CN107962258A - 利用数控车床进行钻具螺纹修复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了利用数控车床进行钻具螺纹修复的方法，属于螺纹加工领域，包括第一步：选刀；第二步：确定螺纹车削起点；第三步：完成对刀，X方向，以刀尖不与待修工件发生碰撞为基准，Z方向，刀尖位于螺纹中部，然后使刀尖移动到螺纹的螺旋槽里，再微调刀尖径向X、轴向Z位置，直到刀尖与螺旋槽重合，然后选择单步运行，通过公共变量读取，完成对刀操作；第四步：刀尖移动到离对刀螺旋槽N个螺距的位置，作为连续加工的起始点；第五步：连续加工完成螺纹修复。本发明消除人为因素导致的不准确性，提高了钻具维修质量，螺纹修复后尺寸稳定，而且数控车床自动化运行，降低劳动强度，效率高。

Description

利用数控车床进行钻具螺纹修复的方法

技术领域

本发明属于螺纹修复方法领域，涉及钻井用钻具螺纹的修复，尤其涉及利用数控车床进行钻具螺纹修复的方法。

背景技术

石油钻具螺纹修理目前大部分采用普通管螺纹车床修理，受操作者的工作经验和车床精度影响，螺纹的锥度、牙型、倒角等各部位尺寸极易产生误差，造成钻具反复维修，缩短钻具使用寿命。同时，操作者长时间弯腰操作车床，易引起腰部疲劳，长期下去，影响操作者身体健康，同时也会影响加工效率及产品质量。

发明内容

本发明要解决的问题是在于提供一种利用数控车床进行钻具螺纹修复的方法，实现数控车床自动化操作，消除人为因素导致的不准确性，提高了钻具维修质量，螺纹修复后尺寸稳定，而且数控车床自动化运行，降低劳动强度，效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：利用数控车床进行钻具螺纹修复的方法，包括第一步：选刀，根据需修复的螺纹的形状选择对应的修复用刀具；

第二步：确定螺纹车削起点，在数控车床卡盘周围表面标记零点脉冲，对刀时先盘动卡盘，转到标记位置，此时主轴位置就是零点脉冲信号的位置，即为螺纹车削起点；

第三步：完成对刀，在完成第二步的基础上，选择单步运行，完成X方向和Z方向的对刀，X方向，以刀尖不与待修工件发生碰撞为基准，Z方向，刀尖位于螺纹中部，然后调整刀尖径向X、轴向Z位置，使刀尖移动到螺纹的螺旋槽里，再微调刀尖径向X、轴向Z位置，直到刀尖与螺旋槽重合，然后选择单步运行，将此时刀尖轴向Z的位置信息的系统变量通过公共变量读取，完成对刀操作；

第四步：刀尖移动到待修工件外，准备修复加工，刀尖移动的过程中，先径向X移动到工件外然后轴向Z移动到工件外，刀尖移动到离对刀螺旋槽N个螺距的位置，作为连续加工的起始点；

第五步：连续加工完成螺纹修复。

进一步的，在进行第五步的过程中，如刀尖未完全与待修螺纹螺旋线重合，可通过赋值变量R微调刀尖Z值正向或负向，保证待修螺纹螺旋线重合。

进一步的，变量R为待修复圆锥面切削起点与终点的半径差。

进一步的，在第四步的操作过程中，N为整数。

进一步的，N等于10。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：1、本发明利用数控机床进行操作，开始单步运行，通过数控机床的系统自动读取位置信息和位置变量，然后进行记录，结构简单，操作方便，对于不同螺纹类型都适用；2、采用数控车床维修，提供加工精度，消除了人为因素的影响，提高了钻具维修质量，螺纹修复后尺寸稳定，而且数控车床自动化运行，降低劳动强度，效率高。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明刀尖偏后的结构示意图；

图2是本发明刀尖偏前的结构示意图；

图3是本发明刀尖对正的结构示意图；

图4是本发明变量R测量的结构示意图。

附图标记：

1-刀尖；2-螺纹。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，Z向为数控机床的主轴方向，X向为水平方向垂直于Z轴的方向。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

如图1、图2和图3所示，本发明为利用数控车床进行钻具螺纹2修复的方法，包括第一步：选刀，根据需修复的螺纹2的形状选择对应的修复用刀具；

第二步：确定螺纹2车削起点，在数控车床卡盘周围表面标记零点脉冲，对刀时先盘动卡盘，转到标记位置，此时主轴位置就是零点脉冲信号的位置，即为螺纹2车削起点；

第三步：完成对刀，在完成第二步的基础上，选择单步运行，完成X方向和Z方向的对刀，X方向，以刀尖1不与待修工件发生碰撞为基准，Z方向，刀尖1位于螺纹2中部，然后调整刀尖1径向X、轴向Z位置，使刀尖1移动到螺纹2的螺旋槽里，再微调刀尖1径向X、轴向Z位置，直到刀尖1与螺旋槽重合，然后选择单步运行，将此时刀尖1轴向Z的位置信息的系统变量通过公共变量读取，完成对刀操作；

