氣密封特殊螺紋接頭循環(huán)程序的設(shè)計(jì)

0打破加工工藝,采用活性染料進(jìn)行工特殊的螺釘接頭通常采用api型的牙齒型和金屬密封，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的完整性和密封的完整性。它具有連接強(qiáng)度高、密封性能好等優(yōu)點(diǎn)，在大型油田中得到了廣泛應(yīng)用。氣密封特殊螺紋接頭作為套管采氣的關(guān)鍵部件,其對(duì)螺紋牙型和密封面加工都有較高的要求,需采用數(shù)控車(chē)床加工。在數(shù)控車(chē)床加工過(guò)程中,經(jīng)常采用循環(huán)程序來(lái)完成形狀規(guī)則、大切削量工序的加工,其程序簡(jiǎn)單,占用機(jī)床內(nèi)存小。如果加工輪廓曲線是特殊形狀,使用循環(huán)程序可能會(huì)使走刀路線空程大大增加,導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下。打破加工工藝采用循環(huán)的固定思維,根據(jù)不同切削形狀,選擇合理的加工路線和切削參數(shù),采用非常規(guī)工藝和非常規(guī)加工程序的方法進(jìn)行加工,使生產(chǎn)效率和刀具耐用度達(dá)到最佳效果,從而降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。本文以一種新型氣密封特殊螺紋接頭接箍為研究對(duì)象,分析接箍的結(jié)構(gòu)特征,確定加工工藝,根據(jù)其接箍加工各工序車(chē)削的具體輪廓曲線形狀,對(duì)原加工工藝中粗車(chē)鏜孔和密封面精車(chē)走刀路線進(jìn)行了改進(jìn),在保證加工質(zhì)量的同時(shí)降低了能耗,大大提高了生產(chǎn)效率。1抗過(guò)扭臺(tái)肩加工工藝設(shè)計(jì)本文研究的氣密封特殊螺紋接頭分為3個(gè)部分:聯(lián)接螺紋、抗過(guò)扭矩臺(tái)肩和密封面,如圖1所示。聯(lián)接螺紋部分主要起到連接管柱和輔助密封的作用;密封面部分采用錐面對(duì)錐面金屬過(guò)盈配合形式,起到主密封作用;抗過(guò)扭臺(tái)肩部分主要起到上扣時(shí)抗過(guò)扭矩和輔助密封作用。考慮特殊螺紋接頭的特殊形狀及精度要求,采用數(shù)控車(chē)床進(jìn)行加工。數(shù)控車(chē)床的加工對(duì)象一般形狀復(fù)雜,特別是輪廓曲線的形狀及位置變化多樣,加上材料、批量、質(zhì)量要求等多方面因素的影響,在確定加工工藝時(shí)需綜合考慮,既要滿足加工精度要求,又要提高加工效率,降低生產(chǎn)成本。通過(guò)分析特殊螺紋接頭接箍的各項(xiàng)性能指標(biāo)和輪廓曲線,根據(jù)保證精度的原則和提高生產(chǎn)效率的原則,確定加工工藝。加工工序分為平端面、粗車(chē)鏜孔、切槽、精車(chē)密封面、車(chē)螺紋。端面刀和粗車(chē)刀為硬質(zhì)合金方刀,精車(chē)刀和切槽刀均為55°菱形硬質(zhì)合金刀,螺紋刀采用三齒螺紋梳刀。2特殊螺紋接頭接收工藝設(shè)計(jì)粗車(chē)鏜孔工序是螺紋接頭接箍加工的重要工序,粗車(chē)加工的好壞對(duì)精車(chē)加工和螺紋加工的質(zhì)量影響很大,并影響精車(chē)和螺紋加工刀具的磨損,因此要求粗車(chē)在提高切削效率的同時(shí)要給精車(chē)和螺紋加工留下合適余量,保障精加工精度和較小的刀具磨損。此特殊螺紋接頭接箍粗車(chē)工序是要切除圖2中紅色實(shí)線以內(nèi)的部分。確定車(chē)削路線原則有:加工路線最短,減少空行程時(shí)間;簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算工作量,簡(jiǎn)化加工程序等。2.1車(chē)削的三次車(chē)削算法根據(jù)擬粗車(chē)車(chē)削的形狀和尺寸,采用三部分車(chē)削,車(chē)削走刀路線如圖2。首先是ahik部分的循環(huán)車(chē)削,每次進(jìn)刀量為5mm,機(jī)床自動(dòng)默認(rèn)計(jì)算進(jìn)行三次車(chē)削,然后是jp以內(nèi)部分的車(chē)削,第三步是qr以內(nèi)部分的車(chē)削。根據(jù)此設(shè)計(jì),粗車(chē)刀(刀尖)走刀路線為:第一部分,采用G71循環(huán)語(yǔ)句,三次車(chē)削:o->a->b->c->d->a;a->e->f->g->a;a->h->i->j->k;第二部分,采用G01直線插補(bǔ)語(yǔ)句,一次車(chē)削:k->l->m->n->p->a;第三部分,采用G01直線插補(bǔ)語(yǔ)句,一次車(chē)削:a->q->r->o。2.2改進(jìn)方案車(chē)削方案使用循環(huán)語(yǔ)句,加工程序得到了簡(jiǎn)化,但是走刀行程卻大大增加了,加工時(shí)間變長(zhǎng),生產(chǎn)效率較低。