CN104588791B - 一种双层油管接头的车削加工工艺及工装 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双层油管接头的车削加工工艺，该工艺通过在待加工部位对应的内外层管之间设置工装进行装夹，使外层管与内层管作为一整体并呈自由状态，从而可对外层管端部管接头进行螺纹车削加工，并经该一次装夹进行内层管端部管接头的螺纹加工，其中工装包括间隙套接在内管上的套筒，套筒一端端部外周与外管内壁套装并抵接配合，套筒另一端凸出于端部外，套筒筒壁上沿周向对称开有多个贯通筒壁的孔，各孔中径向设置螺钉并穿过间隙抵紧在内管外周壁上。本发明还公开了对应的工装。本发明即能够保证车削双油管外层管接头时不让刀，能顺利车削，又保证车削后内外层管接头的同轴度，同时工装调整使用方便。

Description

一种双层油管接头的车削加工工艺及工装
技术领域
本发明属于双层管道接头加工技术领域，具体涉及一种双层油管保证其同轴度的接头加工工艺及加工工装，尤其适用于工业燃气轮机上润滑油供/排油管的加工，以保证润滑油供/排油管(双层管)的同轴度，减小高温环境下油管所承受应力。
背景技术
燃气轮机是一种先进而复杂的成套动力机械装备，工作时，燃气轮机以连续流动的气体作为工质带动叶轮高速旋转，从而将燃料的能量转变为有用功。旋转叶轮式内燃热力发动机是一种常见的燃气轮机，其通过高温蒸汽带动叶轮高速旋转，由于燃气轮机工作于高温高压环境下，因此其润滑与冷却的通畅有效，以避免高温下的应力集中对提高燃气机寿命与可靠性非常重要。
对于燃气轮机的润滑，通常通过润滑油管(包括供油管和排油管)进行润滑油供油和排油。为了润滑油的冷却或隔热，目前润滑油管采用双层管道结构是比较常见的，利用国产化某型30MW燃气轮机压气机部套后机匣中即使用了一种双层油管结构的滑油供油管及排油管(结构形式见图1)。这种双层油管包括同轴套接的内层油管和外层油管，两层管之间有一定空隙内层油管内供润滑油，外层油管内部(即两层管之间的空隙)为空气，其中，内层油管与外层油管在一端两者焊接固定，另一端分别设置有管接头，以分别与外部管道连接。通常，外层油管长度较内层油管短，使得外层油管的接头通常在内层油管中部。
因为润滑油管通常较长，为了防止双层的润滑油管受力不均导致管道变形或磨损，影响润滑效果，对双层润滑油管的同轴度要求非常高，通常内外层油管接头处的同轴度要求在0.05mm内。
为保证双层油管接头的同轴度要求，目前通常工艺是在端点焊接固定后在另一端车螺纹接头，即分别在外层油管端部和内层油管端部车削螺纹接头。车中部外层油管接头时，因中部悬空，仅一端固定(例如对于某型燃气轮机，悬伸L1一般约300mm)，管本身壁厚约2～4mm。如对端部不装夹，以自由状态对端部进行车加工，工件会让刀，使得完全无法车削。但是，如使用工装固定端部再进行车加工，则因为工装必须保证工件处于近似自由状态，如何设计工装是个难题。
专利文献CN201950500U中公开了一种管料端面加工车床夹具，其包括凸台、夹具主体、夹具螺母、螺丝和压块，其中夹具螺母与所述夹具主体侧面固连，所述螺丝与所述夹具螺母适配，所述螺丝旋进所述夹具螺母后可以压紧所述压块。使用时，将适当直径一定长度的若干工件分别放入所述夹具主体的孔内，将所述压块分别插入，将装入的所有管料端面大致对齐，然后将所述螺丝旋进所述夹具螺母后分别压紧所述压块进而分别压紧所有被装夹的管料即可。但是，该方案是仅能用于单层管的夹紧，无法适用于双层管中的外层管的装夹，特别是自由状态下的双层管中位于内层管中部的外层管端部的装夹，而且，其中对于管料的固定是通过压块利用整体夹具夹紧在车床上进行的，完全夹紧后无法保证工件处于近似自由状态，使得内外层管的同轴度无法保证。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种双层油管接头的车削加工工艺及工装，其通过设置特殊结构的加工工装并使其将外层管端部与内层管夹紧，从而使内外层管为一个近似自由状态的整体，使得即能够保证车削双油管外层管接头时不让刀，能顺利车削，又保证车削后内外层管接头的同轴度，同时工装调整使用方便。
