RU2648589C2 - Способ нарезания резьб на концах обсадных труб и муфтах - Google Patents
Способ нарезания резьб на концах обсадных труб и муфтах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2648589C2 RU2648589C2 RU2016124411A RU2016124411A RU2648589C2 RU 2648589 C2 RU2648589 C2 RU 2648589C2 RU 2016124411 A RU2016124411 A RU 2016124411A RU 2016124411 A RU2016124411 A RU 2016124411A RU 2648589 C2 RU2648589 C2 RU 2648589C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutter
- threaded
- cutting
- couplings
- comb
- Prior art date
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 claims 1
- 238000005289 physical deposition Methods 0.000 claims 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009785 tube rolling Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
- B23G1/00—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turning (AREA)
- Milling Processes (AREA)
Abstract
Способ включает последовательное точение заготовок на токарном станке с ЧПУ черновой резьбовой гребенкой с передним углом 10-15°, зубья которой выполнены с упрочняющими фасками и округленными режущими кромками с многослойным покрытием МТ CVD, и чистовым фасонным резцом, при этом черновой припуск удаляют за 1, 2 или 3 перехода с охлаждением при скорости резания, обеспечивающей дробление стружки, чистовой припуск удаляют за 3-7 переходов с глубиной резания 0,03-0,07 мм, последний из которых выполняют без охлаждения при сниженной частоте вращения шпинделя и осевом смещении упомянутого фасонного резца на 0,03-0,09 мм в сторону, противоположную движению подачи. Используют фасонный резец, выполненный с горизонтально расположенной, передней поверхностью с нанесенным методом PVD многослойным покрытием. Гребенку и резец устанавливают на токарном станке с помощью резьбового микроскопа, в окуляре которого виден профиль нарезаемой резьбы. При этом головку микроскопа выставляют по одной из образующих обработанной наружной конической поверхности консольной жесткой заготовки. Достигается повышение точности резьбы на концах труб и муфтах и исключение самопроизвольного развинчивания резьбового соединения. 3 ил.
Description
Изобретение относится к трубному, производству, в частности к изготовлению обсадных и других нефтегазовых труб и муфт с высокой точностью резьбы и повышенной устойчивостью к самопроизвольному развинчиванию резьбового соединения.
Известен способ нарезания упорных резьб «batters» на концевых участках обсадных труб и соединительных муфтах (Патент RU 2301726. Авторы Головинов В. А. и др., правообладатель ОАО «Челябинский трубопрокатный завод» опубликовано 27.06.2007. Классы МПК: B23G 1/100: Режим доступа http:www.findpatent.ru). Такой способ является наиболее близким к заявленному и выбран в качестве прототипа.
К числу недостатков указанного способа следует отнести относительно низкую точность нарезаемых резьб и ограниченную величину крутящего момента при развинчивании резьбового соединения. Резьбу нарезают гребенкой за 4 прохода (перехода). Силы резания значительны по величине и увеличиваются от перехода к переходу. Кроме того, точность установки резьбовой гребенки на токарном станке невысокая. Ограниченная величина крутящего момента при развинчивании резьбового соединения объясняется следующим: повышенную шероховатость имеет «стопорная» резьбовая поверхность, которая формируется только одной прямолинейной режущей кромкой. Шероховатость режущей кромки ограничена, а формирование «гладких» и «стопорных» поверхностей резьбового соединения выполняют при одной и той же скорости резания.
Технической задачей заявленного изобретения является повышение точности нарезаемых резьб и существенное повышение крутящего момента при развинчивании резьбового соединения.
Технический результат заявленного изобретения достигают за счет того, что черновую резьбовую гребенку и высокоточный чистовой фасонный резец устанавливают на токарном станке с ЧПУ по специальному резьбовому микроскопу, головку которого выставляют по образующей тщательно обработанной наружной конической поверхности короткой жесткой заготовки из легкообрабатываемого сплава. Чистовой резец работает с высокими скоростями резания и небольшими толщинами срезаемого слоя, в т.ч. с нулевыми (зачищающие переходы). Это гарантирует высокую точность резьбы и низкую шероховатость резьбовых поверхностей трубы и муфты, контактирующих при их свинчивании.
