专利名称：一种垂直缝筛管数控加工生产线及方法
技术领域：
本发明涉及一种油水井缝筛管加工设备及方法，特别涉及一种垂直缝筛管数控加 工生产线及方法。
背景技术：
割缝筛管是油田开采的关键性井下工具，其工作原理是在石油套管上加工可防砂 通油的长缝，长缝的质量决定了筛管的使用性能。目前割缝筛管的加工有几种方法，一种是 采用镶嵌法，即在套管上要求割缝的部位加工出比设计尺寸宽的开口，然后镶嵌比开口略 窄的金属块并焊牢，即形成焊缝，此种方法操作复杂，效率低下，而且精度不能保证；一种是 激光切割法，利用激光束使套管某处材料气化，形成割缝，此种方法易形成火柴头，而且缝 的表面存在热影响层，并且激光加工设备非常昂贵；一种是电火花加工，此种方法割缝尺寸 精度较低，并且效率不高，对操作要求较高；一种是陶瓷刀片切割，此种方法刀具磨损较快， 而且对加工设备的制造精度要求较高。发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种垂直缝筛管数控加工 生产线及方法，操作简单，加工效率高，采用锯齿铣刀割缝，加工出的是垂直缝，缝的表面质 量高，尺寸精度高，对套管尺寸以及割缝长度、间距的适应性强。
一种垂直缝筛管数控加工生产线，其技术方案是包括多套主机组件、套管夹紧组 件、套管支撑组件、套管分度组件、轴向移动组件和底座组件，所述的底座组件采用铸造滑 动导轨，主机组件、套管夹紧组件和套管支撑组件分别与底座组件相连，套管分度组件通过 套管轴向移动组件与底座组件相连；主机组件驱动锯齿铣刀转动对套管进行割缝；所述的套管夹紧组件包括上V块、油缸、下V ±夹，上V块和下V块夹紧套管，上、下V块 采用油缸通过齿轮齿条结构传动，可使套管夹紧后在同一中心高度；套管支撑组件包括万向轴承、螺杆副、锥齿轮、手轮，顶部设有两个倾斜的万向轴承用 来支撑套管，可使套管在径向转动和轴向移动，万向轴承的高度由锥齿轮驱动螺杆副调节， 锥齿轮的一侧连接手轮；套管分度组件包括三爪卡盘、伺服减速机、伺服电机，由伺服电机经伺服减速机传动， 驱动固定套管的三爪卡盘实现精确分度；套管轴向移动组件包括滚珠丝杠、伺服电机、直线导轨，由伺服电机经滚珠丝杠传动， 以一组直线导轨为轨道，实现精确的轴向定位；底座组件包括齿条和铸造导轨，整个底座采用铸造导轨，主机组件活动连接在底座上， 并通过齿轮、齿条在底座上任意调整位置。
上述的主机组件包括锯齿铣刀进给部分、锯齿铣刀传动部分、锯齿铣刀主轴部分、 机头位置调节部分，锯齿铣刀进给部分采用两根圆导柱导向，油缸驱动，使慢速进给稳定， 锯齿铣刀传动部分由异步电动机通过皮带轮、齿轮箱减速，驱动锯齿铣刀转动，皮带轮采用窄V带，皮带轮间距采用螺杆调节，锯齿铣刀主轴部分采用辅助轴，增强锯齿铣刀主轴的刚 度，主轴采用滑动轴承，使锯齿铣刀工作稳定，机头位置调节部分采用一对螺纹副，使两机 头可以在底板上对称移动。
上述的上V块采用四根圆形导柱做轨道。
上述的主机组件通过大传动比降速传动，皮带传动与齿轮传动配合使用。
每两把锯齿铣刀作为一个进给组，整条生产线由10个进给组组成。