为实现以上目的，按照本发明的一个方面，提供一种双层油管接头的车削加工工艺，用于对双层油管的内层管一端端部管接头和位于内层管轴向中部位置的外层管一端端部管接头进行车削螺纹，其中该双层油管的内外层管同轴套接且两者一端通过焊接固定而待加工的另一端呈自由状态，其特征在于，该工艺通过在所述待加工部位对应的内外层管之间设置工装进行装夹，使所述外层管与所述内层管作为一整体并呈自由状态，从而可对外层管端部管接头进行螺纹车削加工，并经该一次装夹进行内层管端部管接头的螺纹加工，其中所述工装包括间隙套接在内管上的套筒，该套筒一端端部外周与外管内壁套装并抵接配合，套筒另一端凸出于端部外，套筒筒壁上沿周向对称开有多个贯通筒壁的孔，各孔中径向设置螺钉并穿过所述间隙抵紧在内管外周壁上，从而形成所述工装并在加工时可将内外层管相对夹紧固定且能够保持工件处于自由状态。
作为本发明的改进，所述在套筒筒壁上沿周向开有的贯通筒壁的孔为多圈，各圈沿轴向间隔布置。
作为本发明的改进，所述孔为两圈，每圈孔为沿周向上对称布置的四个。
作为本发明的改进，所述外层管端部管接头与内层管端部管接头同轴度在0.05mm内。
作为本发明的改进，所述所述套筒一端端部外周与外管内壁套装并抵接配合为间隙0.02到过盈0.02mm。
按照本发明的另一方面，提供一种用于双层油管接头的车削加工的工装，用于对双层油管的内层管一端端部管接头和位于内层管轴向中部位置的外层管一端端部管接头进行车削螺纹，其中该双层油管的内外层管同轴套接且两者一端通过焊接固定而待加工的另一端呈自由状态，其特征在于，所述工装包括间隙套接在内管上的套筒，该套筒一端端部外周与外管内壁套装并抵接配合，套筒另一端凸出于端部外，套筒筒壁上沿周向对称开有多个贯通筒壁的孔，各孔中径向设置螺钉并穿过所述间隙抵紧在内管外周壁上，使得在加工时可将内外层管相对夹紧固定作为一整体并呈自由状态，从而可对外层管端部管接头进行螺纹车削加工，并经该一次装夹进行内层管端部管接头的螺纹加工。
作为本发明的改进，所述套筒一端端部外周与外管内壁套装并抵接配合为间隙0.02到过盈0.02mm。
作为本发明的改进，所述在套筒筒壁上沿周向开有的贯通筒壁的孔为多圈，各圈沿轴向间隔布置。
作为本发明的改进，所述孔为两圈，每圈孔为沿周向上对称布置的四个。
本发明的技术方案中，首先需要先加工前制造出一种特殊结构形式的工装(本发明中称之为反柱笼式支撑)，该工装为使用棒料车出的一个轴套，其中与工件配合位置按零件实际直径尺寸配车，保证配合为间隙0.02到过盈0.02mm；中部圆周上钻例如2圈径向螺孔，每圈优选4个(圆周均布)，两圈孔圆周分布上对应。同时，对应配8个开槽锥端紧定螺钉(M4～M6)，螺钉长度根据实际要选择，保证工装固定后螺钉突出工装外圆不超过2mm。
其次，使用该工装按以下步骤车削双层油管：
加工“反柱笼式支撑”工装：采用卧车车削“反柱笼式支撑”外形，并配车与双油管安装配合部位外圆，保证配合优选为间隙0.02到过盈0.02；采用钻床配合万能分度头钻圆周方向四等分的2圈径向螺纹底孔，并攻丝。
安装工装：将“反柱笼式支撑”工装装入工件外层油接接头内孔内，此时不上螺钉。
调整并固定工装：采用卧式车床一夹一顶方式装夹工件，校正夹紧端基准外圆B跳动优选在0.02mm内，检查中部接头外圆上与工装螺孔对应方向的四等分圆周方向的跳动与全圈跳动，标记在工件上；在中部外管接头外圆上搭表(百分表)，对称装入工装上靠近M1处的一圈四个紧定螺钉，带紧过程中确保外圆上百分表跳动不得超过0.02mm；将远离中部接头的一圈4个螺钉带紧；对称拧紧靠近M1处的一圈4个螺钉，根据螺钉大小施加适当的拧紧力；复验中部外圆M1处跳动，要求与工件夹紧前变化优选不超过0.03mm。
