一種油套管特殊螺紋加工刀片及加工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種油套管特殊螺紋加工刀片及加工方法，涉及加工制造技術(shù)領(lǐng)域。所述刀片包括螺紋主體車刀和螺紋輪廓車刀，所述螺紋主體車刀的切削刃輪廓形狀與所述螺紋輪廓車刀的切削刃輪廓形狀相同，所述螺紋輪廓車刀的切削刃輪廓形狀與目標(biāo)特殊螺紋牙型輪廓線相吻合。所述方法包括：使用螺紋主體車刀車削出目標(biāo)特殊螺紋的牙型主體部分；使用螺紋輪廓車刀一次車削出目標(biāo)特殊螺紋牙型輪廓。本發(fā)明解決現(xiàn)有油套管特殊螺紋加工中刀具磨損快、加工效率低、車削出的螺紋精度差的問題。
【專利說明】
一種油套管特殊螺紋加工刀片及加工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及加工制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種油套管特殊螺紋加工刀片及加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著油氣田開發(fā)進(jìn)入新階段，API螺紋接頭已經(jīng)難以適應(yīng)油套管高連接性和密封性的要求，國(guó)內(nèi)外油套管制造廠和科研機(jī)構(gòu)加大了力度進(jìn)行特殊螺紋設(shè)計(jì)和加工研究。來自歐洲瓦盧內(nèi)克.曼內(nèi)斯曼、美國(guó)漢廷Hunting、美國(guó)Hydril、阿根廷Tenaris等企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出各種類型的油套管特殊螺紋，而國(guó)內(nèi)的天津鋼管公司、上海寶鋼、華菱衡鋼等也開發(fā)出各有特點(diǎn)的油套管特殊螺紋。特殊螺紋結(jié)構(gòu)新穎，螺紋形狀復(fù)雜，由于其具有高連接強(qiáng)度和高密封性能，對(duì)其加工精度也提出了更高要求。
[0003]加工API螺紋一般采用螺紋梳刀，加工效率快，成材率高。但是由于特殊螺紋的螺紋形狀復(fù)雜，使其難以用普通螺紋梳刀進(jìn)行加工，故，國(guó)、內(nèi)外工廠多采用成型單齒刀片進(jìn)行加工。不過實(shí)際生產(chǎn)中，使用成型單齒刀片加工特殊螺紋，存在以下問題:單齒切削量大，刀片磨損快，不及時(shí)更換刀片導(dǎo)致加工出的螺紋參數(shù)不符合特殊螺紋技術(shù)要求，而，頻繁更換刀具一方面降低了生產(chǎn)效率，另一方面增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種油套管特殊螺紋加工刀片及加工方法，從而解決現(xiàn)有油套管特殊螺紋加工中刀具磨損快、加工效率低、車削出的螺紋精度差的問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述油套管特殊螺紋加工刀片，所述刀片包括螺紋主體車刀和螺紋輪廓車刀，所述螺紋主體車刀的切削刃輪廓形狀與所述螺紋輪廓車刀的切削刃輪廓形狀相同，所述螺紋輪廓車刀的切削刃輪廓形狀與目標(biāo)特殊螺紋牙型輪廓線相吻入口 ο
[0006]優(yōu)選地，所述螺紋主體車刀的前車削刃與所述螺紋輪廓車刀的前車削刃平行，所述螺紋輪廓車刀的后車削刃為垂直水平面的垂直面或向前車削刃偏斜的斜面。
[0007]優(yōu)選地，所述螺紋主體車刀的切削底部寬度比所述螺紋輪廓車刀切削底部寬度小d，d取值0.1?0.2mm。
[0008]更優(yōu)選地，所述螺紋主體車刀的前車削刃的長(zhǎng)度、寬度比對(duì)應(yīng)的所述螺紋輪廓車刀的前車削刃的長(zhǎng)度、寬度小d/2;
[0009]所述螺紋主體車刀的頂部車削刃的長(zhǎng)度、寬度比對(duì)應(yīng)的所述螺紋輪廓車刀的頂部車削刃的長(zhǎng)度、寬度小d/2。
[0010]優(yōu)選地，螺紋主體車刀和螺紋輪廓車刀均為單齒刀片。
[0011 ]本發(fā)明所述使用油套管特殊螺紋加工刀片加工螺紋的方法，所述方法包括:
[0012]SI，使用螺紋主體車刀車削出目標(biāo)特殊螺紋的牙型主體部分；
[0013]S2，使用螺紋輪廓車刀一次車削出目標(biāo)特殊螺紋牙型輪廓。
[0014]優(yōu)選地，在車削目標(biāo)特殊螺紋前需先在待加工件上加工出用于車削螺紋的錐面。
[0015]更優(yōu)選地，使用螺紋主體車刀在錐面上車削時(shí)，采用數(shù)控車床的螺紋車削循環(huán)指令，分多次車削出目標(biāo)特殊螺紋的牙型主體部分;同時(shí)，最后一次進(jìn)刀量需考慮切除余量不小于0.2mm ο
