CN107433355A - 一种端面v型环槽的加工方法 - Google Patents

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周俊堂
荀永明
吴明生
胡顺
赵海龙
刘新平
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SJ Petroleum Machinery Co
Sinopec Siji Petroleum Machinery Co Ltd
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Sinopec Oilfield Equipment Corp
Sinopec Siji Petroleum Machinery Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/28—Grooving workpieces
    • B23C3/34—Milling grooves of other forms, e.g. circumferential
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/12—Cutters specially designed for producing particular profiles

Abstract

本发明提供了一种端面V型环槽的加工方法。所述方法按下列步骤进行：1、加工机床的选择与刀具的配置；2、刀具预调；3、端面V型环槽的粗加工；4、端面V型环槽的精加工。采用本发明的加工方法进行端面V型环槽的加工，可以利用机床主轴高转速从而达到较高的线速度进行加工，粗、精加工时采用高转速、低背吃刀量、快速进给进行连续切削，使切屑排出顺畅，以减少加工时间，提高加工效率，且获得很高的表面质量，满足V型环槽密封表面的Ra0.8粗糙度要求。

Description

一种端面V型环槽的加工方法
技术领域：
本发明涉及到机械加工技术领域，特别涉及一种端面V型环槽的加工方法。
背景技术：
八角形金属垫环安装在法兰面的V型环槽内，当拧紧连接螺栓时，受轴向压缩与上下V型环槽斜面贴紧，金属垫环产生塑性变形，形成一环状密封带，建立起初始密封，系统升压后，在输送介质压力的作用下，使金属垫环径向扩张，金属垫环与V型环槽的斜面更加贴紧，产生自紧，从而起到密封的作用，这是石油天然气工业中的井口装置和采油树上的常用的一种密封方式。现有端面V型环槽常见的加工方法是回转类产品在数控车床上采用端面切槽刀车削而成；而非回转类产品上的V型环槽加工就要在卧式加工中心机床上配合数控镗头镗削完成，或者是采用与V型槽斜度匹配的成形棒铣刀铣削完成；如果是大尺寸产品就会受制于机床主轴转速或刀具旋转速度低的影响，造成加工线速度低，很难保证V型环槽密封表面的Ra0.8粗糙度要求，同时加工效率较低。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种端面V型环槽的加工方法。其目的一为：解决现有技术中机床主轴转速或刀具旋转速度低的影响，造成加工线速度低，很难保证V型环槽密封表面的Ra0.8粗糙度要求；目的二为：解决加工效率较低等问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种端面V型环槽的加工方法，其特征在于：所述方法按下列步骤进行：
1、加工机床的选择与刀具的配置：在加工端面V型环槽时，选择有三轴以上的数控铣床或加工中心，加工机床上的刀具配置为：配置一把双刃铣刀，所选双刃铣刀外刀刃外侧的斜度与端面V型环槽外壁的斜度相符，双刃铣刀内刀刃的斜度与V型环槽内壁的斜度相符；
2、刀具预调：调整双刃铣刀的内、外刀刃的旋转直径，使其与端面V型环槽的中心直径一致；
3、端面V型环槽的粗加工：在三轴以上的数控铣床或加工中心的数控操作台上，输入加工参数，按所设数控程序控制数控铣床或加工中心的各轴联动，使双刃铣刀以锥形螺旋式进给轨迹，对工件端面的V型环槽进行粗加工；
4、端面V型环槽的精加工：在三轴以上的数控铣床或加工中心的数控操作台上，输入加工参数，按所设数控程序控制数控铣床或加工中心的各轴联动，使双刃铣刀以整圆圆弧插补进给轨迹，对工件端面已完成粗加工的V型环槽进行精加工，加工时，确保双刃铣刀的内、外刀刃同时切削上端面V型环槽的内、外两壁。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
1、采用本发明的加工方法进行端面V型环槽的加工，可以利用机床主轴高转速从而达到较高的线速度进行加工，粗加工时采用高转速、低背吃刀量、快速进给进行连续切削，使切屑排出顺畅，以减少加工时间，提高加工效率；
2、采用本发明的加工方法进行端面V型环槽的精加工时，采用高转速、较低进给速度进行切削，从而获得很高的表面质量，满足V型环槽密封表面的Ra0.8粗糙度要求；
3、该方法简单易行，便于掌握和操作，值得大力推广。
附图说明：
图1、刀具切削端面V型环槽的截面示意图；
图2、加工端面V型环槽用双刃铣刀结构示意图；
图3、端面V型环槽的局部放大图；
图4、加工端面V型环槽的进刀轨迹示意图；
图5、一种端面V型环槽结构的螺柱式三通俯视图；
图6、一种端面V型环槽结构的螺柱式三通剖视图。
图中：1、外刀，2、内刀，3、刀体，4、工件，5、V型环槽。
具体实施方式：
下面结合附图及实施例进一步对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例一