通過(guò)對(duì)機(jī)床和刀具性能的了解和對(duì)粗車(chē)切除部分的分析,對(duì)粗車(chē)加工路線進(jìn)行改進(jìn)以在保障車(chē)削質(zhì)量的前提下提高生產(chǎn)效率。改進(jìn)方案分兩部分車(chē)削,如圖3所示。首先將粗車(chē)循環(huán)程序改為非循環(huán)直接兩次進(jìn)刀,每次背吃刀量為5.2mm,機(jī)床功率、刀架和刀片性能均滿足要求,刀片磨損在合適的范圍內(nèi)。在第二刀車(chē)削后直接進(jìn)行jp部分的車(chē)削,然后退出進(jìn)行端面倒角的車(chē)削。改進(jìn)后的粗車(chē)刀(刀尖)走刀路線為:第一部分,采用G01直線插補(bǔ),兩次車(chē)削:o->a->b->c->d;d->e->f->g->h->d;第二部分,采用G01直線插補(bǔ),一次車(chē)削:d->i->j->o;改進(jìn)后粗車(chē)加工路線明顯簡(jiǎn)化,空走行程減少,單件單端粗車(chē)工序加工時(shí)間由原來(lái)的4分20秒縮減到3分25秒,加工效率得到了明顯提高,如圖3所示。3表面質(zhì)量的測(cè)定精車(chē)是零件加工的重要工序,采用合適的工藝是保證零件表面質(zhì)量的根本。精車(chē)工序是加工出螺紋接頭的密封面,即要切除圖4中紅色實(shí)線以內(nèi)的部分,要求在保證達(dá)到設(shè)計(jì)精度的同時(shí)具有較高的生產(chǎn)效率。3.1走刀次數(shù)及方式確定精車(chē)走刀路線原則與粗車(chē)相同。根據(jù)精車(chē)工序車(chē)削的形狀和尺寸,工藝設(shè)計(jì)人員直接采用循環(huán)語(yǔ)句設(shè)計(jì)車(chē)削加工路線,循環(huán)走刀路線如圖4。進(jìn)行5次走刀,每次進(jìn)刀量為1mm,最后一刀根據(jù)切削輪廓走刀,其中l(wèi)m段為R1圓弧,mn段為R2圓弧,qr段為R3圓弧。精車(chē)刀(刀尖)走刀路線為:循環(huán)第一刀:o->a->b->c->d;循環(huán)第二刀:d->e->f->b->a;循環(huán)第三刀:a->g->h->f->e;循環(huán)第四刀:e->i->j->h->g;循環(huán)第五刀:g->k->l->m->n->p->q->r->s->o;3.2改進(jìn)的走刀路線同樣,使用循環(huán)語(yǔ)句,加工程序得到了簡(jiǎn)化,但是由于精車(chē)切除部分輪廓曲線的特殊形狀,使得循環(huán)走刀時(shí)用直線插補(bǔ)G01走了很多空程,如圖5中at段,使得加工時(shí)間變長(zhǎng),生產(chǎn)效率較低。通過(guò)分析精車(chē)切除部分輪廓曲線形狀,對(duì)精車(chē)加工路線進(jìn)行改進(jìn)以減少走刀空程,提高生產(chǎn)效率。改進(jìn)方案根據(jù)切除部分形狀設(shè)定每次切削走刀行程,如圖5。仍然進(jìn)行5次走刀,每次進(jìn)刀量為1mm,最后一刀根據(jù)切削輪廓走刀,其中pq段為R1圓弧,qr段為R2圓弧,tu段為R3圓弧。精車(chē)刀(刀尖)走刀路線為:第一刀:o->a->b->c->d;第二刀:d->e->f->b->g;第三刀:g->h->i->f->j;第四刀:j->k->l->i->m;第五刀:m->n->p->q->r->s->t->u->v->o。4接再加工工藝的改進(jìn)對(duì)粗車(chē)鏜孔和密封面精車(chē)兩個(gè)工序工藝改進(jìn)后,在型號(hào)為HTC6330b的數(shù)控車(chē)床上進(jìn)行接箍試加工。刀具空走行程明顯減少,單件單端粗車(chē)鏜孔加工時(shí)間由原來(lái)的260秒縮減到205秒,單件單端密封面精車(chē)加工時(shí)間由原來(lái)的95秒縮減到65秒,加工效率得到了明顯提高,如表1所示。此型氣密封特殊螺紋接頭接箍加工工藝中,粗車(chē)鏜孔和密封面精車(chē)所占加工時(shí)間比例大,因此對(duì)這兩個(gè)工序工藝進(jìn)行改進(jìn)將使整個(gè)接箍加工效率提高。加工工藝改進(jìn)后接箍單件單端總加工時(shí)間由605秒縮減為520秒,加工效率提高14%。采用改進(jìn)方法在實(shí)際生產(chǎn)中減少了電能、壓縮空氣、切削液等消耗,也減少了設(shè)備損耗,降低了工廠生產(chǎn)成本。5新型氣密封特殊螺釘接頭接充料加工走刀路線的改進(jìn)在數(shù)控車(chē)床加工中,編程使用循環(huán)語(yǔ)句可以大大縮減計(jì)算量,節(jié)約機(jī)床內(nèi)存占用,但是由于車(chē)削形狀的不同,循環(huán)語(yǔ)句車(chē)削可能導(dǎo)致空走行程大大增加,從而導(dǎo)致加工效率低下,影響制造廠商的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)不同的加工部件,采用靈活的加工工藝和走刀路線,采用非常規(guī)的編程方式,可以節(jié)省加工時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。本文通過(guò)對(duì)新型氣密封特殊螺紋接頭接箍加