一种垂直缝筛管数控加工生产的方法，其技术方案是套管在套管支撑组件的支撑下轴向移动，放到数控分度组件的卡盘中，然后卡盘夹紧， 套管夹紧组件将整根套管夹紧，锯齿铣刀传动组件驱动锯齿铣刀转动，锯齿铣刀进给组件 根据套管参数设定进给速度，驱动锯齿铣刀径向进给，工作时，根据割缝长度要求，设定锯 齿统刀径向进给深度，完成加工后，锯齿统刀自动返回原位；锯齿铣刀返回原位后，套管夹紧组件松开套管，套管由套管支撑组件支撑住，数控分度 组件转动套管，实现分度，然后套管夹紧组件夹紧套管，锯齿铣刀进给组件驱动锯齿铣刀进 给，加工套管；当割缝加工完一整圈后，套管夹紧组件松开套管，套管轴向移动组件驱动套管轴向移 动一段距离，继续加工下一圈割缝。
本发明的有益效果是采用本发明进行套管割缝，其成本低，操作简单，锯片铣刀 寿命长，加工效率高，割缝的表面质量高，尺寸精度及位置精度高，可加工各种参数的套管 以及割缝；另外，采用锯齿铣刀割缝，加工出的是垂直缝，缝的表面质量高，尺寸精度高，对 套管尺寸以及割缝长度、间距的适应性强。
附图1是本发明的结构示意图；附图2.1是本发明的主机组件的结构示意图；附图2. 2是本发明的主机组件的侧视图；附图3.1是本发明的套管夹紧组件的结构示意图；附图3. 2是本发明的套管夹紧组件的侧视图；附图4是本发明的套管支撑组件的结构示意图；附图5.1是本发明的套管分度组件与套管移动组件的结构示意图；附图5. 2是本发明的套管分度组件与套管移动组件的侧视图；附图6是本发明的底座组件的结构示意图；上图中主机组件1、套管2、套管夹紧组件3、套管支撑组件4、套管分度组件5、套管轴 向移动组件6、底座组件7 ;异步电动机8、螺杆9、导柱10、齿轮11、底板12、齿轮箱13、皮带 轮14、油缸15、螺纹副16、辅助轴17、滑动轴承18、锯齿铣刀19 ;上V块20、齿条21、齿轮 22、齿条23、油缸24、下V块25、导柱26 ;万向轴承27、螺杆副28、锥齿轮29、手轮30 ;三爪 卡盘31、伺服减速机32、伺服电机33、滚珠丝杠34、伺服电机35、直线导轨36 ;齿条37、铸 造导轨38。
具体实施方式
结合附图1-6，对本发明作进一步的描述本发明提到的垂直缝筛管数控加工生产线，包括多套主机组件1、套管夹紧组件3、套 管支撑组件4、套管分度组件5、轴向移动组件6和底座组件7，所述的底座组件7采用铸造 滑动导轨，主机组件1、套管夹紧组件3和套管支撑组件4分别与底座组件7相连，套管分度 组件5通过套管轴向移动组件6与底座组件7相连；主机组件I驱动锯齿铣刀转动对套管 进行割缝；主机组件包括锯齿铣刀进给部分、锯齿铣刀传动部分、锯齿铣刀主轴部分、机头位置调 节部分，锯齿铣刀进给部分采用两根圆导柱10导向，油缸15驱动，使慢速进给稳定，锯齿铣 刀传动部分由异步电动机8通过皮带轮14、齿轮箱13减速，驱动锯齿铣刀19转动，皮带轮 采用窄V带，皮带轮间距采用螺杆调节9，锯齿铣刀主轴部分采用辅助轴17，增强锯齿铣刀 主轴的刚度，主轴采用滑动轴承18，使锯齿铣刀19工作稳定，机头位置调节部分采用一对 螺纹副16,使两机头可以在底板12上对称移动。