车两处接头：工件装夹不变，一次装夹，车削出两处螺纹接头M1与M2。
检查：直接在机床上将工装退下(先退螺钉，再退轴套)，在M1螺纹退刀槽处打表检查跳动(优选应≤0.05mm)。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)本发明中采用在外层管端部管接头部位设置特殊结构的工装，通过其中筒体与外层管的抵接以及套筒中径向螺钉与内层管的顶紧，使得双层管可呈整体式的自由状态，增加车削时的刚性，从而可以保证外层管管接头的车削而不会发生让刀，且同轴度能够得以充分保证；
(2)本发明工装中的径向螺钉沿圆周径向对称设置，而且在轴向上可以设置多圈，通过调节螺钉的旋合，可以使得内外层管之间的同轴度得以保证。
(3)本发明的工装结构简单，调整使用方便，不仅可以降低加工投入成本，而且扩大了适用范围。
附图说明
图1为现有技术中双层油管的结构示意图；
图2为按照本发明实施例所构建的工装的结构示意图；
图3为按照本发明实施例所构建的工装的具体使用示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：图中：L1表示外层油管长度、L2表示工件全长、L3表示中部外管螺纹接头的螺纹长度、D1表示基准外圆、D2表示中部外管螺纹接头的内孔直径、M1表示中部外管接头处螺纹、M2表示端头处的内管接头螺纹、d2表示工装插入D2处直径尺寸。
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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参见图1-3，按照本发明实施例所构建的用于双层油管接头的车削加工的工装(本实施例中称其为反柱笼式支撑)，包括间隙套接在内管上的套筒，套筒一端端部外周与外管内壁套装并抵接配合，套筒另一端凸出与端部外，套筒筒壁上沿周向对称开有多个贯通筒壁的孔，各孔中径向设置螺钉并穿过所述间隙抵紧在内管外周壁上，使得在加工时可将内外层管相对夹紧固定作为一整体并呈自由状态，从而可对外层管端部管接头进行螺纹车削加工。
该工装用于对双层油管的内层管一端端部管接头和位于内层管轴向中部位置的外层管一端端部管接头进行车削螺纹，其中该双层油管的内外层管同轴套接且两者一端通过焊接固定而待加工的另一端呈自由状态。
本实施例中该“反柱笼式支撑”工装采用卧车车削“反柱笼式支撑”外形，并配车与双油管安装配合部位外圆，保证配合为间隙0.02到过盈0.02；采用钻床配合万能分度头钻圆周方向四等分的2圈径向螺纹底孔，并攻丝。
按照本发明实施例所构建的利用上述工装进行双层油管接头的车削加工工艺，以用于对双层油管的内层管一端端部管接头和位于内层管轴向中部位置的外层管一端端部管接头进行车削螺纹，该方法包括在所述待加工部位对应的内外层管之间设置工装进行装夹，使所述外层管与所述内层管作为一整体并呈自由状态，从而可对外层管端部管接头进行螺纹车削加工，并经该一次装夹进行内层管端部管接头的螺纹加工。
具体地，包括如下步骤：
(1)安装工装：将“反柱笼式支撑”工装装入工件外层油接接头内孔内，此时不上螺钉。
调整并固定工装：采用卧式车床一夹一顶方式装夹工件(见附图3)，校正夹紧端基准外圆B跳动在0.02mm内，检查中部接头外圆上与工装螺孔对应方向的四等分圆周方向的跳动与全圈跳动，标记在工件上；在中部外管接头外圆上搭表(百分表)，对称装入工装上靠近M1处的一圈四个紧定螺钉，带紧过程中确保外圆上百分表跳动不得超过0.02mm；将远离中部接头的一圈4个螺钉带紧；对称拧紧靠近M1处的一圈4个螺钉，根据螺钉大小施加适当的拧紧力；复验中部外圆M1处跳动，要求与工件夹紧前变化不超过0.03mm。
