CN103084597A - 数控车丝机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控车丝机，包括A刀杆和B刀杆，所述A刀杆的组合刀夹上安装有车丝刀；所述B刀杆的B刀杆冷却水通道上设置有B刀杆水孔，所述B刀杆的外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹上分别安装有扒荒刀，所述外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹上分别设置有扒荒刀冷却水通道和扒荒刀冷却水孔，所述扒荒刀冷却水通道分别连通所述外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹的冷却水通道，所述冷却水通道连接到所述B刀杆水孔上。利用本发明数控车丝机车丝过程的载荷降低了40%，同时解决了单项值不稳定和白脖缺陷的问题。

Description

数控车丝机

技术领域

本发明涉及一种数控机床技术，具体说，涉及一种数控车丝机。

背景技术

CTM-30车丝机是由德国引进的油套管加工专用数控车丝机，加工方式为管子固定，工具头旋转，使用组合刀具，多个刀片车丝一次成型，加工效率高。

如图1所示，是现有技术中CTM-30车丝机中刀杆的刀杆结构图之一。如图2所示，是现有技术中CTM-30车丝机中刀杆的刀杆结构图之二。工具头上装有6个刀杆（A1~A3，B1~B3）和6个组合刀夹（A1~A3，B1~B3），刀具固定在组合刀夹上。车丝机有6个刀位，A1、A2、A3安装车丝刀，B1、B2、B3就安装外倒刀、端面到和内倒刀。

在加工圆螺纹时因为切削量较大，在螺纹结束后刀片还没有离开管体表面，需要有个退刀的过程。而组合刀具设计为扒荒刀与螺纹梳刀安装在同一个固定的刀夹内，扒荒刀先于螺纹梳刀车丝，所以在退刀时扒荒刀已经在螺纹总长之外车削了一段管子表面（即产生了白脖）。

如图3所示，是现有技术中车丝刀与扒荒刀安装在同一个组合刀夹内的结构图。车丝刀12和扒荒刀13安装在一个固定的组合刀夹11上，扒荒刀13位于车丝刀12前20mm处，两把刀的切削量不能单独控制，在车丝刀12退刀时，扒荒刀13已经在有效螺纹之外车削了一段20mm长的白脖。

由于油套管上产生白脖，在油田下井时，不能准确判断螺纹尾扣，无法判断油套管的拧接结果。这种情况的出现，使得生产厂家经常收到油田提出的异议，导致圆螺纹不能正常生产。其次，因为采用一次车丝成型，切削负载大，使用中发现工具头的刚度不够，导致产品单项值极不稳定，高钢级和偏梯形螺纹的油、套管不能正常生产。同时较大的切削力使得刀具消耗量增大，工具头使用寿命低，平均每各月要更换一次工具头。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种数控车丝机，同时解决了车丝过程中产生的单项值不稳定和白脖缺陷的问题。

技术方案如下：

一种数控车丝机，包括A刀杆和B刀杆，所述A刀杆的组合刀夹上安装有车丝刀；所述B刀杆的B刀杆冷却水通道上设置有B刀杆水孔，所述B刀杆的外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹上分别安装有扒荒刀，所述外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹上分别设置有扒荒刀冷却水通道和扒荒刀冷却水孔，所述扒荒刀冷却水通道分别连通所述外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹的冷却水通道，所述冷却水通道连接到所述B刀杆水孔上。

进一步：所述外倒刀夹上安装有外倒刀和所述扒荒刀，所述端面刀夹上安装有端面刀和所述扒荒刀，所述内倒刀夹上安装有内倒刀和扒荒刀。

进一步：所述扒荒刀为圆形。

进一步：所述扒荒刀的直径为16mm。

与现有技术相比，技术效果如下：

利用本发明车丝过程中，载荷降低了40%，同时解决了单项值不稳定和白脖缺陷的问题。使用本发明后，经过现场实验，成功车丝了直径139.7mm、177.8mm、244.5mm三个规格的圆螺纹和偏梯螺纹套管。因为降低了加工过程中丝杠负载，丝扣单项值明显稳定，提高了成材率，一次车丝合格率由95%提高到99%以上。同时降低了刀具消耗，吨钢刀具消耗降低了10元。工具头寿命提高一倍，降低了工具头精度的要求，精度从0.02mm降低到0.05mm。从根本上消除了长圆螺纹存在的白脖缺陷。