Увеличенный крутящий момент при развинчивании резьбового соединения достигают за счет того, что поверхности трубы и муфты, контактирующие при этом, формируются прямолинейной и двумя дугообразными режущими кромками фасонного резца, имеющими высокую шероховатость, а точение «стопорных» резьбовых поверхностей выполняют без охлаждения при сниженной в несколько раз скорости резания.
Заявленное изобретение поясняется фиг. 1-3.
На фиг. 1-3 показана настройка черновой гребенки и чистовое резца при нарезании резьбы на трубе, где
1 - профиль резьбы «batters» (фиг. 1-3),
2 - коническая поверхность короткой жесткой заготовки (фиг. 1),
3 - образующая наружной конической поверхности заготовки (фиг. 1),
4 - черновая резьбовая гребенка (фиг. 2),
5 - чистовой фасонный резец (фиг. 3).
Сущность заявленного изобретения заключается в следующем. Высокоточные резьбы на концах труб и муфтах нарезают последовательно черновой резьбовой гребенкой и чистовым фасонным резцом.
Черновая гребенка имеет передний угол 10-15°, упрочняющие фаски на зубьях, округленные режущие кромки и многослойное износостойкое покрытие МТ CVD.
Удаление чернового припуска выполняют за 1, 2 или 3 перехода. По сравнению с прототипом увеличены толщины срезаемого слоя. Это облегчает процесс стружкодробления.
Рабочий профиль чистового фасонного резца изготавливают с высокой точностью на заточном станке с ЧПУ. Режущие кромки чистового резца 1, 2, 3 и 4 (фиг. 3), формирующие резьбовые поверхности трубы и муфты, контактирующие при их свинчивании, имеют низкую шероховатость. Режущие кромки 5, 6 и 7 (фиг. 3), формирующие «стопорные» поверхности, имеют высокую шероховатость.
Заточку резьбового резца выполняют одним из двух указанных ниже способов:
1. На заточном станке с ЧПУ черновым алмазным кругом за несколько переходов затачивают переднюю и все задние поверхности резца. Выполняют получистовую и чистовую заточку резца. На участке с режущими кромками 5, 6 и 7 (фиг. 3) оставляют припуск в несколько сотых миллиметра для окончательной обработки. Черновым алмазным кругом на этом участке затачивают задние поверхности резца и упрочняющую фаску под углом -10…-15°. При этом формируют заданный профиль чистового резца, обеспечивая высокую шероховатость режущих кромок 5, 6 и 7. На рабочие поверхности чистового резца наносят многослойное износостойкое покрытие PVD толщиной 6-8 мкм.
2. За несколько переходов выполняют черновую заточку резца по передней и задним поверхностям. На задних поверхностях на участке, соответствующем режущим кромкам 5, 6 и 7 (фиг. 3), оставляют припуск 0,02…0,03 мм. Выполняют получистовую и чистовую заточку резца на участке с режущими кромками 1, 2, 3 и 4 (фиг. 3). В последнюю очередь затачивают упрочняющую фаску на участке с режущими кромками 5, 6 и 7, обеспечивая заданный профиль чистового резца. Наносят многослойное износостойкое покрытие PVD.
Точную установку черновой гребенки и чистового резца на токарном станке с ЧПУ выполняют с помощью специального резьбового микроскопа, в окуляре которого виден профиль резьбы «batters». Головку микроскопа выставляют по образующей тщательно обработанной конической поверхности короткой жесткой заготовки из легкообрабатываемого сплава на основе железа J или алюминия. Размеры заготовки (наружный диаметр, угол конуса и его длину) выбирают соответственно нарезаемой резьбе.
Коническую поверхность заготовки предварительно точат твердосплавным резцом. Окончательно ее точат за несколько переходов резцом из СТМ на основе нитрида бора или алмаза (в зависимости от материала заготовки).
Черновой припуск удаляют резьбовой гребенкой за 1, 2 или 3 перехода с обильным охлаждением. При этом скорость резания на каждом переходе выбирают из условия обеспечения надежного дробления образующейся стружки.
