解决双刀加工螺纹出现台阶的方法
【专利摘要】本发明涉及一种解决加工螺纹出现台阶的方法，尤其是一种解决双刀加工螺纹出现台阶的方法，包括以下工艺步骤：（1）设定卡盘端面的中心为管坏工件的原点，以管坯的轴向作为Z轴方向，以管坯的径向作为X、Y轴方向；（2）将管坯固定在卡盘上由卡爪夹紧，管坯伸出卡盘的长度为L+Δl，L为为加工完成后管坯伸出卡盘端面的长度；（3）分别用上下刀台加工一段外圆，测量其两端的直径，并计算每毫的变化量（4）分别将上下两把刀加工外圆直径每毫米的变化量代入螺纹加工程序，使上下刀台加工螺纹时轨迹角度一致，精刀轨迹覆盖粗车螺纹刀的轨迹，加工出来的螺纹没有台阶。采用本发明所述方法加工螺纹时，螺纹不易出现台阶，螺纹刀具寿命稳定，加工出来的产品精度高。
【专利说明】解决双刀加工螺纹出现台阶的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种解决加工螺纹出现台阶的方法，尤其是一种解决双刀加工螺纹出现台阶的方法。
【背景技术】 [0002]在API SPEC 5T1 (美国石油学会规范)标准中，对于螺纹上台阶是不符合要求的，当用数控车床加工外螺纹时，特别是双刀台(上下两个螺纹刀)加工螺纹时，若主轴发生偏心，即主轴的轴线不平行于刀杆Z向平移时的轴线，会导致加工螺纹时螺纹刀削量不均匀，并且上下两工位的螺纹的母线的轴线不是一个重合的线，容易产生螺纹台阶现象。
[0003]当主轴未发生倾斜时，如图1加工一段圆柱，A点与B点的直径D与Dl相等；当主轴发生如图2、3的倾斜时，用上刀台加工一段圆柱，A点与B点的直径D与Dl不相等，管端的直径D大于靠近卡盘Dl的尺寸，呈现为倒锥形；当主轴发生如图4、5的倾斜时，用下刀台加工一段圆柱，A点与B点的直径D与Dl不相等，管端的直径D小于靠近卡盘Dl的尺寸，呈现为顺锥形；当主轴如图10-12发生倾斜时，上刀台螺纹先粗车，下刀台螺纹精车，由于上下两刀台加工的螺纹轴线不重合，精刀的切削量无法包容粗刀的轨迹，导致精刀完成后局部螺纹上有台阶。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种解决加工螺纹出现台阶的方法，该生产方法能使上下两刀台的螺纹刀加工的螺纹轨迹平行，能使精加工的螺纹轨迹完全包容粗车螺纹的轨迹，保证加工产品的螺纹没有台阶。
[0005]按照本发明提供的技术方案，解决加工螺纹出现台阶的方法，在发生主轴倾斜的数控车丝机ΡΤ-5上进行，该数控车丝机为三轴联动机床，机床有上下两个刀台，操作系统为FANUC系统；其特征是，包括以下工艺步骤:
(1)建立坐标系:设定卡盘端面的中心为管还工件的原点，以管还的轴向作为Z轴方向，以管坯的径向作为X、Y轴方向；
(2)将管坯固定在卡盘上由卡爪夹紧，用上刀台单独扒一段外圆，用外径千分尺测量该外圆前后的直径，再用下刀台单独扒一段外圆，用外径千分尺测量该外圆前后的直径；
(3)分别计算上下刀台单独扒外圆每毫米的直径差值，并取绝对值；
(4)根据所要加工螺纹的长度，计算螺纹总长范围内需要的补偿量，将其代入程序，同时根据卡盘倾斜的方向和刀台上下位置，确定螺纹总长范围内所需要的补偿量，以及补偿量的正负方向；
(5)程序补偿量完成后,重新换一支管还,管还伸出卡盘的长度为L+Δ1，L为加工完成后管坯伸出卡盘端面的长度，Λ I为加工端面余量；
(6)自动运行程序运用直线切削指令G01、螺纹切削指令G33，分别将管坯的端面、内外倒角、外圆和螺纹先后加工好，螺纹加工出来没有任何台阶，符合API标准要求。[0006]本发明具有以下优点:
(1)采用本发明所述方法时，上下工位的刀具分别用同样程序加工一物件其轨迹均呈镜像，加工螺纹时不易产生台阶；
(2)由于上下刀具轨迹相同，切削余量均匀，刀具使用寿命稳定，不易出现崩刀现象；
(3)切削余量均匀，使加工螺纹时不易产生“让刀”，及螺纹的椭圆度降低，从而提高了广品的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为主轴未发生倾斜时加工外圆时的示意图。
[0008]图2、3为当主轴发生倾斜用上刀台加工外圆时的示意图。
[0009]图4、5为当主轴发生倾斜用下刀台加工外圆时的示意图。
[0010]图6、7为当主轴发生倾斜用上刀台试加工外圆时的示意图。
