JPH06262434A - 鋼管のねじ切り機およびそれを用いたねじ切り加工方法 - Google Patents

鋼管のねじ切り機およびそれを用いたねじ切り加工方法

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JPH06262434A
JPH06262434A JP4782893A JP4782893A JPH06262434A JP H06262434 A JPH06262434 A JP H06262434A JP 4782893 A JP4782893 A JP 4782893A JP 4782893 A JP4782893 A JP 4782893A JP H06262434 A JPH06262434 A JP H06262434A
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steel pipe
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俊久 田上
Kazunari Takahashi
一成 高橋
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼管のねじ切り機およびそれを用いたねじ切
り加工方法を提供する。 【構成】 ダイヘッド20にシール部を削る総形バイト12
を取付けた第1の工具ホルダ21と、ねじ下加工を行うタ
ーニングバイト14とねじ切り加工するチェザ13とを取付
けた第2の工具ホルダ22とを少なくとも1個ずつ対称的
に取付けたねじ切り機を用いることにより、高い切削精
度でねじ加工を行うことを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、管端に特殊なシール部
を有する油井管などの鋼管のねじ切り加工するねじ切り
機およびそれを用いたねじ切り加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、石油の掘削などに用いられる油井
管のねじは、その製造上および用途上の要求条件が極め
て厳しく、そのため例えばAPIねじ継手などが開発さ
れている。しかし、近年の油井は深くなり、APIねじ
継手以上にジョイントストレングスおよび気密性の向上
が要求されており、そのために継手部に金属面同士のシ
ール部を増し、ねじ形状は角形ねじとするとともにねじ
間にテフロンリングなどの挿入をはかった継手の開発が
なされている。
【0003】その特殊シール部を有する油井管のねじ
は、例えば図5に示すように、管端1の端面1aから内
面1bにかけて設けられる内面シール部2と外面1cに
設けられる外面シール部3と同じく外面1cに設けられ
るねじ部4とが切削加工によって構成される。このよう
なねじの切削加工の工程は、従来、図6に示すような7
工程からなっている。すなわち、(a) ホルダ5に取付け
られた切削工具6aを用いて管端1の端面1aを切削
し、さらにその内面1bに粗シール部2aを形成する工
程、(b) 切削工具6bを用いて管端1の外面1cに粗シ
ール部3aを形成し、ついでねじ下部テーパ外径部3b
を加工する工程、(c) 切削工具6cを用いてねじ下部テ
ーパ外径部3bに粗ねじ4aを切削する工程、(d) 切削
工具6dを用いて管端内面1bを仕上げる工程、(e) 切
削工具6eを用いて内外面シール部2,3を仕上げる工
程、(f) 切削工具6fを用いてねじ部4を2回にわたっ
て仕上げる工程、の7工程であり、計6種類の切削工具
をその工程ごとに1個ずつターレット(図示せず)で選
択されてホルダ5に取付けられ、順番に加工に用いられ
る。
【0004】なお、上記の(a) ,(b) の内外面粗シール
部の加工および(d) ,(e) の内面仕上および内外面シー
ル部の仕上の加工は、総形バイトを用いることにより同
時に切削することが可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のねじ切削加工工程においては、その工程の
毎に必要とされる切削工具を1個ずつ選択することにな
るから、同時切削あるいは重切削を行うことができず、
シール部を有さない普通ねじの加工時間に比べてかなり
長い時間を要しており、設備の生産性(生産能率)が低
下するという問題がある。
【0006】ところで、上記のような従来技術の有する
課題を解決する手段として、本出願人はたとえば特開平
3−270818号公報によってねじ切り加工方法を提案し
た。すなわち、その内容は、図7に示すような工具ホル
ダ11の端部に管端の内外面シール部を切削加工する側刃
部12aと、ねじ下部テーパ外径部を切削加工する下刃部
12bとが設けられた総形バイト12と、ねじ部を切削加工
するチェザ13を取付けて構成されるねじ切削工具を用い
て、図8に示すような手順で鋼管端部のねじ切削加工を