Чистовой припуск удаляют фасонным резцом за несколько переходов при максимальных скоростях резания. При этом глубина врезания резца на каждом переходе не превышает 0,07 мм. Для повышения точности резьбы вводят 1…2 зачищающих перехода. В результате обеспечивают низкую шероховатость резьбовых поверхностей трубы и муфты, контактирующих при их свинчивании (Ra<1.25 мкм). На последнем переходе формируют «стопорные» резьбовые поверхности.
Резец смещают в осевом направлении в сторону, противоположную подаче, на 0,03…0,09 мм, отключают охлаждение, уменьшают в несколько раз скорость резания и режущими кромками 5, 6 и 7 (фиг. 3) формируют «стопорные» поверхности резьбы с высокой шероховатостью (Ra≥15). При этом скорость резания, величину осевого смещения резца и характеристики чернового алмазного круга (зернистость, концентрацию, связку и др.) выбирают из условия обеспечения максимального крутящего момента при развинчивании резьбового соединения.
Точную установку черновой гребенки и чистового резца на токарном станке с ЧПУ выполняют с помощью специального резьбового микроскопа, в окуляре которого виден профиль резьбы «batters». Головку микроскопа выставляют по образующим тщательно обработанных наружных конических поверхностей короткой жесткой заготовки из легкообрабатываемого сплава на основе железа или алюминия. Размеры заготовки (наружный диаметр, угол конуса и его длину) выбирают соответственно нарезаемой резьбе.
Коническую поверхность заготовки предварительно точат твердосплавным резцом. Окончательную обработку базовой конической поверхности заготовки выполняют резцом из СТМ на основе нитрида бора или алмаза (в зависимости от материала заготовки) за несколько переходов.
Стружка, образующаяся при точении резьбы чистовым резцом, в поперечном сечении имеет «коробчатую» форму. Такая стружка не завивается и не дробится.
При нарезании резьбы на трубе для складирования длинной «коробчатой» стружки используют специальный контейнер, который очищают после каждой рабочей смены.
При нарезании внутренней резьбы на муфте «коробчатую» стружку измельчают вращающейся твердосплавной фрезой.
Claims (1)
- Способ нарезания упорной резьбы на концах заготовок обсадных труб и муфт, отличающийся тем, что упорную резьбу нарезают путем последовательного точения заготовок на токарном станке с числовым программным управлением (ЧПУ) черновой резьбовой гребенкой с передним углом 10-15°, зубья которой выполнены с упрочняющими фасками и округленными режущими кромками с нанесенным методом химического осаждения при умеренной температуре (МТ CVD) многослойным покрытием, и чистовым фасонным резцом, при этом черновой припуск удаляют за 1, 2 или 3 перехода с охлаждением при скорости резания, обеспечивающей дробление стружки, чистовой припуск удаляют за 3-7 переходов с глубиной резания 0,03-0,07 мм, последний из которых выполняют без охлаждения, сниженной частоте вращения шпинделя и осевом смещении упомянутого фасонного резца на 0,03-0,09 мм в сторону, противоположную движению подачи, причем используют фасонный резец, выполненный с горизонтально расположенной передней поверхностью, с нанесенным методом физического осаждения (PVD) многослойным покрытием, причем одни из кромок, формирующие резьбовые поверхности трубы и муфты, контактирующие при свинчивании, заточены с низкой шероховатостью, а другие - прямолинейная и две дугообразные режущие кромки, формирующие «стопорные» резьбовые поверхности, заточены с высокой шероховатостью, при этом гребенку и резец устанавливают на токарном станке с помощью резьбового микроскопа, в окуляре которого виден профиль нарезаемой резьбы, при этом головку микроскопа выставляют по одной из образующих обработанной наружной конической поверхности консольной жесткой заготовки, при нарезании резьбы на трубах чистовым резцом образующуюся длинную стружку направляют в контейнер, а при нарезании внутренней резьбы на муфтах стружку выводят из зоны резания и измельчают вращающейся твердосплавной торцовой фрезой.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016124411A RU2648589C2 (ru) | 2016-06-20 | 2016-06-20 | Способ нарезания резьб на концах обсадных труб и муфтах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016124411A RU2648589C2 (ru) | 2016-06-20 | 2016-06-20 | Способ нарезания резьб на концах обсадных труб и муфтах |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016124411A RU2016124411A (ru) | 2017-12-25 |
