用数控车床加工石油油管螺纹
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1 前言

油管在石油工业中被广泛应用。它是用于油井内输送石油和天然气的钢管,安装于套管内,油气从油管内流升至井口。油管一般都用接箍连接,接箍两端有螺纹,因此油管螺纹是油管间连接的重要环节。
油管螺纹牙型尺寸有两种,一种为每英寸8牙的圆顶圆底的V形锥管螺纹,一种为每英寸10牙的圆顶圆底的V形锥管螺纹。
油管扣与普通螺纹相比具有许多特点,它可拆性好,连接强度高,它的牙型分布在1:16的圆锥体上,技术要求高。油管螺纹加工完后应试压,试压要求用规定的螺纹脂(丝扣油)并经过机紧后在规定的最小静水压试验压力下不出现渗漏(并保持规定的时间)。一般为25MPa~45MPa,保压5分钟左右。

图1

图2

图3
下面介绍的是在数控车床上用梳刀加工油管螺纹的实例,图1是泄油体零件图,加工设备是济南机床一厂生产的JICNC-IV数控车床,数控系统是航空航天部七○六所生产的MNC826。

2 成形梳刀车削油管螺纹的加工原理

我们知道,数控车床加工的基本原理就是插补原理。无论机床是作直线插补、圆弧插补还是螺纹插补,刀具实际的轨迹都是折线。即机床X轴走1步,Z轴走1步,刀具始终是围绕着理论轨迹作阶梯运行。利用插补原理,我们用梳刀对油管螺纹进行成形加工。所不同的是,机床的插补功能是数控系统内部设定的,只要给其坐标值后,系统既能自动进行插补运算,使刀具走出理想轨迹。而梳刀的插补运行是靠程序编制完成的,通过程序的计算和运行,不断改变刀具的起刀位置,从而能做到直接用梳刀加工出油管螺纹。这种加工方法尤其能达到油管螺纹的技术要求,保证精度,密封性好。

3 对油管扣加工进行分析、计算

我们从零件图1中可知,这是一个两头对称的27/8TBG油管螺纹,固其加工工艺分为在普通车床上加工外圆、内孔至尺寸,1:16外锥留适量余量;然后在数控车床上用油管螺纹梳刀分六次车削油管螺纹。图2为用2齿梳刀车削27/8TBG螺纹的切削图形。计算尺寸如图3。

4 编制加工程序

27/8TBG油管螺纹分六刀车削完毕,其中每一刀的程序编制除尺寸有所变化外,其它基本一样,也可编成一个车螺纹的子程序。其循环过程为:
每次切削余量有所变化,呈逐渐减少趋势,最后一刀为精车油管螺纹,余量最小。

5 结论

用普通管螺纹车床加工油管螺纹不易达到油管螺纹的技术要求,即使是能保证加工精度,调整机床也费时费力。用数控车床加工油管螺纹,靠程序可达到技术要求,同时也可保证加工零件的一致性,减轻工人劳动强度,提高生产率和经济效益。

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本文作者:石油大学(华东)机械厂 刘峰
原载:《机械工程师》1999年第5期
上载于:2006-11-19 13:21:35

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