附图说明

图1是现有技术中CTM-30车丝机中刀杆的刀杆结构图之一；

图2是现有技术中CTM-30车丝机中刀杆的刀杆结构图之二；

图3是现有技术中车丝刀与扒荒刀安装在同一个组合刀夹内的结构图；

图4是本发明中从A刀杆上去掉扒荒刀的改装示意图；

图5是本发明中扒荒刀改装到B刀杆上外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹上的叠加示意图；

图6a是本发明中改进后的外倒刀夹的正视图；

图6b是本发明中改进后的外倒刀夹的仰视图；

图6c是本发明中改进后的外倒刀夹的俯视图；

图7a是本发明中改进后的端面刀夹的正视图；

图7b是本发明中改进后的端面刀夹的仰视图；

图7c是本发明中改进后的端面刀夹的俯视图；

图8a是本发明中改进后的内倒刀夹的正视图；

图8b是本发明中改进后的内倒刀夹的仰视图；

图8c是本发明中改进后的内倒刀夹的俯视图；

图9a是本发明中B刀杆的结构图；

图9b是本发明中B刀杆的剖面图。

具体实施方式

分析现有技术中存在问题的原因：单项值不稳定的原因主要是工具头的刚度不够，车丝过程中丝杠负载大，产生了弹性变形，使得车丝后产品数据不稳定，特别是在加工高钢级时候数据变化大。要想稳定车丝后的螺纹参数就必须降低车丝过程中丝杠的负载。

1、产生较大负载的原因。

原来的车丝机采用加工一次成型，效率高但是负载大。负载主要来自车丝刀和扒荒刀。而车丝刀与扒荒刀恰好安装在一个组合刀夹，组合刀夹11位于A刀杆上。

能有效降低负载的方法就是改一次成型为多次成型。

2、分析产生白脖的原因。

本发明中，解决以上两个问题的方法是，将车丝刀12和扒荒刀13从一个组合刀夹11内分开，同时将加工工艺由一次成型改为一遍扒荒一遍车丝的加工工艺。

本发明根据现有设备问题，在不改变加工方式和工具头的情况下，改变原加工工艺，根据新工艺设计刀杆、组合刀夹和刀片，通过工艺革新达到解决问题的目的。

如图4所示，是本发明中从A刀杆上去掉扒荒刀13的改装示意图；如图5所示，是本发明中扒荒刀13改装到B刀杆上的外倒刀夹17、端面刀夹18和内倒刀夹19上的叠加示意图。

车丝刀12位置不变还安装在A刀杆的组合刀夹11上，去掉扒荒刀13，将去掉的扒荒刀13分别改装到B刀杆的外倒刀夹17、端面刀夹18和内倒刀夹19上，使得外倒刀夹17上安装外倒刀14和扒荒刀13，端面刀夹18上安装端面刀15和扒荒刀13，内倒刀夹19上安装内倒刀16和扒荒刀13。

因图5是外倒刀夹17、端面刀夹18和内倒刀夹19的叠加示意图，左上方的方块表示外倒刀14，中间的方块为端面刀15，右上方的方块为内倒刀16，右下方的圆圈是改进后的扒荒刀13。

如图6a所示，是本发明中改进后的外倒刀夹17的正视图，图6b是本发明中改进后的外倒刀夹17的仰视图，图6c是本发明中改进后的外倒刀夹17的俯视图。

外倒刀夹17的改进包括：改进的外倒刀夹17是在保证外倒刀14位置不变的情况下增加了扒荒刀13。在原来外倒刀14位置不变的情况下，在外倒刀夹17上增加一个扒荒刀13（图6c中左下的圆形刀），增加了高度（图6c中左下部为新增加的部分，所以说高度增加了），同时相应的外倒刀夹17增加了扒荒刀冷却水通道131和扒荒刀冷却水孔132，该扒荒刀冷却水通道131和外倒刀夹17原有的冷却水通道相通。