| RU2648589C2 true RU2648589C2 (ru) | 2018-03-26 |
Family
ID=61707968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016124411A RU2648589C2 (ru) | 2016-06-20 | 2016-06-20 | Способ нарезания резьб на концах обсадных труб и муфтах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2648589C2 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4244068A (en) * | 1979-03-12 | 1981-01-13 | Jo-Way Tool Company, Inc. | Method and apparatus for machining pipe collars |
| RU2214320C2 (ru) * | 2001-12-17 | 2003-10-20 | Калашников Владислав Алексеевич | Способ обработки конических резьб трубных муфт |
| RU2301726C2 (ru) * | 2005-07-04 | 2007-06-27 | ОАО "Челябинский трубопрокатный завод" | Способ нарезания упорной резьбы "баттресс" на концевых участках обсадных труб и соединительных муфт |
-
2016
- 2016-06-20 RU RU2016124411A patent/RU2648589C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4244068A (en) * | 1979-03-12 | 1981-01-13 | Jo-Way Tool Company, Inc. | Method and apparatus for machining pipe collars |
| RU2214320C2 (ru) * | 2001-12-17 | 2003-10-20 | Калашников Владислав Алексеевич | Способ обработки конических резьб трубных муфт |
| RU2301726C2 (ru) * | 2005-07-04 | 2007-06-27 | ОАО "Челябинский трубопрокатный завод" | Способ нарезания упорной резьбы "баттресс" на концевых участках обсадных труб и соединительных муфт |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016124411A (ru) | 2017-12-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhao et al. | Effect of cutting edge radius on surface roughness and tool wear in hard turning of AISI 52100 steel | |
| Grzesik et al. | Surface integrity of machined surfaces | |
| JP6232187B2 (ja) | チッピング抵抗性切削タップ | |
| WO2007015095A1 (en) | Twist drill | |
| CN108136519B (zh) | 精铣工具，特别是立铣刀 | |
| KR102165842B1 (ko) | 드릴 구멍을 생성하기 위한 천공 기구 및 방법 | |
| Lv et al. | Effects of cutting edge radius on cutting force, tool wear, and life in milling of SUS-316L steel | |
| Hlembotska et al. | Modelling the loading of the nose-free cutting edges of face mill with a spiral-stepped arrangement of inserts | |
| Wojciechowski et al. | The influence of tool wear on the vibrations during ball end milling of hardened steel | |
| Caldeirani Filho et al. | Influence of cutting conditions on tool life, tool wear and surface finish in the face milling process | |
| US8708621B2 (en) | Spiral fluted tap and method for manufacturing the same | |
| Mativenga et al. | A study of cutting forces and surface finish in high-speed machining of AISI H13 tool steel using carbide tools with TiAIN based coatings | |
| Han et al. | Investigation on self-fabricated PCD cutter and its application in deep-and-narrow micro-grooves | |
| RU2648589C2 (ru) | Способ нарезания резьб на концах обсадных труб и муфтах | |
| Ibrahim et al. | Study the influence of a new ball burnishing technique on the surface roughness of AISI 1018 low carbon steel | |
| Kim et al. | Experimental study on environmentally-friendly micro end-milling process of Ti-6Al-4V using nanofluid minimum quantity lubrication with chilly gas | |
| Soshi et al. | A productive and cost-effective CBN hard milling-based fabrication method of hardened sliding guideways made of refined cast iron | |
| Kundrák et al. | Some topics in process planning of rotational turning | |
| US20170113283A1 (en) | Drilling tool and method for producing drill hoels | |
| SUGANUMA et al. | 0520 Enhancing Cutting Performance of Diamond Coating Tool by Edge Sharpening with Short Pulse Laser | |
| Arunachalam et al. | Analysing the process behaviour of abrasive reaming using an experimental approach | |
| Astakhov | Fundamentals of the selection of cutting tool geometry parameters | |
| Koga et al. | Spin turning of hardened steel using a rod tool made of cemented carbide and on-machine forming of rod tool | |
| Singh | Machining Operations | |
| Plichta et al. | Comparative analysis of turning and traverse grinding of bearing steel parts in hardened state |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180621 |