其中，套管夹紧组件3包括上V块20、油缸24、下V块25，上V块20和下V块25 夹紧套管，上、下V块采用油缸24通过齿轮齿条结构传动，可使套管夹紧后在同一中心高 度；套管支撑组件4包括万向轴承27、螺杆副28、锥齿轮29、手轮30，顶部设有两个倾斜的 万向轴承27用来支撑套管,可使套管在径向转动和轴向移动,万向轴承27的高度由锥齿轮 29驱动螺杆副28调节，锥齿轮29的一侧连接手轮30 ；套管分度组件5包括三爪卡盘31、伺服减速机32、伺服电机33，由伺服电机33经伺服 减速机32传动，驱动固定套管的三爪卡盘31实现精确分度；套管轴向移动组件6包括滚珠丝杠34、伺服电机35、直线导轨36，由伺服电机35经滚 珠丝杠34传动，以一组直线导轨36为轨道，实现精确的轴向定位；底座组件7包括齿条37和铸造导轨38，整个底座采用铸造导轨38，主机组件活动连接 在底座上，并通过齿轮11、齿条37在底座上任意调整位置。
另外，上V块20采用四根圆形导柱26做轨道，主机组件I通过大传动比降速传动， 皮带传动与齿轮传动配合使用。每两把锯齿铣刀19作为一个进给组，整条生产线由10个 进给组组成。
一种垂直缝筛管数控加工生产的方法，具体如下套管2在套管支撑组件4的支撑下轴向移动，放到数控分度组件5的卡盘中，然后卡盘 夹紧，套管夹紧组件3将整根套管夹紧，锯齿铣刀传动组件I驱动锯齿铣刀转动，锯齿铣刀 进给组件7根据套管2参数设定进给速度，驱动锯齿铣刀径向进给，工作时，根据割缝长度 要求，设定锯齿统刀径向进给深度，完成加工后，锯齿统刀自动返回原位；锯齿统刀返回原 位后，套管夹紧组件3松开套管2，套管2由套管支撑组件4支撑住，数控分度组件5转动套 管2，实现分度，然后套管夹紧组件3夹紧套管2，锯齿铣刀进给组件7驱动锯齿铣刀进给， 加工套管；当割缝加工完一整圈后，套管夹紧组件3松开套管2，套管轴向移动组件6驱动 套管2轴向移动一段距离，继续加工下一圈割缝。
此加工过程根据割缝的长度、间距等加工参数，在数控系统中预先编制程序，每一 跟套管只要调出程序，输入一个开始加工信号，即可一次性完成整根套管的加工。
权利要求
1.一种垂直缝筛管数控加工生产线，其特征是包括多套主机组件(I)、套管夹紧组件 (3 )、套管支撑组件(4)、套管分度组件(5 )、轴向移动组件(6 )和底座组件(7 )，所述的底座组件(7)采用铸造滑动导轨，主机组件(I)、套管夹紧组件(3)和套管支撑组件(4)分别与底座组件(7)相连，套管分度组件(5)通过套管轴向移动组件(6)与底座组件(7)相连；主机组件(I)驱动锯齿铣刀转动对套管进行割缝；所述的套管夹紧组件(3 )包括上V块(20 )、油缸(24)、下V块(25 )，上V块(20 )和下V 块(25)夹紧套管，上、下V块采用油缸(24)通过齿轮齿条结构传动，可使套管夹紧后在同一中心高度；套管支撑组件(4)包括万向轴承(27)、螺杆副(28)、锥齿轮(29)、手轮(30)，顶部设有两个倾斜的万向轴承(27)用来支撑套管，可使套管在径向转动和轴向移动，万向轴承(27) 的高度由锥齿轮(29)驱动螺杆副(28)调节，锥齿轮(29)的一侧连接手轮(30)；套管分度组件(5)包括三爪卡盘(31)、伺服减速机(32)、伺服电机(33)，由伺服电机 (33)经伺服减速机(32)传动，驱动固定套管的三爪卡盘(31)实现精确分度；套管轴向移动组件(6 )包括滚珠丝杠(34 )、伺服电机(35 )、直线导轨(36 ),由伺服电机 (35)经滚珠丝杠(34)传动，以一组直线导轨(36)为轨道，实现精确的轴向定位；底座组件(7)包括齿条(37)和铸造导轨(38)，整个底座采用铸造导轨(38)，主机组件活动连接在底座上，并通过齿轮(11)、齿条(37 )在底座上任意调整位置。
