[發明專利]用于鈦合金油管接頭加工工序中的冷卻方法

在審

• 申請號: 201410454088.4
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104308646A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 趙中清;成海濤;晏如;邊華川;宋令璽;李波;黃英;滕建明
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團成都鋼釩有限公司
• 主分類號: B23Q11/10
• 分類號: B23Q11/10
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 曾娟

技術領域

本發明涉及鈦合金油管接頭加工技術領域，具體涉及一種用于鈦合金油管接頭加工工序中的冷卻方法。

背景技術

油管在石油天然氣工業中鉆探和開采過程中，是油氣資源從地下到地面的必經通道，油管通過接頭螺紋將一根根管子連接起來，形成數千米的管柱，油管接頭的加工，屬于較為精密的機械加工，但其專用性較強，在切削加工中，充分冷卻是一個必不可少的環節。

在碳鋼接頭的車絲中，一般都使用切削液，可以把刀刃的熱量帶走和沖走切屑，以降低切削力，有效的冷卻可以提高生產率和改善被加工油管接頭表面質量，同時提高各工序加工刀具的壽命。

由于鈦合金的導熱系數很小(只相當于45號鋼的1/5-1/7)，切屑與刀具的前刀面的接觸長度極端，切削時產生的熱量不易散發，主要集中在鈦合金油管接頭表面的切削區和刀具的刀刃附近的較小范圍內，由于切削溫度很高，使刀具迅速磨損，傳統的切削液(切削液是一種用在金屬切削、磨加工過程中，用來冷卻和潤滑刀具和加工件的工業用液體，切削液由多種超強功能助劑經科學復合配伍而成，同時具備良好的冷卻性能、潤滑性能、防銹性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀釋特點。克服了傳統皂基乳化液夏天易臭、冬天難稀釋、防銹效果差的的不足，對車床漆也無不良影響，適用于黑色金屬的切削及磨加工，屬當前最領先的磨削產品。切削液各項指標均優于皂化油，它具有良好的冷卻、清洗、防銹等特點，并且具備無毒、無味、對人體無侵蝕、對設備不腐蝕、對環境不污染等特點)冷卻的溫度一般在室溫范圍內，對鈦合金油管切削冷卻加工的效果并不理想，嚴重影響了鈦合金油管接頭表面的質量和刀具的使用壽命。

發明內容

本發明克服了現有技術中使用切削液對鈦合金油管接頭加工過程中冷卻僅僅只能將冷卻的溫度維持在室溫范圍內帶來的對鈦合金油管表面的質量和刀具的使用壽命影響，提供一種利用氮氣使鈦合金油管接頭、車絲刀具在加工過程中處于低溫冷卻狀態，從而延長刀具壽命及鈦合金油管接頭表面質量的用于鈦合金油管接頭加工工序中的冷卻方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于鈦合金油管接頭加工工序中的冷卻方法，該方法包括：

A、將液氮罐中的液氮通過熱交換器轉化為冷卻的氮氣；在熱交換器中通過吸熱的方式，將液氮轉換為氮氣。

B、使冷卻的氮氣分別從設置在車絲刀桿的冷卻通孔和設置在車絲刀頭上的冷卻通孔流過；

C、控制冷卻的氮氣的溫度范圍為-60℃至-30℃，然后直接將其噴射到鈦合金油管接頭表面的切削區和車絲刀具上；

D、對鈦合金油管接頭進行車絲加工。

本機技術方案中通過將氮氣的溫度控制在-60℃至-30℃后(通過吸熱后液氮蒸發，由絕熱管連接溫度計進行控制溫度)將其直接噴射到鈦合金油管接頭表面的切削區和車絲刀具上，從而使鈦合金油管接頭表面的切削區和車絲刀具在車絲加工過程中始終保持在低溫狀態下工作，車絲刀具按50m/min的切削速度進行鈦合金油管接頭的車絲，鈦合金油管接頭表面粗糙度達到Ra1.5μm,很大程度上延長了車絲刀具的壽命，相對于使用切屑液冷卻，車絲刀具壽命延長了5倍(例如使用切屑液冷卻車絲刀具使用時間為加工2個鈦合金油管接頭，使用氮氣進行冷卻車絲刀具使用時間為加工10個鈦合金油管接頭，)，鈦合金油管接頭的加工合格率達到了90％，鈦合金油管接頭表面加工質量得到很大改善，車絲刀具磨損明顯減少，切削的溫度降低了30％。

現有的技術是常溫切削液噴射到切削區和車絲刀具上，而液氮轉換為-60℃左右氮氣噴射在切削區和車絲刀上，相比常溫切削液(冷卻液)，冷卻更快，帶走的切削熱越多，有效地提高了車絲加工刀具壽命。

更進一步的技術方案是，所述步驟C中氮氣的溫度為-60℃。

更進一步的技術方案是，所述步驟C中氮氣的溫度為-50℃

更進一步的技術方案是，所述步驟C中氮氣的溫度為-30℃

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

由于傳統切屑液冷卻，僅僅只能將溫度控制在室溫加工，切削溫度還是會很高，從而加快車絲刀具迅速磨損，從而導致鈦合金油管接頭表面加工的質量，現在通過氮氣將溫度控制在很低，從而使車絲刀具磨損明顯減少，延長了車絲刀具的使用壽命，從而提高了金油管接頭表面加工質量。

具體實施方式

實施例1

一種用于鈦合金油管接頭加工工序中的冷卻方法，其特征在于該方法包括：

A、將液氮罐中的液氮通過熱交換器轉化為冷卻的氮氣；

B、使冷卻的氮氣分別從設置在車絲刀桿的冷卻通孔和設置在車絲刀頭上的冷卻通孔流過；