李六五， 童楠楠， 彭建軍， 郭 鵬， 楊兵兵，張 強， 樊振興， 歐海榮

（寶雞鋼管西安石油專用管公司， 陜西 寶雞721008）

油套管接箍加工不但與接箍車絲機加工程序所規(guī)定的工藝密切相關， 也與接箍材質、 螺紋類型等有直接關系， 目前市面上接箍車絲機種類繁多， 各廠家在實際生產過程中的加工工藝基本接近， 主要體現(xiàn)在加工工藝一些小細節(jié)的處理上。而接箍加工過程中鏜孔深度、 拐角圓弧、 起始倒角、 內外倒角、 中間交扣的處理細節(jié)均需要長期的經驗積累及合理的方法來不斷完善。 本研究對一種接箍加工工藝展開詳細闡述， 通過分析加工工藝的優(yōu)缺點， 結合實際生產中遇到的問題， 提出了幾種常見問題的處理方法， 為進一步提升加工效率及解決實際生產中存在的問題提供一定的參考。

1 接箍車絲機加工工藝

1.1 接箍加工工藝

在接箍車絲機的加工編程過程中， 為了實現(xiàn)接箍整體參數(shù)及外觀的加工要求， 且更好的區(qū)分并完成接箍的整體加工， 將接箍分為A、 B 端分別進行加工， 也便于加工程序的制定及區(qū)分。

第一步， 考慮到端面斜度或表面光潔度較低， 需對接箍A 端端面進行車削， 以達到定位及提高表面光潔度的要求。 一般端面車削量在1～2 mm， 從外徑方向入刀， 加工毛刺內翻至接箍內孔方向。 退刀后快速接近接箍外表面進行外倒角， 完成端面的加工（如圖1 所示）。

圖1 接箍端面加工示意圖

第二步， 設計內鏜孔加工程序。 因車削壁厚較大， 一般會分為兩刀進行加工。 接箍粗車內鏜孔第一刀加工示意圖如圖2 所示， 首先根據(jù)最終螺紋加工錐度計算接箍中心點坐標及設定起始入刀位置坐標， 完成粗車內鏜孔， 此時要考慮下一步螺紋車削刀具的起始位置坐標， 所以會在粗車內鏜孔到達接箍中心位置后繼續(xù)車削出最少一個螺紋梳刀刀片的長度， 防止螺紋加工過程中梳刀撞擊在接箍內鏜孔后的加工臺面上， 造成撞刀。

圖2 接箍粗車內鏜孔第一刀加工示意圖

粗車內鏜孔結束后， 對接箍鏜孔直徑及螺紋起始倒角進行加工， 退刀后快速接近鏜孔內表面進行內倒角， 完成鏜孔工序的加工（如圖3 所示）。

圖3 接箍精車內鏜孔加工示意圖

第三步， 根據(jù)螺紋梳刀成型齒的位置坐標，設定梳刀的加工程序， 螺紋加工完畢后， A 端常規(guī)加工工藝完成（如圖4 所示）。

圖4 接箍螺紋加工示意圖

A 端加工完成后， 翻轉并重新裝夾接箍， 以A 端端面為定位面， B 端車端面即為接箍長度定尺， 確保接箍長度滿足標準要求。 后續(xù)加工流程與A 端相同， 最終完成整件接箍的加工。

1.2 接箍螺紋加工后處理

在接箍加工的整個過程中， 螺紋首扣部分易產生毛刺， 可借助設備去除毛刺（如圖5 所示）。

圖5 去除毛刺加工示意圖

2 接箍加工工藝優(yōu)化

2.1 端面加工工藝優(yōu)化

端面加工主要包含平端面和外倒角兩個步驟， 從對刀開始到加工完畢， 一般加工節(jié)拍在5～10 s， 其中包含刀塔更換工位時間。 在程序優(yōu)化過程中， 可以減少入刀及退刀的行程并優(yōu)化走刀次數(shù)， 加工順序也影響著最終的加工質量。 通常思路是平整端面后再進行外倒角， 這種規(guī)劃操作簡單，但需要考慮刃面靠近車削還是刃角車削， 兩種方案的差異是毛刺的大小不同； 若刃角車削還需考慮行走軌跡， 主要是考慮毛刺出現(xiàn)的方向。

為了避免出現(xiàn)上述情況， 車削行走軌跡使用刃角從外倒角方向開始車削， 外倒角完成后， 順延端面車削軌跡向內徑方向車削， 最終完成加工流程， 即從原走刀軌跡①→②更改為②→①， 完成端面加工（如圖6 所示）。

圖6 端面加工示意圖

優(yōu)化端面加工工藝可消除加工外倒角過程中出現(xiàn)的毛刺， 并減少了退刀、 入刀步驟， 提高了加工效率以及產品的加工質量（見表1）。

表1 端面加工程序優(yōu)化前后對照表

2.2 鏜孔加工工藝優(yōu)化

鏜孔加工主要作用是完成鏜孔直徑、 螺紋起始倒角及螺紋加工錐度輪廓的加工， 并減少螺紋梳刀加工余量， 提升螺紋加工效率。 螺紋梳刀加工余量一般在0.1～0.2 mm。 鏜孔部分承擔了接箍整體加工車削總量的70%～80%， 所以鏜孔加工也是接箍加工耗時最長的一道工序。 高切削量造成該工序切削速率相應比較低， 從而耗時較多。