行うものである。 (a) 切削する鋼管の管端1に工具ホルダ11を近づけて、
端部1aに総形バイト12の側刃部12aを位置合わせす
る。 (b) ついで、工具ホルダ11または鋼管を回転させて、管
端1に内面シール部2の全部と外面シール部3の一部を
加工して端面仕上を行う。 (c) 総形バイト12の下刃部12bを用いて外面シール部3
の仕上加工とねじ下部テーパ外径部3bの切削を同時に
行う。 (d) 工具ホルダ11を若干前進させてねじ切削工具13をね
じ下部テーパ外径部3bの一方の端面に位置決めして、
ねじ部4の切削加工を行う。
【0007】しかしながら、この特開平3−270818号の
ねじ切り加工方法では、外面シール部3を加工する総形
バイト12のあご部に位置する下刃部12bでねじ下部テー
パ外径部3bの切削加工を行う必要があることから、総
形バイト12とチェザ13との間隔を所定距離L以上離さね
ばならないという制約があった。そして、その所定距離
Lを確保する必要性から、工具ホルダ11の長さが長く
なって大型化するため、特に工具を回転させて切削する
タイプのねじ切り機に適用する場合は遠心力が大きくな
ってねじ部の精度が悪くなること、この遠心力を考慮
すると剛性を上げる必要があり、設備全体が大きくなっ
て不経済であること、などの問題を潜在していることが
判明した。
【0008】本発明は、上記のような従来技術の課題に
解決すべくなされたものであって、短い時間で切削加工
を施し得る鋼管のねじ切り機およびそれを用いたねじ切
り加工方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の鋼管のねじ切り
機は、複数個の工具ホルダを組み込んだダイヘッドを回
転させて油井管の管端に特殊な金属シール部を有する鋼
管のねじ切り機であって、前記工具ホルダの少なくとも
1個はシール部を削る総形バイトを取付けた第1の工具
ホルダとされ、また前記工具ホルダの少なくとも1個は
ねじ下加工を行うターニングバイトとねじ切り加工する
チェザとを取付けた第2の工具ホルダとされることを特
徴とする。
【0010】また、本発明の鋼管のねじ切り加工方法
は、前記ねじ切り機を用いて鋼管のシール部端面を加工
した後ねじ加工するまたはねじ加工した後シール部端面
を加工することを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明のねじ切り機によれば、総形バイトを取
付けた第1の工具ホルダとターニングバイトおよびチェ
ザを組み合わせて取付けた第2の工具ホルダとをダイヘ
ッドに少なくとも1個ずつ対称的に組み付けるようにし
たので、その遠心力を小さくして高い切削精度でねじ加
工を行うことができる。
【0012】また、本発明のねじ切り加工方法によれ
ば、シール部端面を加工した後ねじ加工してもよく、ま
たはねじ加工した後にシール部端面を加工するようにし
ても高い精度でねじ加工を実施することができる。
【0013】
【実施例】以下に、本発明の実施例について、図面を参
照して詳しく説明する。図1は、本発明のねじ切り機の
一実施例をを示す正面図であり、ダイヘッド20に第1の
工具ホルダ21と第2の工具ホルダ22が対称的に配置され
る。これらの工具ホルダのうち、第1の工具ホルダ21は
図2(a) に示すように、管端1の内外面シール部2,3
を切削加工する側刃部12aのみを有する総形バイト12と
ねじ部4を切削加工するチェザ13とが設けられている。
また、第2の工具ホルダ22は図2(b) に示すように、ね
じ下部テーパ外径部3bを切削加工するターニングバイ
ト14とねじ部4を切削加工するチェザ13とが設けられて
いる。
【0014】なお、上記した第1および第2の工具ホル
ダ21, 22の長さaは従来例に比しほぼ1/1.5 とされ、
また第2の工具ホルダ22のチェザ13とターニングバイト
14との位置関係は、図3に拡大して示すように、チェザ
13の谷部S点とターニングバイト14の最下端点Pとの間
隔bは従来例の間隔Lに比しほぼ1/5とされ、チェザ
13の谷部S点の高さは点Pよりc(通常は、 0.1〜1.0
mmの範囲が適当) だけ低い位置とされる。さらに、谷部
の面の勾配θはねじ部4の切削面から下部テーパ外径部
3bの切削面が逃げられるような大きさの値(たとえば
1/32〜1/16mmの範囲が適当) とされる。
【0015】このように構成されたねじ切り機を用いて
鋼管端部のねじ切削加工を行う場合は、図4に示すよう
に以下の手順によって加工される。 (a) まず、粗加工機(プリマシン、図示せず)で鋼管の
管端1の斜線部分Rを切削加工したのちねじ切り機へ供
給する(図4(a) 参照)。 (b) ねじ切り機において、図4(b) に示すように、第1
の工具ホルダ21を管端1に近づけて、端部1aに総形バ
イト12の側刃部12aを位置合わせして、ダイヘッド20を
