[发明专利]一种采用数控车床在变主轴转速条件下车修外螺纹的方法

说明书

一种采用数控车床在变主轴转速条件下车修外螺纹的方法，包括：在参照工件上分别以主轴转速n₁、n₂车削与待修螺纹导程相同的螺旋线T₁、T₂；将刀尖定位于T₁中部；转动主轴至一角度位使刀尖指向T₁；移动刀尖使其指向与T₁相邻的T₂；通过A₁、A₂的坐标计算T₁、T₂间的轴向或周向偏差，修正在n₂下的车修程序以消除该轴向或周向偏差；卸下参照工件；安装待修螺纹的工件并转动主轴至该角度位；移动刀尖使其指向待修螺纹的牙底位置B；计算BA₁间的轴向偏移距离或周向偏差，消除轴向偏移距离或周向偏差；对待修螺纹依次在n₁、n₂下车修。采用上述方法能够调整不同主轴转速下的车刀车削轨迹，使得车刀车削轨迹与待修螺纹轨迹重合。

技术领域

本发明涉及螺纹的维修方法，具体涉及一种采用数控车床在变主轴转速条件下车修外螺纹的方法。

背景技术

每年石油钻井技术服务企业有大量螺纹被加工和维修，石油管螺纹维修服务本身对钻探行业控制装备成本是十分必要的，通过维修可以延长石油管具的服役寿命，节省装备投入。石油管螺纹维修的技术要点在于沿着螺纹原有螺旋线车制，而非全部去除重新加工。

一直以来，业内普遍使用专用的管子车床加工螺纹，其优点是结构简单，适用性强，其缺点也是明显的，操作人员劳动强度高，劳动环境状况差，存在着意外伤害、伤残等职业风险。采用数控车床对螺纹进行车修能够降低劳动强度，然而，螺纹的数控车削加工、维修过程中存在着以下问题：

1、待修螺纹已有螺旋线的安装位置信息难以经济、便捷地获取：石油技术服务行业的待修工件都是十分笨重，在数控车床上的装夹位置只能是随机性的，与之前成功完成螺纹加工的程序参数无关。数控车床必须把待修螺纹的位置信息与加工程序建立关联，才能使刀具沿着原有螺纹轨迹切削，这也是十分低效的重复性劳动。

2、存在变速乱牙现象：数控车床车削螺纹时不能象普通车床一样随意改变转速，否则螺纹就要乱扣。当由于工件材料力学性能的原因，已加工螺纹表面质量不符合技术要求时，普通车床操作者可以通过调整机床主轴转速来改变刀具切削速度来克服，但数控车床的变速乱牙特性导致这一问题变得十分困难，致使在不同转速下车削的螺纹轨迹之间存在偏差。

文献(《数控车床螺纹加工调节实用方法》，刘斌，《金属加工：冷加工》，2014年第1期，36-37,共2页)提供了一种数控车床螺纹加工调节实用方法，其通过计算所加工的螺纹螺距和系统响应时间来得到牙距差，通过补偿牙距差使转速改变前与改变后的螺纹切入点重合，从而避免螺纹乱扣。然而，该方法目的是解决形成螺纹的加工过程中转速改变前后的螺纹乱扣现象，其在变主轴转速之前的刀具起点是已知的；而在螺纹维修时，其维修过程与形成螺纹的加工过程属于不同加工过程，在螺纹的车修维修过程中，待修螺纹的位置信息是未知的，因此，该文献不适用于螺纹的维修过程，其也未给出如何在螺纹维修时避免螺纹乱扣的方法。