為提高加工效率， 主要通過選用合適刀具、 調整加工程序等方法來進行。 例如鏜孔刀片選用190624， 相比190619 刃角圓弧半徑從1.9 mm 增加到2.4 mm， 并且能承載更大的切削阻力， 可以通過提升切削規(guī)范來減少時間消耗。 190624 刀片較190619 刀片切削規(guī)范提升了10%～20%。 接箍規(guī)格越大， 鏜孔車削時間越長， 越能體現(xiàn)刀具變更后的效率提升效果。 也可以使用不同刀片進行組合加工， 以提升鏜孔的加工效率和加工質量， 例如將第一刀粗車鏜孔刀片更換為圓形數(shù)控車削刀片， 以適應高的車削加工量。 由于更換粗車與精車刀片時，會增加刀塔更換加工工位的時間， 因此在程序優(yōu)化時需要進行合理的匹配（見表2）。 可以參照端面車削的優(yōu)化方案， 即將原走刀軌跡⑥→⑦→⑧更改為⑧→⑥→⑦， 可以有效的提升整體加工效率。

表2 鏜孔優(yōu)化前后對照表

2.3 螺紋加工工藝優(yōu)化

螺紋加工工藝優(yōu)化主要體現(xiàn)在提高螺紋的表面光潔度及降低螺紋震紋等方面， 程序優(yōu)化主要體現(xiàn)在分刀后的切削分布上面； 一般建議最后成型的一刀采用高的切削規(guī)范， 從而提高表面光潔度。 刀具的選擇和安裝方式也要考慮各設備的實際情況以及斷屑的因素， 避免高速旋轉帶來的螺紋損傷。 通常最后一刀成型余量在0.10～0.15 mm為宜， 但不建議在分兩刀加工時還保持較小的加工余量， 這樣會造成螺紋梳刀第一刀加工車削量過大導致震紋的產生。 分兩刀加工時成型余量建議保持在0.30～0.45 mm， 成型余量過大會造成螺紋表面光潔度變差。

3 接箍加工常見問題處理

3.1 外倒角常見問題及處理

接箍外倒角常見問題主要體現(xiàn)在倒角不全及不平整方面， 主要原因有管坯圓度不高、 設備夾持卡盤夾偏、 旋轉精度不夠等。 一般的解決辦法是對接箍外表面進行車削， 以達到理想的圓度,此辦法不但可以解決外徑圓度的問題， 而且能夠避免因卡盤間隙存在的夾持后不同心情況， 但會增加額外成本。 該方法不但可以達到理想的管坯圓度， 還可減輕接箍外表面存在的缺陷， 具體需要根據(jù)各企業(yè)的實際情況進行考量。

設備卡盤夾偏產生的原因較多， 例如原料問題、 卡盤間隙問題及鐵屑等， 對于臥式加工來說，在設備對刀開始車削或卡盤旋轉開始可以明顯的觀察到此問題。 關于此問題的處理和修復方法是在設定接箍長度及鏜孔深度過程中， 考慮一定的修復余量。 例如， 160 mm LC 接箍成品要求長度設定在205 mm， 比標準要求的最小長度長約2 mm，完全可以實現(xiàn)接箍的修復作業(yè)， 即利用長度余量重新對外倒角、 端面及鏜孔部分進行加工。

3.2 鏜孔深度加工常見問題及處理

在加工鏜孔過程中， 一般使用刃角圓弧半徑為1.9 mm 或2.4 mm 的刀片進行加工， 導致鏜孔深度方向（如圖7 所示） 在螺紋起始倒角處產生一個圓弧。 在測量鏜孔深度時， 使用深度游標卡尺在圓弧位置測量不便利， 致使測量數(shù)據(jù)準確性不高。 為了避免這種情況， 通常選取刃角圓弧小的刀片作為鏜孔第二刀使用刀片， 但是刃角圓弧過小不利于加工效率的提高。 也可以在螺紋加工后， 增加去除毛刺刀桿， 采用車削的辦法重新開始精車鏜孔路徑， 直到螺紋起始倒角結束， 這樣不但實現(xiàn)了鏜孔直徑的精確控制， 而且因為去毛刺刀片車削量小， 可以盡量選取小刃角圓弧刀片， 從而解決此問題， 此辦法還可以用到鏜孔及起始倒角有缺陷時的修復作業(yè)上。

圖7 鏜孔深度示意圖

3.3 螺紋交扣處常見問題及處理

接箍A、 B 端分開加工后， 在接箍中心位置會存在平扣、 亂扣及臺肩等問題， 標準有明確規(guī)定， 在此不做闡述。 這類問題的產生一般出現(xiàn)在2 個方面： ①在接箍翻轉加工時出現(xiàn)了定位不準確或夾偏， 接箍兩端鏜孔車削不同軸導致的加工余量不夠或對接偏心； ②加工到接箍中心位置時，兩端梳刀螺紋未重疊導致的臺肩或刀痕。 一般可以補償梳刀軸向參數(shù)， 從而調整至重合狀態(tài)。

4 結 論

（1） 接箍車絲機螺紋加工工藝的制定過程中， 需對各倒角處的加工工藝進一步優(yōu)化， 以便進一步提升產品的加工質量。

（2） 在加工程序的設計過程中， 盡量將不必要的退刀、 入刀路徑進行合理優(yōu)化， 合理利用路徑合并提高加工效率。

（3） 在刀具的選擇過程中， 應考慮設備的整體性能， 在精加工或成型加工過程中減少加工余量， 從而提高產品加工精度。 合理利用毛刺去除程序， 可有效提升產品加工質量。