API錐螺紋數(shù)控加工工藝研究

1、    api錐螺紋數(shù)控加工工藝研究    劉曉燕摘 要：本文介紹了數(shù)控車床上加工api錐螺紋時(shí)的程序編制及程序參數(shù)的確定過(guò)程，并介紹了利用數(shù)控車床檢測(cè)錐面加工精度的方法。關(guān)鍵詞：螺紋加工;錐面檢測(cè)1 前言api螺紋是石油天然氣行業(yè)中使用的特殊螺紋，使用環(huán)境比較復(fù)雜，對(duì)于密封性、抗壓性等都有較高要求，現(xiàn)在也逐漸擴(kuò)展到了礦山機(jī)械等行業(yè)中。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于零件批量較小，購(gòu)置專用的api螺紋專用加工機(jī)床成本較高，而委托其他單位加工則會(huì)影響生產(chǎn)進(jìn)度，且涉及保密文件時(shí)可能會(huì)造成泄密事件。因此就需要在沒有專用機(jī)床的情況下，實(shí)現(xiàn)api錐螺紋的加工自制。2 加工

2、過(guò)程2.1 螺紋錐面的加工以接頭外螺紋加工為例（如圖1），要求在加工時(shí)，定位端面與錐面一次裝夾車成，便于螺紋緊密距的測(cè)量圖1   錐螺紋示意圖在零件首次試制時(shí)，錐面處x尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按普通螺紋外徑尺寸精車成x-0.1 -0.2，在后續(xù)車螺紋時(shí)螺紋頂面產(chǎn)生頂切，并且表面出現(xiàn)顫紋;經(jīng)過(guò)分析，致使上述問(wèn)題產(chǎn)生的原因是錐面尺寸不合適。螺紋切削刀具牙高與螺紋ap值相同，若錐面尺寸大于公稱尺寸，則在螺紋未切夠深度時(shí)就發(fā)生切頂現(xiàn)象，使螺紋表面產(chǎn)生顫紋;若錐面尺寸過(guò)小，則實(shí)際螺紋牙高遠(yuǎn)小于要求尺寸，易產(chǎn)生毛刺。 經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，確定錐面公差范圍：外螺紋錐面尺寸控制在x-0.5 -0.6。在錐面

3、尺寸公差范圍確定后，就是如何控制錐面尺寸的精確性。由于刀尖半徑的存在，在加工斜面時(shí)會(huì)存在過(guò)切或欠切的顯現(xiàn)，導(dǎo)致加工的斜面尺寸存在一定的誤差。而目前我公司對(duì)于加工的錐面沒有專門的錐面檢測(cè)儀器儀表，都是靠配干或錐度試規(guī)檢測(cè)，但此種檢測(cè)方法并不能準(zhǔn)確的檢測(cè)尺寸。于是，針對(duì)錐面尺寸檢測(cè)問(wèn)題，根據(jù)刀尖半徑補(bǔ)償原理，提出了利用數(shù)控車床進(jìn)行錐面尺寸檢測(cè)的方法（圖2）：在程序編制過(guò)程中，（1）在編程圖上工件錐面處按程序中要求使用的刀片圓角半徑做出刀尖半徑補(bǔ)償線，（2）在錐面處選擇兩點(diǎn)（最好是選擇x或z方向?yàn)檎麛?shù)的點(diǎn)，便于后續(xù)操作），給出補(bǔ)償線上這兩點(diǎn)的坐標(biāo)值。（3）精車完錐面后，將精車刀的g54值（加工時(shí)給定

4、的工件坐標(biāo)系值）x、z方向均重新校對(duì)，（4）將坐標(biāo)值為整數(shù)的方向固定，讓刀具從另一方向接近工件，比較實(shí)際值與給定值是否有誤差，以此判斷錐面加工是否正確。圖2錐面尺寸檢測(cè)方法示意圖2.2螺紋牙型加工在加工牙型前先要進(jìn)行數(shù)控加工程序的編制，因?yàn)槭褂玫臄?shù)控車床控制系統(tǒng)為西門子系統(tǒng)，車削螺紋可以使用螺紋循環(huán)指令cycle97編制的數(shù)控程序段如下：t2 ;螺紋車刀，車外螺紋，右手刀正裝，主軸反轉(zhuǎn)g0 g95 g90 x170 z20 s130 m4 m8cycle97（6.35，0，-140，160，183，6，5，3，0，0，0，45，2，1，1）g0 x200 z100z200通過(guò)多次試切驗(yàn)證，確定

5、合適的加工參數(shù)如下：1）切削刀數(shù)的確定，經(jīng)試驗(yàn)確定加工刀數(shù)2）錐螺紋小端尺寸給定后，根據(jù)螺紋的有效長(zhǎng)度及退刀槽的寬度尺寸確定螺紋車削時(shí)走刀長(zhǎng)度，計(jì)算出螺紋終點(diǎn)處錐面尺寸，即為程序中螺紋大端尺寸值。3）加工類型（切削方式）選擇：螺紋加工類型分為兩種，恒定進(jìn)給（深度）切削、恒定切削截面積切削恒定進(jìn)給（深度）切削：切屑厚度固定，需要較多次走刀，刀具負(fù)荷逐漸增大恒定切削截面積切削：加工效率高，起始切深相對(duì)較大，每次切削切削刃具有均勻負(fù)荷，刀具壽命長(zhǎng)考慮此螺紋螺距（p=6）、齒高（h=3）等因素，選擇恒定切削截面積切削方式進(jìn)行加工。3  結(jié)語(yǔ)由于我單位產(chǎn)品種類的原因，此前并沒有進(jìn)行過(guò)此類api螺紋的加工，因此，該螺紋的加工對(duì)于我們也是一項(xiàng)新的挑戰(zhàn)。在實(shí)際加工過(guò)程中遇到了不少問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多次切削試驗(yàn)一一解決，終于圓滿完