定位胎架、第一压板、第二压板的参数，并将所述定位胎架固定在龙门刨铣床的工作台上；

S12、工件找正，将所述待加工的半弦管吊到定位胎架上找正并用第一压板和第二压板压紧。

8.如权利要求6所述的半弦管坡口加工方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21、根据角度要求调整用于加工半弦管坡口的成型刀具的倾角并设定切削进给参数；

S22、用盘形铣刀铣削所述半弦管外侧的坡口平面；

S23、更换圆角槽铣刀铣削所述半弦管外侧的圆角槽。

9.如权利要求7所述的半弦管坡口加工方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21、根据角度要求调整用于加工半弦管坡口的成型刀具的倾角并设定切削进给参数；

S22、用盘形铣刀铣削所述半弦管外侧的坡口平面；

S23、更换圆角槽铣刀铣削所述半弦管外侧的圆角槽。