[发明专利]解决双刀加工螺纹出现台阶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种解决加工螺纹出现台阶的方法，尤其是一种解决双刀加工螺纹出现台阶的方法。

背景技术

在API SPEC 5T1（美国石油学会规范）标准中，对于螺纹上台阶是不符合要求的，当用数控车床加工外螺纹时，特别是双刀台（上下两个螺纹刀）加工螺纹时，若主轴发生偏心，即主轴的轴线不平行于刀杆Z向平移时的轴线，会导致加工螺纹时螺纹刀削量不均匀，并且上下两工位的螺纹的母线的轴线不是一个重合的线，容易产生螺纹台阶现象。

当主轴未发生倾斜时，如图1加工一段圆柱，A点与B点的直径D与D1相等；当主轴发生如图2、3的倾斜时，用上刀台加工一段圆柱，A点与B点的直径D与D1不相等，管端的直径D大于靠近卡盘D1的尺寸，呈现为倒锥形；当主轴发生如图4、5的倾斜时，用下刀台加工一段圆柱，A点与B点的直径D与D1不相等，管端的直径D小于靠近卡盘D1的尺寸，呈现为顺锥形；当主轴如图10~12发生倾斜时，上刀台螺纹先粗车，下刀台螺纹精车，由于上下两刀台加工的螺纹轴线不重合，精刀的切削量无法包容粗刀的轨迹，导致精刀完成后局部螺纹上有台阶。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种解决加工螺纹出现台阶的方法，该生产方法能使上下两刀台的螺纹刀加工的螺纹轨迹平行，能使精加工的螺纹轨迹完全包容粗车螺纹的轨迹，保证加工产品的螺纹没有台阶。

按照本发明提供的技术方案，解决加工螺纹出现台阶的方法，在发生主轴倾斜的数控车丝机PT-5上进行，该数控车丝机为三轴联动机床，机床有上下两个刀台，操作系统为FANUC系统；其特征是，包括以下工艺步骤：

（1）建立坐标系：设定卡盘端面的中心为管坯工件的原点，以管坯的轴向作为Z轴方向，以管坯的径向作为X、Y轴方向；

（2）将管坯固定在卡盘上由卡爪夹紧，用上刀台单独扒一段外圆，用外径千分尺测量该外圆前后的直径，再用下刀台单独扒一段外圆，用外径千分尺测量该外圆前后的直径；

（3）分别计算上下刀台单独扒外圆每毫米的直径差值，并取绝对值；

（4）根据所要加工螺纹的长度，计算螺纹总长范围内需要的补偿量，将其代入程序，同时根据卡盘倾斜的方向和刀台上下位置，确定螺纹总长范围内所需要的补偿量，以及补偿量的正负方向；

（5）程序补偿量完成后，重新换一支管坯，管坯伸出卡盘的长度为L+Δl，L为加工完成后管坯伸出卡盘端面的长度，Δl为加工端面余量；

（6）自动运行程序运用直线切削指令G01、螺纹切削指令G33，分别将管坯的端面、内外倒角、外圆和螺纹先后加工好，螺纹加工出来没有任何台阶，符合API标准要求。

本发明具有以下优点：

（1）采用本发明所述方法时，上下工位的刀具分别用同样程序加工一物件其轨迹均呈镜像，加工螺纹时不易产生台阶；

（2）由于上下刀具轨迹相同，切削余量均匀，刀具使用寿命稳定，不易出现崩刀现象；

（3）切削余量均匀，使加工螺纹时不易产生“让刀”，及螺纹的椭圆度降低，从而提高了产品的精度。

附图说明

图1为主轴未发生倾斜时加工外圆时的示意图。

图2、3为当主轴发生倾斜用上刀台加工外圆时的示意图。

图4、5为当主轴发生倾斜用下刀台加工外圆时的示意图。

图6、7为当主轴发生倾斜用上刀台试加工外圆时的示意图。

图8、9为当主轴发生倾斜用下刀台试加工外圆时的示意图。

图10为当主轴发生倾斜时未使用补偿切削螺纹的示意图。

图11为图10中A处局部放大图。

图12为图10中B处局部放大图。

图13为当主轴发生倾斜时使用补偿切削螺纹的示意图。

图14为图13中C处局部放大图。

图15为图13中D处局部放大图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

实施例：一种解决双刀加工螺纹出现台阶的方法，如图6~9及图13~15所示，在数控车丝机PT-5上进行，该数控车丝机为三轴（X、Y、Z）机床，操作系统为FANUC系统；本实施例中该管坯的外径为D=177.8mm，壁厚为10.36mm，螺纹的锥度为1:16，编程时螺纹总长为124.0mm，管坯的钢级为N80-1（API标准钢级）,所要加工的螺纹扣型为偏梯形螺纹（BC)，采用以下工艺步骤：