[0011]图8、9为当主轴发生倾斜用下刀台试加工外圆时的示意图。
[0012]图10为当主轴发生倾斜时未使用补偿切削螺纹的示意图。
[0013]图11为图10中A处 局部放大图。
[0014]图12为图10中B处局部放大图。
[0015]图13为当主轴发生倾斜时使用补偿切削螺纹的示意图。
[0016]图14为图13中C处局部放大图。
[0017]图15为图13中D处局部放大图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
[0019]实施例:一种解决双刀加工螺纹出现台阶的方法，如图6、及图13~15所示，在数控车丝机PT-5上进行，该数控车丝机为三轴(X、Y、Z)机床，操作系统为FANUC系统；本实施例中该管坯的外径为D=177.8_，壁厚为10.36_，螺纹的锥度为1:16，编程时螺纹总长为124.0mm,管坯的钢级为N80-1 (API标准钢级)，所要加工的螺纹扣型为偏梯形螺纹(BC)，采用以下工艺步骤:
(1)建立坐标系:设定卡盘端面的中心为管还工件的原点，以管还的轴向作为Z轴方向(即前后移动方向为Z轴方向)，以管还的径向作为X、Y轴方向(即上下移动方向为Χ、Y轴方向，上刀台为X，下刀台为Y)；
(2)将管坯固定在卡盘上由卡爪夹紧，管坯伸出卡盘的长度为L+Λ1，L=215mm为加工完成后管还伸出卡盘端面的长度，Δ l=:T2mm,为加工端面余量；
(3)如图6、7，选用成都工研生产的成型外圆刀片，刀片型号为C/26417;运用直线切削指令G01，用上刀台的外圆刀车一段直径为Φ 176mm，LI长IOOmm长的圆柱(不包含加工端面余量)，再选用成都工研的端面刀，刀片型号为C/32246/B，将管坯的端面车面，加工过程中管坯以280转/分钟的速度转动，并使用冷却水进行冷却，保证平完端面后的管坯端面至卡盘端面的距离为L，即215mm ；
(4)如图6、7，测量A点与B点的直径(D与Dl)，测量A点直径为175.88mm,测量B点直径为176.0lmm ； (5)如图8、9，按上述(3)的方法，用上面这一管坯，用下刀台的外圆刀，加工一直径为Φ 175mm的外圆，长度LI为IOOmm ；
(6)如图8、9，测量A点与B点的直径(D与Dl)，测量A点直径为175.98mm,测量B点直径为176.13mm ；
(7)分别计算上、下刀台加工外圆时每毫米的直径变化量，计算图6、7中，每毫米的变化量为0.0013mm ;计算图8、9中，每毫米的变化量为0.0015mm；
(8)将上、下刀台的补偿量代入程序，已知螺纹长度为124mm，上刀台螺纹X轴终点坐标需加上124*0.0013=0.1612mm，下刀台螺纹Y轴终点坐标需减去124*0.0015=0.186mm ；
(9)程序修改完成后，上、下螺纹刀均采用成都工研的刀具，刀具型号为C5BW1-5，重新更换一管坯，自动运行程序，加工完成后，如图13?15，下刀台精刀的轨迹能把上刀台轨迹全部覆盖，螺纹前中后均无台阶。
【权利要求】
1.一种解决双螺纹加工螺纹出现螺纹台阶的方法，在数控车丝机PT-5上进行，该数控车丝机为三轴机床，操作系统为FANUC系统；其特征是，包括以下工艺步骤: (1)建立坐标系:设定卡盘端面的中心为管坏工件的原点，以管坯的轴向作为Z轴方向，以管坯的径向作为X、Y轴方向； (2)将管坯固定在卡盘上由卡爪夹紧，用上刀台单独扒一段外圆，用外径千分尺测量该外圆前后的直径，再用下刀台单独扒一段外圆，用外径千分尺测量该外圆前后的直径； (3)分别计算上下刀台单独扒外圆每毫米的直径差值，并取绝对值； (4)根据所要加工螺纹的长度，计算螺纹总长范围内需要的补偿量，将其代入程序，同时根据卡盘倾斜的方向和刀台上下位置，确定螺纹总长范围内所需要的补偿量，以及补偿量的正负方向； (5)程序补偿量完成后,重新换一支管还,管还伸出卡盘的长度为L+Δ1，L为为加工完成后管坯伸出卡盘端面的长度，ΛI为加工端面余量； (6)自动运行程序运用直线切削指令G01、螺纹切削指令G33，分别将管坯的端面、内外倒角、外圆和螺纹先后加工好。
【文档编号】G06F17/50GK103769694SQ201310680707
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】乔礼勇 申请人:无锡西姆莱斯石油专用管制造有限公司