第四步：刀尖1移动到待修工件外，准备修复加工，刀尖1移动的过程中，先径向X移动到工件外然后轴向Z移动到工件外，刀尖1移动到离对刀螺旋槽N个螺距的位置，作为连续加工的起始点；

第五步：连续加工完成螺纹2的修复。

优选地，如图4所示，在进行第五步的过程中，如刀尖1未完全与待修螺纹2螺旋线重合，可通过赋值变量R微调刀尖1Z值正向或负向，保证待修螺纹2螺旋线重合。

优选地，变量R为待修复圆锥面切削起点与终点的半径差。

优选地，在第四步的操作过程中，N为整数；更优选地，N等于10，目前没有资料可以确定数控车床在执行螺纹2修复过程中，刀具运行的升速段的准确距离，因此起刀点与待修螺纹2端面之间距离，即N个螺距视操作习惯而定，N设定为10，一定程度上避免了过多的空行程，又保证了加工的精度。

以加工NC50外螺纹为实施例：

1、NC50在石油钻具中属数字型螺纹，螺纹牙型V-0.38R，锥度1/6，每英寸有4个螺纹牙数，加工外螺纹选用4Y1W3型成型刀块；

2、在数控车床卡盘周围表面标记零点脉冲，以确定螺纹车削起点；

3、盘动卡盘，转到标记的零点脉冲位置后，选择程序单步运行，NC50外螺纹大端直径为133.35mm，选择径向X移动到154.0mm，以刀尖不与待修工件发生碰撞为基准，然后轴向Z移动刀尖到距待修螺纹台肩面80mm位置，此处位于螺纹中部，是主要受力部位；

4、选择手摇脉冲发生器，调整刀尖径向X、轴向Z位置，使刀尖移动到螺旋槽里，再降低倍率微调刀尖X、Z值，观察刀尖与螺旋槽直到重合；

5、选择程序单步运行，将此时刀尖轴向Z的位置信息的系统变量通过公共变量读取，完成对刀操作；

6、选择程序单步运行，首先径向X移动到工件外，选择径向X154.0mm，然后轴向Z移动到工件外，选择轴向Z300.0mm(NC50外螺纹锥部长度114.3mm)，准备螺纹修复加工。

7、在钻具使用过程中，螺纹牙型有时磨损较大，即便已经完成对刀，但在运行螺纹循环切削过程中，如发现刀尖未完全与待修螺纹螺旋线重合(吃偏刀)，此时可赋值R变量，用于微调刀尖Z值正向或负向，达到与待修螺纹螺旋线重合的目的。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.利用数控车床进行钻具螺纹修复的方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：选刀，根据需修复的螺纹的形状选择对应的修复用刀具；

第二步：确定螺纹车削起点，在数控车床卡盘周围表面标记零点脉冲，对刀时先盘动卡盘，转到标记位置，此时主轴位置就是零点脉冲信号的位置，即为螺纹车削起点；

第三步：完成对刀，在完成第二步的基础上，选择单步运行，完成X方向和Z方向的对刀，X方向，以刀尖不与待修工件发生碰撞为基准，Z方向，刀尖位于螺纹中部，然后调整刀尖径向X、轴向Z位置，使刀尖移动到螺纹的螺旋槽里，再微调刀尖径向X、轴向Z位置，直到刀尖与螺旋槽重合，然后选择单步运行，将此时刀尖轴向Z的位置信息的系统变量通过公共变量读取，完成对刀操作；

第四步：刀尖移动到待修工件外，准备修复加工，刀尖移动的过程中，先径向X移动到工件外然后轴向Z移动到工件外，刀尖移动到离对刀螺旋槽N个螺距的位置，作为连续加工的起始点；

第五步：连续加工完成螺纹修复。

2.根据权利要求1所述的利用数控车床进行钻具螺纹修复的方法，其特征在于：在进行第五步的过程中，如刀尖未完全与待修螺纹螺旋线重合，可通过赋值变量R微调刀尖Z值正向或负向，保证待修螺纹螺旋线重合。

3.根据权利要求2所述的利用数控车床进行钻具螺纹修复的方法，其特征在于：变量R为待修复圆锥面切削起点与终点的半径差。

4.根据权利要求1所述的利用数控车床进行钻具螺纹修复的方法，其特征在于：在第四步的操作过程中，N为整数。

5.根据权利要求4所述的利用数控车床进行钻具螺纹修复的方法，其特征在于：N等于10。