回転させて前進させながら、管端1に内面シール部の全
部と外面シール部の一部を加工して端面仕上を行う。 (c) ダイヘッド20を後退させて、第2の工具ホルダ22の
ターニングバイト14を外面シール部3の仕上面に位置合
わせし、また第1の工具ホルダ21の高さ位置を第2の工
具ホルダ22と同期させて調整し、チェザ13を仕上ねじ径
にセットした後、ダイヘッド20を回転させて前進させな
がら、外面シール部の加工とねじ下部テーパ外径部の切
削さらにねじ部の切削を同時に行う(図4(c) 参照)。 (d) ねじ切削終了後、第1および第2の工具ホルダ21,
22を径大方向に逃がしてから、ダイヘッド20を後退させ
る(図4(d) 参照)。
【0016】規格がAPI-L80 グレードで外径139.7 mm、
肉厚9.17mmの油井管に特殊シール部を有する外面ねじを
施す際に、第1の工具ホルダ21と第2の工具ホルダ22を
1個ずつ対称的に取付けた本発明のねじ切り機を用い
た。本発明のねじ切り機のダイヘッド20に取付けた各工
具ホルダの重量はダイヘッドと合わせて1370kg/1セッ
トであり、従来例の工具ホルダ重量(1850kg/1セッ
ト)に比して65%も軽減し軽量化することができた。
【0017】この本発明のねじ切り機で切削されたねじ
のスタンドオフ(ねじゲージ嵌め合わせ)の標準偏差σ
は0.14mmであり、従来例のσが0.22mmであったのに対し
約40%も向上したことが認められた。このことから、工
具ホルダの重量軽減相当分がそのままダイヘッドにかか
る遠心力の低減につながっていることがわかる。なお、
上記実施例においてダイヘッド20に取付けられる工具ホ
ルダの個数としては、総形バイト12を取付けた第1の工
具ホルダ21とターニングバイト14を取付けた第2の工具
ホルダ22をそれぞれ1個ずつ対称に取付けるとして説明
したが、本発明はこれに限るものではなく、たとえば1
個の第1の工具ホルダ21に対して第2の工具ホルダ22を
2〜5個とするとか、あるいは第1の工具ホルダ21を2
個にするなどにより、さらに切削能率をも高めることが
可能である。
【0018】また、上記実施例において工具ホルダ全部
にチェザ13を取付けるとして説明したが、チェザ13は一
部の工具ホルダに限って取付けるようにしてもよい。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のねじ切り
機によれば、総形バイトを取付けた第1の工具ホルダと
ターニングバイトおよびチェザを組み合わせて取付けた
第2の工具ホルダとをダイヘッドに少なくとも1個ずつ
対称的に組み付けるようにしたので、その遠心力を小さ
くして高い切削精度でねじ加工を行うことができるとと
もに、ねじ切削加工の能率を大いに向上させることが可
能である。
【0020】また、本発明のねじ切り加工方法によれ
ば、シール部端面を加工した後ねじ加工してもよく、ま
たはねじ加工した後にシール部端面を加工するようにし
ても高い精度でねじ加工を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のねじ切り機の一実施例を示す正面図で
ある。
【図2】本発明のねじ切り機に用いられる工具ホルダの
側面図である。
【図3】ターニングバイトとチェザとの一関係を説明す
る部分拡大側面図である。
【図4】本発明のねじ切り機の動作手順の説明図であ
る。
【図5】従来の油井管の特殊ねじ形状を示す部分断面図
である。
【図6】油井管のねじ加工工程の従来例を示す図であ
る。
【図7】特開平3−270818号で提案された切削加工工具
を示す側面図である。
【図8】図7の切削加工工具による油井管のねじ加工工
程を示す図である。
【符号の説明】
1 管端 2 内面シール部 3 外面シール部 4 ねじ部 12 総形バイト 13 チェザ 14 ターニングバイト 20 ダイヘッド 21 第1の工具ホルダ 22 第2の工具ホルダ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個の工具ホルダを組み込んだダイヘ
    ッドを回転させて油井管の管端に特殊な金属シール部を
    有する鋼管のねじ切り機であって、前記工具ホルダの少
    なくとも1個はシール部を削る総形バイトを取付けた第
    1の工具ホルダとされ、また前記工具ホルダの少なくと
    も1個はねじ下加工を行うターニングバイトとねじ切り
    加工するチェザとを取付けた第2の工具ホルダとされる
    ことを特徴とする鋼管のねじ切り機。
  2. 【請求項2】 鋼管のシール部端面を加工した後ねじ加
    工するまたはねじ加工した後シール部端面を加工するこ
    とを特徴とする請求項1記載のねじ切り機を用いた鋼管
    のねじ切り加工方法。
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