[0016]更優(yōu)選地，所述螺紋輪廓刀片進(jìn)行車削時(shí)走刀路線與所述螺紋主體刀片車削的最后一刀走刀路線相同。
[0017]更優(yōu)選地，在車削螺紋前對(duì)刀時(shí)，所述螺紋輪廓車刀對(duì)刀Z軸坐標(biāo)需補(bǔ)償d/2，所述螺紋主體車刀的切削底部寬度比所述螺紋輪廓車刀切削底部寬度小d，d取值0.1?0.2mm。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]1、本發(fā)明所述加工刀片包括螺紋主體車刀和螺紋輪廓車刀，兩者為形狀相同大小不同車刀。螺紋主體車刀通過循環(huán)程序多次車削，加工出特殊螺紋牙型的主體部分，螺紋主體車刀的磨損對(duì)最終螺紋精度影響較小，可以加工更多接頭螺紋而不需因少量磨損而更換刀片。螺紋輪廓車刀僅車削主體車刀車削后的余量部分，車削量小，刀片的磨損小，一個(gè)輪廓刀片可以車削更多接頭螺紋。雙刀片組合車削使得在保證螺紋加工精度的同時(shí)，刀片使用量大幅下降，減低了生產(chǎn)成本。
[0020]2、本發(fā)明提出的加工兩種螺紋刀片車削特殊螺紋的加工方法，解決了普通刀片和加工工藝難以加工出負(fù)承載面特殊螺紋的技術(shù)難題，并且最后采用螺紋輪廓刀片加工確保了加工出特殊螺紋的精度要求。
[0021]3、本發(fā)明所述油套管特殊螺紋加工方法由于不需頻繁更換螺紋刀片，節(jié)省了更換刀具時(shí)間，從而提高了特殊螺紋加工的生產(chǎn)效率，能為生產(chǎn)企業(yè)增加效益。
【附圖說明】
[0022]圖1是實(shí)施例提供的負(fù)承載面特殊螺紋結(jié)構(gòu)形式示意圖，A表示導(dǎo)向面，B表示承載面；
[0023]圖2是實(shí)施例提供的螺紋主體車刀示意圖，I表示螺紋主體車刀，11表示螺紋主體車刀的前車削刃，12表示螺紋主體車刀的頂部削刃，13表示螺紋主體車刀的后車削刃；
[0024]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的螺紋輪廓車刀示意圖；2表示螺紋輪廓車刀，21表示螺紋輪廓車刀的前車削刃，22表示螺紋輪廓車刀的頂部削刃，23表示螺紋輪廓車刀的后車削刃；
[0025]圖4是實(shí)施例螺紋主體刀片和螺紋輪廓刀片車削部位示意圖，C表示待加工件的錐面。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]如圖1所示，某型套管接頭采用特殊螺紋，螺紋為負(fù)承載面偏梯形螺紋形式，牙形導(dǎo)向面角度為8°，承載面角度為-5°，齒高為1.62mm，螺距為5.08mm，螺紋錐度為1:16，螺紋端部設(shè)有密封面和扭矩臺(tái)肩。負(fù)承載面螺紋使得該螺紋接頭具有更強(qiáng)的防脫扣性能，從而保證了接頭在復(fù)雜載荷條件下的連接完整性。接頭內(nèi)外螺紋相互配合，此處以公端外螺紋為例進(jìn)行說明。
[0028]加工公端外螺紋的螺紋主體車刀見圖2，螺紋輪廓車刀見圖3，兩個(gè)車刀均為橫裝單齒刀片。螺紋輪廓車刀三個(gè)切削刃與對(duì)應(yīng)位置的特殊螺紋牙型輪廓相重合。螺紋主體車刀的刀底寬度比螺紋輪廓車刀的刀底寬度小0.2mm，螺紋主體車刀前車削刃與螺紋輪廓車刀前車削刃相平行，螺紋輪廓車刀的后車削刃向其前車削刃偏斜5°，螺紋主體車刀的前車削刃比螺紋輪廓車刀的前車削刃小0.1mm;螺紋主體車刀的頂部車削刃比螺紋輪廓車刀的頂部車削刃小0.1_。牙形的導(dǎo)向面與螺紋主體車刀或螺紋輪廓車刀的前切削刃相貼，牙形的承載面與螺紋主體車刀或螺紋輪廓車刀的后切削刃相貼。
[0029]在螺紋車削前需對(duì)鋼管上車出錐面，見圖4。錐面加工出后則使用螺紋主體車刀進(jìn)行車削，即要切除圖4中標(biāo)星的部分①，該部分即為螺紋主體部分。螺紋主體車削采用數(shù)控車床的螺紋車削循環(huán)指令，由于螺紋主體車削對(duì)螺紋精度影響較小，循環(huán)指令車削時(shí)每次進(jìn)刀量可放大，提高加工效率。該接頭螺紋加工主體車削循環(huán)可設(shè)為5次車削，每次進(jìn)刀量約0.3mm，最后一次進(jìn)刀量需考慮切除余量不小于0.2_。
[0030]待螺紋主體部分車削完成后，則使用螺紋輪廓刀片進(jìn)行車削。螺紋輪廓車削即使用螺紋輪廓刀片切除圖4中向左傾斜的斜線部分②，該部分由螺紋主體車刀車削后的余量和負(fù)承載面部分組成。螺紋輪廓刀片進(jìn)行車削的走刀路線與螺紋主體刀片循環(huán)車削的最后一刀走的路線相同。為了提高螺紋表面質(zhì)量，螺紋輪廓車削可以重復(fù)走刀一次。
[0031]通過采用本發(fā)明公開的上述技術(shù)方案，得到了如下有益的效果:
[0032]1、本發(fā)明所述加工刀片包括螺紋主體車刀和螺紋輪廓車刀。螺紋主體車刀通過循環(huán)程序多次車削，加工出特殊螺紋牙型的主體部分，螺紋主體車刀的磨損對(duì)最終螺紋精度影響較小，可以加工更多接頭螺紋而不需因少量磨損而更換刀片。螺紋輪廓車刀僅車削主體車刀車削后的余量部分，車削量小，刀片的磨損小，一個(gè)輪廓刀片可以車削更多接頭螺紋。雙刀片組合車削使得在保證螺紋加工精度的同時(shí)，刀片使用量大幅下降，減低了生產(chǎn)成本。
[0033]2、本發(fā)明提出的加工兩種螺紋刀片車削特殊螺紋的加工方法，解決了普通刀片和加工工藝難以加工出負(fù)承載面特殊螺紋的技術(shù)難題，并且最后采用螺紋輪廓刀片加工確保了加工出特殊螺紋的精度要求。
[0034]3、本發(fā)明所述油套管特殊螺紋加工方法由于不需頻繁更換螺紋刀片，節(jié)省了更換刀具時(shí)間，從而提高了特殊螺紋加工的生產(chǎn)效率，能為生產(chǎn)企業(yè)增加效益。
[0035]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種油套管特殊螺紋加工刀片，其特征在于，所述刀片包括螺紋主體車刀和螺紋輪廓車刀，所述螺紋主體車刀的切削刃輪廓形狀與所述螺紋輪廓車刀的切削刃輪廓形狀相同，所述螺紋輪廓車刀的切削刃輪廓形狀與目標(biāo)特殊螺紋牙型輪廓線相吻合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述油套管特殊螺紋加工刀片，其特征在于，所述螺紋主體車刀的前車削刃與所述螺紋輪廓車刀的前車削刃平行，所述螺紋輪廓車刀的后車削刃為垂直水平面的垂直面或向前車削刃偏斜的斜面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述油套管特殊螺紋加工刀片，其特征在于，所述螺紋主體車刀的切削底部寬度比所述螺紋輪廓車刀切削底部寬度小d，d取值0.1?0.2mm。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述油套管特殊螺紋加工刀片，其特征在于，所述螺紋主體車刀的前車削刃的長(zhǎng)度、寬度比對(duì)應(yīng)的所述螺紋輪廓車刀的前車削刃的長(zhǎng)度、寬度小d/2; 所述螺紋主體車刀的頂部車削刃的長(zhǎng)度、寬度比對(duì)應(yīng)的所述螺紋輪廓車刀的頂部車削刃的長(zhǎng)度、寬度小d/2。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述油套管特殊螺紋加工刀片，其特征在于，螺紋主體車刀和螺紋輪廓車刀均為單齒刀片。6.—種使用如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述油套管特殊螺紋加工刀片加工螺紋的方法，其特征在于，所述方法包括: SI，使用螺紋主體車刀車削出目標(biāo)特殊螺紋的牙型主體部分； S2，使用螺紋輪廓車刀一次車削出目標(biāo)特殊螺紋牙型輪廓。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述方法，其特征在于，在車削目標(biāo)特殊螺紋前需先在待加工件上加工出用于車削螺紋的錐面。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述方法，其特征在于，使用螺紋主體車刀在錐面上車削時(shí)，采用數(shù)控車床的螺紋車削循環(huán)指令，分多次車削出目標(biāo)特殊螺紋的牙型主體部分；同時(shí)，最后一次進(jìn)刀量需考慮切除余量不小于0.2_。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述方法，其特征在于，所述螺紋輪廓刀片進(jìn)行車削時(shí)走刀路線與所述螺紋主體刀片車削的最后一刀走刀路線相同。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述方法，其特征在于，在車削螺紋前對(duì)刀時(shí)，所述螺紋輪廓車刀對(duì)刀Z軸坐標(biāo)需補(bǔ)償d/2，所述螺紋主體車刀的切削底部寬度比所述螺紋輪廓車刀切削底部寬度小d，d取值0.1?0.2mmο
【文檔編號(hào)】B23G1/22GK105935819SQ201610383305
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年6月1日
【發(fā)明人】閆凱, 楊紅兵, 衛(wèi)棟, 趙新偉, 楊專釗, 田新新, 王冬林
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院, 北京隆盛泰科石油管科技有限公司