[發明專利]石油鉆桿螺紋自動修復方法

無效

• 申請號: 201210576188.5
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103028890A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 張鑫;李剛;陳雁軍;馬維新
• 申請（專利權）人: 寧夏新瑞長城機床有限公司
• 主分類號: B23P6/00
• 分類號: B23P6/00;B23Q17/22;B23Q17/20
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 葉學軍

技術領域：

本發明涉及機械加工技術，屬于石油鉆桿修復再利用方法，特別是一種石油鉆桿螺紋自動修復方法。

背景技術：

目前國內石油鉆桿螺紋的修復主要是采用以下兩種方法：

第一種，在普通車床上，由人工找正對刀的辦法進行鉆桿螺紋修復：

石油鉆桿接頭螺紋螺距大(5.08～6.35mm)，完整牙型螺紋至臺肩面的距離短(≤12.7mm)，為了達到一定的表面粗糙度要求，加工螺紋時還必須要求有相當高的切削速度，這就使得刀具的縱向移動速度很快；為了防止螺紋切削刀具與臺肩面相碰，機床操作者必須全神貫注，反應靈敏，動作迅速，這對操作者的技能要求非常高，操作時工人的精神緊張，勞動強度大、零件精度一致性差，效率低，很容易造成廢品或刀具損毀；

第二種，在數控車床上，由人工找正對刀的辦法進行鉆桿螺紋修復：

在數控車床上加工修復石油鉆桿接頭螺紋時，因為是二次裝夾，為了能沿著原來的螺紋溝槽切削，即保證加工螺紋時不“亂扣”，鉆桿在車床夾緊時，既要保證鉆桿必須在圓周方向與主軸同軸度誤差極小，(即精確地圓周定位)，又要保證螺紋螺旋線的起點和主軸上光電編碼器的零度位置相對應，而這在實際操作中是不可能實現的。為保證螺紋刀的軌跡和原螺紋的位置重合，操作者只能一遍又一遍的反復調整數控車床刀架的縱向位置，直到螺紋刀的軌跡和原螺紋的位置接近為止。這樣做費時費力，尤其是在修復內螺紋時將螺紋刀對準原螺紋時更加難以保證，因此這種方法雖然比第一種提高了加工質量，但加工效率仍然很低。

發明內容：

本發明的目的是克服現有技術之不足，提供一種高精度、高效率的石油鉆桿螺紋自動修復方法。

本發明的目的按照下述方案實現：

一種石油鉆桿螺紋自動修復方法：數控車床為加工設備，采用工件測頭為自動檢測工具，利用自主研發的自動測量程序和專門研發的人機對話功能程序，對石油鉆桿螺紋進行自動修復，其特征在于其加工步驟為：

1)在數控車床上找正待修復的鉆桿頭部的徑向跳動后夾緊鉆桿；

2)輸入待修復鉆桿的基本尺寸；

3)機床刀臺換到外圓車刀工位，加工基準端面、臺肩面、頭部錐面；

4)利用自動測量程序，工件測頭對待修復的鉆桿螺紋在線自動測量，將測量的值經數控系統運算得到螺紋刀與待修復螺紋的相對位置，保證螺紋刀軌跡與原螺紋軌跡重合。

5)執行螺紋修復加工程序；

6)鏜孔刀具為內孔倒角，去毛刺；

上述步驟3)是指從鉆桿接頭螺紋外端起，根據螺紋磨損情況，將端部和臺肩面分別切除8～12mm，再將錐螺紋外圓部分沿原來的錐度，車除相應的深度；

上述步驟是使數控車床主軸準停到零度位置，工件測頭執行自主研發的自動測量程序后，找到鉆桿螺紋第二扣的螺紋中心面，將測量的值經數控系統運算得到螺紋刀與待修復螺紋的相對位置，保證螺紋刀軌跡與原螺紋軌跡重合，確定鉆桿接頭原螺紋的入刀點。從而可以保證螺紋刀能按照原螺紋的軌跡進行修復加工。

本發明是集機械、電氣、數控技術和自動測量等多種先進技術為一體的新型工藝方法，應用在數控管螺紋車床上后能夠修復從(API標準規定的)NC26到NC50各種型號的鉆桿螺紋。本發明能夠切實保證鉆桿螺紋的加工質量，大幅度提高加工效率，減輕操作者的勞動強度，并可以應用到加工自動線，實現自動化生產，是一種理想的鉆桿螺紋修復工藝方法。

附圖說明：

圖1是本發明加工裝置的總裝示意圖，圖中：1-數控車床刀臺，2-卡盤，3-待修復鉆桿，4-工件測頭。

圖2、圖3、圖4、圖5、圖6是本發明自動測量程序框圖，程序自圖2一直延續到圖6；

具體實施方式：

如圖1所示，本發明用于加工石油鉆桿的設備是數控車床，包括數控車床刀臺(1)，卡盤(2)，待修復鉆桿(3)工件測頭(4)。

具體加工步驟如下：

1.在數控車床上找正待修復的鉆桿頭部的徑向跳動后夾緊鉆桿。

2.數控系統執行程序：

2.1.打開數控系統的螺紋修復功能專用界面，根據待修復鉆桿接頭的型號依次填入待加工鉆桿的基本尺寸，包括螺紋頭部直徑，尾部直徑，長度，螺紋形式代號；

2.2.執行程序，機床刀臺換到外圓車刀工位，主軸旋轉，從鉆桿接頭螺紋外端起，將端部車除8～12mm，臺肩面相應車除8～12mm，再將錐螺紋外圓部分沿原來的錐度，車削掉相應的深度后，刀具離開工件，主軸停止。

3.執行鉆桿螺紋的在線自動測量程序。