以图5-6所示的一种采用法兰连接具有端面V型环槽密封结构的螺柱式三通石油输送所用产品，要在端面上加工出3个大端直径为Ф119mm,宽度15.36mm,深度7.5mm的V型密封环槽为例：
参见附图1-4，具体加工步骤按以下步骤来进行：
1、加工机床的选择与刀具的配置：在加工端面V型环槽时，选择具有X、Y、Z三轴以上的数控铣床或加工中心，加工机床上的刀具配置为：配置一把双刃铣刀，所选双刃铣刀外刀刃外侧斜度与端面V型环槽外壁斜度23度相符，双刃铣刀内刀刃内侧的斜度与端面V型环槽内壁斜度23度相符；
2、刀具预调：调整双刃铣刀的内、外刀刃的旋转直径，直径数值为119-15.36=103.64mm，使其与端面V型环槽中心直径103.64mm相一致；
3、端面V型环槽的粗加工：在三轴以上的数控铣床或加工中心的数控操作台上，输入数控加工程序控制X、Y、Z各轴联动，使双刃铣刀以转速S600和进给速度F200等参数按照锥形螺旋式进给轨迹，对工件端面的V型环槽进行粗加工，加工时；
4、端面V型环槽的精加工：在三轴以上的数控铣床或加工中心的数控操作台上，输入数控加工程序控X、Y、Z各轴联动，使双刃铣刀以转速S600和进给速度F50等参数按照整圆圆弧插补进给轨迹，对工件端面的V型环槽进行精加工，加工时，确保双刃铣刀的内、外刀刃同时切削上端面V型环槽的内、外两壁。
实施例二
以一种采用法兰连接具有端面V型环槽密封结构的旋塞阀石油输送所用产品，要在阀体两个连接端面上各加工出大端直径为Ф86.23mm,宽度12.65mm,深度5.95mm的V型密封环槽为例：
具体加工步骤按以下步骤来进行：
1、加工机床的选择与刀具的配置：在加工端面V型环槽时，选择具有X、Y、Z三轴以上的数控铣床或加工中心，加工机床上的刀具配置为：配置一把双刃铣刀，所选双刃铣刀外刀刃外侧斜度与端面V型环槽外壁斜度23度相符，双刃铣刀内刀刃内侧的斜度与端面V型环槽内壁斜度23度相符；
2、刀具预调：调整双刃铣刀的内、外刀刃的旋转直径，直径数值为86.23-12.65=73.58mm，使其与端面V型环槽中心直径73.58mm相一致；
3、端面V型环槽的粗加工：在三轴以上的数控铣床或加工中心的数控操作台上，输入数控加工程序控制X、Y、Z各轴联动，使双刃铣刀以转速S1000和进给速度F250等参数按照锥形螺旋式进给轨迹，对工件端面的V型环槽进行粗加工；
4、端面V型环槽的精加工：在三轴以上的数控铣床或加工中心的数控操作台上，输入数控加工程序控制X、Y、Z各轴联动，使双刃铣刀以转速S1000和进给速度F40等参数按照整圆圆弧插补进给轨迹，对工件端面的V型环槽进行精加工，加工时，确保双刃铣刀的内、外刀刃同时切削上端面V型环槽的内、外两壁。
实施例三
以一种采用法兰连接具有端面V型环槽密封结构的水力压裂工艺中所用的压裂头产品，要在压裂头连接端面上加工出大端直径为Ф176.66mm,宽度16.92mm,深度9.53mm的V型密封环槽为例：
具体加工步骤按以下步骤来进行：
1、加工机床的选择与刀具的配置：在加工端面V型环槽时，选择具有X、Y、Z三轴以上的数控铣床或加工中心，加工机床上的刀具配置为：配置一把双刃铣刀，所选双刃铣刀外刀刃外侧斜度与端面V型环槽外壁斜度23度相符，双刃铣刀内刀刃内侧的斜度与端面V型环槽内壁斜度23度相符；
2、刀具预调：调整双刃铣刀的内、外刀刃的旋转直径，直径数值为176.66-16.92=159.74mm，使其与端面V型环槽中心直径159.74mm相一致；
3、端面V型环槽的粗加工：在三轴以上的数控铣床或加工中心的数控操作台上，输入数控加工程序控制X、Y、Z各轴联动，使双刃铣刀以转速S500和进给速度F160等参数按照锥形螺旋式进给轨迹，对工件端面的V型环槽进行粗加工；
4、端面V型环槽的精加工：在三轴以上的数控铣床或加工中心的数控操作台上，输入数控加工程序控制X、Y、Z各轴联动，使双刃铣刀以转速S500和进给速度F40等参数按照整圆圆弧插补进给轨迹，对工件端面的V型环槽进行精加工，加工时，确保双刃铣刀的内、外刀刃同时切削上端面V型环槽的内、外两壁。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书（包括权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
以上所述仅是本发明的非限定实施方式，还可以衍生出大量的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进的实施例，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种端面V型环槽的加工方法，其特征在于：所述方法按下列步骤进行：
（1）加工机床的选择与刀具的配置：在加工端面V型环槽时，选择有三轴以上的数控铣床或加工中心，加工机床上的刀具配置为：配置一把双刃铣刀，所选双刃铣刀外刀刃外侧的斜度与端面V型环槽外壁的斜度相符，双刃铣刀内刀刃的斜度与V型环槽内壁的斜度相符；
（2）刀具预调：调整双刃铣刀内、外刀刃的旋转直径，使其与端面V型环槽的中心直径一致；
（3）端面V型环槽的粗加工：在三轴以上的数控铣床或加工中心的数控操作台上，输入加工参数，按所设数控程序控制数控铣床或加工中心的各轴联动，使双刃铣刀以锥形螺旋式进给轨迹，对工件端面的V型环槽进行粗加工；
（4）端面V型环槽的精加工：在三轴以上的数控铣床或加工中心的数控操作台上，输入加工参数，按所设数控程序控制数控铣床或加工中心的各轴联动，使双刃铣刀以整圆圆弧插补进给轨迹，对工件端面已完成粗加工的V型环槽进行精加工，加工时，确保双刃铣刀的内、外刀刃同时切削上端面V型环槽的内、外两壁。
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