2.根据权利要求1所述的垂直缝筛管数控加工生产线，其特征是所述的主机组件包括锯齿纟先刀进给部分、锯齿纟先刀传动部分、锯齿纟先刀主轴部分、机头位置调节部分，锯齿统刀进给部分采用两根圆导柱(10)导向，油缸(15)驱动，使慢速进给稳定，锯齿铣刀传动部分由异步电动机(8 )通过皮带轮(14)、齿轮箱(13)减速，驱动锯齿铣刀(19 )转动，皮带轮采用窄V带，皮带轮间距采用螺杆调节(9)，锯齿铣刀主轴部分采用辅助轴(17)，增强锯齿铣刀主轴的刚度，主轴采用滑动轴承(18)，使锯齿铣刀(19)工作稳定，机头位置调节部分采用一对螺纹副(16)，使两机头可以在底板(12)上对称移动。
3.根据权利要求1所述的垂直缝筛管数控加工生产线，其特征是所述的上V块(20) 采用四根圆形导柱(26)做轨道。
4.根据权利要求1所述的垂直缝筛管数控加工生产线，其特征是所述的主机组件(I) 通过大传动比降速传动，皮带传动与齿轮传动配合使用。
5.根据权利要求1所述的垂直缝筛管数控加工生产线，其特征是每两把锯齿铣刀 (19)作为一个进给组，整条生产线由10个进给组组成。
6.一种采用如上权利要求的垂直缝筛管数控加工生产的方法，其特征是套管(2)在套管支撑组件(4)的支撑下轴向移动，放到数控分度组件(5)的卡盘中， 然后卡盘夹紧，套管夹紧组件(3)将整根套管夹紧，锯齿铣刀传动组件(I)驱动锯齿铣刀转动，锯齿铣刀进给组件(7)根据套管(2)参数设定进给速度，驱动锯齿铣刀径向进给，工作时，根据割缝长度要求，设定锯齿铣刀径向进给深度，完成加工后，锯齿铣刀自动返回原位；锯齿统刀返回原位后，套管夹紧组件(3)松开套管(2),套管(2)由套管支撑组件(4)支撑住，数控分度组件(5)转动套管(2)，实现分度，然后套管夹紧组件(3)夹紧套管(2)，锯齿铣刀进给组件(7)驱动锯齿铣刀进给，加工套管；当割 缝加工完一整圈后，套管夹紧组件(3)松开套管(2)，套管轴向移动组件(6)驱动套管(2)轴向移动一段距离，继续加工下一圈割缝。
全文摘要
本发明涉及一种油水井缝筛管加工设备及方法，特别涉及一种垂直缝筛管数控加工生产线及方法。包括多套主机组件、套管夹紧组件、套管支撑组件、套管分度组件、轴向移动组件和底座组件，所述的底座组件采用铸造滑动导轨，主机组件、套管夹紧组件和套管支撑组件分别与底座组件相连，套管分度组件通过套管轴向移动组件与底座组件相连；主机组件驱动锯齿铣刀转动对套管进行割缝；有益效果是采用本发明进行套管割缝，其成本低，操作简单，锯片铣刀寿命长，加工效率高，割缝的表面质量高，尺寸精度及位置精度高，可加工各种参数的套管以及割缝；另外，采用锯齿铣刀割缝，加工出的是垂直缝，缝的表面质量高，尺寸精度高，对套管尺寸以及割缝长度、间距的适应性强。
文档编号B23C3/00GK102990144SQ201210552238
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月19日 优先权日2012年12月19日
发明者鲁德泉 申请人:东营明德石油科技有限公司