(2)车两处接头：工件装夹不变，一次装夹，车削出两处螺纹接头M1与M2。
(3)检查：直接在机床上将工装退下(先退螺钉，再退轴套)，在M1螺纹退刀槽处打表检查跳动(应≤0.05mm)。
本发明巧妙地设计一种可调工装，将无支撑的外层油管利用工装与内层油管连成一体，增加车削时的刚性，保证车削时工件不会让刀。同时工装利用对称的螺纹调节，保证支撑后工件处于近似自由状态，以保证车削后工件不会反弹，以保证同轴度。
本领域的技术人员容易理解，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 (9)

1.一种双层油管接头的车削加工工艺，用于对双层油管的内层管一端端部管接头和位于内层管轴向中部位置的外层管一端端部管接头进行车削螺纹，其中该双层油管的内外层管同轴套接且两者一端通过焊接固定而待加工的另一端呈自由状态，其特征在于，该工艺通过在所述待加工部位对应的内外层管之间设置工装进行装夹，使所述外层管与所述内层管作为一整体并呈自由状态，从而可对外层管端部管接头进行螺纹车削加工，并经该一次装夹进行内层管端部管接头的螺纹加工，其中所述工装包括间隙套接在内管上的套筒，该套筒一端端部外周与外管内壁套装并抵接配合，套筒另一端凸出于端部外，套筒筒壁上沿周向对称开有多个贯通筒壁的孔，各孔中径向设置螺钉并穿过所述间隙抵紧在内管外周壁上，从而形成所述工装并在加工时可将内外层管相对夹紧固定且能够保持工件处于自由状态。
2.根据权利要求1所述的一种双层油管接头的车削加工工艺，其中，所述在套筒筒壁上沿周向开有的贯通筒壁的孔为多圈，各圈沿轴向间隔布置。
3.根据权利要求1所述的一种双层油管接头的车削加工工艺，其中，所述孔为两圈，每圈孔为沿周向上对称布置的四个。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种双层油管接头的车削加工工艺，其中，所述外层管端部管接头与内层管端部管接头同轴度在0.05mm内。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种双层油管接头的车削加工工艺，其中，所述套筒一端端部外周与外管内壁套装并抵接配合为间隙0.02到过盈0.02mm。
6.一种用于双层油管接头的车削加工的工装，用于对双层油管的内层管一端端部管接头和位于内层管轴向中部位置的外层管一端端部管接头进行车削螺纹，其中该双层油管的内外层管同轴套接且两者一端通过焊接固定而待加工的另一端呈自由状态，其特征在于，所述工装包括间隙套接在内管上的套筒，该套筒一端端部外周与外管内壁套装并抵接配合，套筒另一端凸出于端部外，套筒筒壁上沿周向对称开有多个贯通筒壁的孔，各孔中径向设置螺钉并穿过所述间隙抵紧在内管外周壁上，使得在加工时可将内外层管相对夹紧固定作为一整体并呈自由状态，从而可对外层管端部管接头进行螺纹车削加工，并经该一次装夹进行内层管端部管接头的螺纹加工。
7.根据权利要求6所述的一种用于双层油管接头的车削加工的工装，其中，所述套筒一端端部外周与外管内壁套装并抵接配合为间隙0.02到过盈0.02mm。
8.根据权利要求6所述的一种用于双层油管接头的车削加工的工装，其中，所 述在套筒筒壁上沿周向开有的贯通筒壁的孔为多圈，各圈沿轴向间隔布置。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的一种用于双层油管接头的车削加工的工装，其中，所述孔为两圈，每圈孔为沿周向上对称布置的四个。
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