[发明专利]摩擦焊管道深孔扩径工艺及专用刀具

说明书

技术领域

本发明涉及管道摩擦焊接后，对其内焊口产生的飞边及毛刺的处理过程，具体的说是一种摩擦焊管道深孔扩径工艺及专用刀具。

背景技术

在石油的开发生产中，涉及到大量的集输管道，随着管道使用时间的延长，因腐蚀或磨损而报废，为了降低生产成本，一般采用的修复方式，是将不能正常使用的部分切割掉，将剩余的部分利用摩擦焊技术焊接组成标准管，保持原有油管的使用性能，管道得到再生利用，减低资源浪费，同时节能环保，促进油田循环经济的发展。然而，现有的摩擦焊技术中，焊接后会产生内飞边需要机械加工处理，其处理好坏程度直接影响到产品的使用性能，也正是由于焊后内飞边难以处理，所以焊接范围一般限制在短头焊接，对于6米以内的任意长度管道的焊口内飞边，很难处理或处理后不能达到使用标准要求。

发明内容

为了解决长管道摩擦焊接后内飞边难以处理的问题，本发明提供一种摩擦焊管道深孔扩径工艺及专用刀具。该工艺具有加工效率高，加工范围大，使用性能稳定，刀具操作安全可靠的特点。

本发明的技术方案是：一种摩擦焊管道深孔扩径工艺，包括以下步骤：①首先将管道工件移动到机床内外支撑上，由快进夹具夹持管道到达目标位，同时刀具深入管道内孔，并利用刀具上的径向定位装置实现管道内孔定位，完成工件的初步轴向定位；②机床内支撑由PLC控制适时回落；③工进夹具带动管道移动；④同时工作机床主轴带动切削刀具在管道孔内旋转，完成管道内壁飞边的切削过程；⑤冷却排屑系统与上述切削过程同时进行；⑥上述切削过程完成后工进夹具带动管道后退，管道由机床外支撑送达下一工序。

上述的扩径过程是在专用刀具的配合下成的，所述的专用刀具包括阶梯式芯轴，其中，所述芯轴的前端套装导向轴，导向轴上置有轴套，导向轴的前端固定导向头；所述的轴套通过螺钉固定板簧的一端，板簧的另一端通过螺钉固定在滑牙套壳体上，滑牙套壳体置于芯轴上；此外，芯轴上还置有卡瓦、卡瓦锥体、刀枕及刀片；上述的滑牙套壳体与芯轴间的环腔内置有滑牙板、滑牙套及弹簧片，滑牙套壳体的另一侧为卡瓦，卡瓦的内锥孔与卡瓦锥体配合，卡瓦锥体的另一端依次置有限位环、卡瓦锥体座及刀枕，刀枕的锥面端与固定在芯轴上的刀片接触；所述刀枕尾端位于卡瓦锥体内，卡瓦锥体与芯轴环腔内置有大弹簧。

所述的刀片通过螺钉、刀片座及弹簧片固定在芯轴上。

本发明的有益效果是：在上述技术方案，利用深孔扩径定位技术，专用刀具采弹性定位，利用管道自身内孔定位，定位准确，未加工时刀具外径远小于管道内孔径，不伤管壁，与管道进给系统相互配合，可对六米内任意位置管道摩擦焊内飞边进行处理。本发明极大提高了管道加工长度，从而扩大管道摩擦焊接范围，大幅度增加管道修复率，为油田节省大量的资金，同时降低资源浪费，促进油田循环经济的发展。所涉及的加工过程采用机电一体化控制，生产效率高，加工质量好。

附图说明

图1为本发明所涉及设备的布局示意图；

图2为本发明中所涉及专用刀具的结构示意图。

图中 1-芯轴，2-螺钉，3-刀片座， 4-弹簧片，5-刀片，6-刀枕，7-卡瓦锥体座，8-限位环，9-大弹簧，10-垫片，11-卡瓦锥体，12-卡瓦，13-滑牙套，14-滑牙板，15-弹簧片，16-滑牙套壳体，17-丝堵，18-螺钉，19-导向轴，20-板簧，21-螺钉，22-轴套，23-导向头，24-冷却排屑系统，25-工作机床，26-机床内支撑，27-快进夹具，28-工进夹具，29-长刀杆，30-机床外支撑，31-管道工件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

上述的管道深孔扩径过程是在如图1所示的设备上进行， 图1中，工作机床25的主轴箱内的主轴上装有长刀杆29，刀杆6的前端装有专用刀具，工作机床25的溜板箱上装有快进夹具27及工进夹具28，工作机床25设有冷却排屑系统；此外还配有利于管道工件31移动的机床外支撑30及机床内支撑26。具体的扩径过程如下：