[实用新型]数控螺纹修复车床上螺旋轨迹的机械定位装置

说明书

技术领域

本实用新型专利用于金属切削加工领域，涉及数控管螺纹车床对已使用过的石油钻杆、钻铤等长管子类工件两端的内、外旧螺纹进行修复车削的辅助定位装置。

背景技术

在石油和地质钻井行业，钻入地下几千米深的钻头都是由几百根钻杆和钻铤，依靠其两端的螺纹一根根地旋紧，并与地面钻机相连，地面钻机通过这些钻杆、钻铤将转矩传递给钻头。这些钻杆、钻铤在完成一口井的钻井工作后，需要一根根地卸下、回收、维修，并反复周转使用。在钻杆、钻铤的维修工作中，对其两端的内外锥形接头螺纹进行车削修复加工是最重要的工作之一。每年有大量的钻杆接头螺纹需要修复车削加工。

目前，人们对钻杆、钻铤两端的钻杆接头螺纹的修复车削加工都是在机械式的管螺纹车床上，由工人手工操作完成的。实施手工操作机械车床修复车削锥螺纹的原因在于，手工操作可容易地先将刀尖调到螺纹的凹槽中，再在刀具相对于工件做螺旋运动过程中，将原有旧三角形螺纹的两个侧表面均匀地车去一层，将锈蚀、点蚀、胶痕、碰痕以及应力疲劳层车去，达到修复螺纹的加工要求。这种机械式修复车削锥形螺纹的优点是：螺纹的径向切削量小，依据锥形的原理就使得每次修复螺纹后钻杆的长度尺寸减少量小，钻杆的修复次数增加，钻杆的使用寿命延长。

在机械制造领域中，使用数控车床车削锥螺纹比使用机械式车床车削有着加工螺纹精度高、表面质量好、加工效率高等明显的技术优势，因此数控车床已广泛用于新螺纹的制造加工中。在目前现有的数控车床车削螺纹功能中，只要螺纹参数和刀具安装位置等因素确定后，刀具相对于每台车床主轴的螺旋运动轨迹都是固定的、固有的，而各台车床的这个固有螺旋轨迹却是不同的，但这个固有螺旋轨迹又是人们仅凭感观所不能得知的。正是由于螺旋轨迹的这种固有规律，对随机装夹到车床主轴卡盘上的旧工件，其工件待修复螺旋线与机床主轴上的固有切削螺旋轨迹不重合，且这两个螺旋线之间的相位差呈随机规律，刀尖不能沿工件待修复旧螺纹的凹槽加工，从而出现乱扣现象。依目前数控车床技术，数控修复螺纹的做法就是将旧螺纹从齿根向外全部车掉，并重新车出新螺纹。这种技术水平数控修复车削锥形螺纹的不足是：螺纹的径向切削量大，车削后钻杆的长度尺寸减少量大，钻杆的修复次数减少，经济效益不佳。这就是目前数控车床不能直接应用到旧螺纹修复加工领域的唯一原因。

发明内容

实用新型目的：本实用新型提供一种数控螺纹修复车床上螺旋轨迹的机械定位装置及定位方法，其目的是解决以往在工件修复螺纹车削过程中，不能够按固定圆周相位安装的问题。

技术方案：本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种数控螺纹修复车床上螺旋轨迹的机械定位装置，其特征在于：该装置主要包括床身、尾台、床头箱和托架多组托辊；托架多组托辊设置在床身的一侧，床头箱和尾台设置在床身上，尾台能相对于床头箱做前后的移动；床头箱上设置有主轴，在主轴的前后两端分别设置有前卡盘和后卡盘，在尾台朝向床头箱的一端还设置有定位螺纹规。

定位螺纹规为与被修复的钻杆螺纹具有规格相同，内外相配，能够进行螺纹旋紧的结构。

尾台通过滑轨设置在床身上，尾台的一端设置有推进其移动的液压油缸。

所述定位螺纹规为外螺纹规或内螺纹规。

应上述数控螺纹修复车床上螺旋轨迹的机械定位装置所实施的对工件上待修复螺旋轨迹的机械定位方法，其特征在于：该方法是通过能与待修复的工件进行螺纹旋紧的定位螺纹规对工件进行定位,该方法的具体步骤如下：将待修复的工件穿进机床主轴的孔内，同时使工件穿过前后卡盘，然后推动尾台，将工件的端头与定位螺纹规之间螺纹旋紧，此时工件的轴向、径向及螺纹的相位等参数均由定位螺纹规予以确定，旋转主轴，使其在已确定的角度位置                                                处停止，先后夹紧后卡盘和前卡盘，同时反转主轴并后退尾台，使工件与定位螺纹规脱开即可。

当工件与定位螺纹规之间螺纹旋紧后，工件相对于机床的轴向位置、径向位置以及螺纹的相位等参数都由定位螺纹规所确定，待修复的旧螺纹槽底螺旋线相位与螺纹规上的已知槽底螺旋线相差180°相位，此时工件上待修复螺纹相对于车床床身的绝对位置就是已知的、确定的；这时再利用现有数控车床主轴定位停功能，使主轴空转并在相对于床身上固定参数点角度处停止，角度的确定方法如下：

  

其中：为定位螺纹规槽底螺旋线相对于机床主轴位于0位处固有切削螺旋槽底轨迹的相位

  =0、1              

   0 ≤＜360°