扒荒刀13的改进：因为外倒刀夹17高度增加，受加工空间位置限制，把原来19*19mm的方块形扒荒刀改为Φ16（直径16mm）的圆形的扒荒刀13，增加了刀刃的使用率，能够节省刀具消耗。

相应的，对端面刀夹18、内倒刀夹19，以及端面刀夹18、内倒刀夹19上增加的扒荒刀13进行了改进。

如图7a所示，是本发明中改进后的端面刀夹18的正视图，图7b是本发明中改进后的端面刀夹18的仰视图，图7c是本发明中改进后的端面刀夹18的俯视图。

端面刀夹18的改进包括：在原来端面刀15位置不变的情况下，在端面刀夹18上增加一个扒荒刀13（图7c中左下的圆形刀），增加了高度，同时端面刀夹18相应的增加了扒荒刀冷却水通道131和扒荒刀冷却水孔132，该扒荒刀冷却水通道131和端面刀夹18原有的冷却水通道相通。

如图8a所示，是本发明中改进后的内倒刀夹19的正视图，图8b是本发明中改进后的内倒刀夹19的仰视图，图8c是本发明中改进后的内倒刀夹19的俯视图。

内倒刀夹19的改进包括：在原来内倒刀16位置不变的情况下，在内倒刀夹19上增加一个扒荒刀13（图8c中左下的圆形刀），同时内倒刀夹19相应的增加了扒荒刀冷却水通道131和扒荒刀冷却水孔132，该扒荒刀冷却水通道131和内倒刀夹19原有的冷却水通道相通。

如图9a所示，是本发明中B刀杆的结构图，图9b所示，是本发明中B刀杆的剖面图。

B刀杆的改进：

三个B刀杆分别安装有外倒刀夹17、端面刀夹18和内倒刀夹19，因为外倒刀夹17、端面刀夹18和内倒刀夹19分别增加了扒荒刀13，并且尺寸变动，B刀杆需要根据加工钢管的外径从新计算B刀杆的长度，B刀杆的长度缩短了8mm，相应的，分别连通外倒刀夹17、内倒刀夹19、端面刀夹18的冷却水通道的B刀杆水孔191的位置也移动了8mm，位移后的B刀杆水孔191仍然连通B刀杆冷却水通道。外倒刀夹17、端面刀夹18和内倒刀夹19的冷却水通道连接到B刀杆水孔191上。

本发明中，对油套管加工专用数控车丝机的加工工艺进行了改进，改进后加工工艺由B刀杆倒棱→A刀杆扒荒同时车丝，变成了B刀杆倒棱→B刀杆扒荒→A刀杆车丝。

本发明将扒荒刀13从A刀杆的组合刀夹11上分离出去，车丝过程的载荷降低了40%，同时解决了单项值不稳定和白脖缺陷的问题。

Claims (4)

1.一种数控车丝机，包括A刀杆和B刀杆，其特征在于：所述A刀杆的组合刀夹上安装有车丝刀；所述B刀杆的B刀杆冷却水通道上设置有B刀杆水孔，所述B刀杆的外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹上分别安装有扒荒刀，所述外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹上分别设置有扒荒刀冷却水通道和扒荒刀冷却水孔，所述扒荒刀冷却水通道分别连通所述外倒刀夹、端面刀夹和内倒刀夹的冷却水通道，所述冷却水通道连接到所述B刀杆水孔上。

2.如权利要求1所述的数控车丝机，其特征在于：所述外倒刀夹上安装有外倒刀和所述扒荒刀，所述端面刀夹上安装有端面刀和所述扒荒刀，所述内倒刀夹上安装有内倒刀和扒荒刀。

3.如权利要求1或者2所述的数控车丝机，其特征在于：所述扒荒刀为圆形。

4.如权利要求3所述的数控车丝机，其特征在于：所述扒荒刀的直径为16mm。

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