气密封特殊螺纹接头循环程序的设计

气密封特殊螺纹接头循环程序的设计

0打破加工工艺,采用活性染料进行工特殊的螺钉接头通常采用api型的牙齿型和金属密封，以实现结构的完整性和密封的完整性。它具有连接强度高、密封性能好等优点，在大型油田中得到了广泛应用。气密封特殊螺纹接头作为套管采气的关键部件,其对螺纹牙型和密封面加工都有较高的要求,需采用数控车床加工。在数控车床加工过程中,经常采用循环程序来完成形状规则、大切削量工序的加工,其程序简单,占用机床内存小。如果加工轮廓曲线是特殊形状,使用循环程序可能会使走刀路线空程大大增加,导致生产效率低下。打破加工工艺采用循环的固定思维,根据不同切削形状,选择合理的加工路线和切削参数,采用非常规工艺和非常规加工程序的方法进行加工,使生产效率和刀具耐用度达到最佳效果,从而降低生产成本,提高生产效率。本文以一种新型气密封特殊螺纹接头接箍为研究对象,分析接箍的结构特征,确定加工工艺,根据其接箍加工各工序车削的具体轮廓曲线形状,对原加工工艺中粗车镗孔和密封面精车走刀路线进行了改进,在保证加工质量的同时降低了能耗,大大提高了生产效率。1抗过扭台肩加工工艺设计本文研究的气密封特殊螺纹接头分为3个部分:联接螺纹、抗过扭矩台肩和密封面,如图1所示。联接螺纹部分主要起到连接管柱和辅助密封的作用;密封面部分采用锥面对锥面金属过盈配合形式,起到主密封作用;抗过扭台肩部分主要起到上扣时抗过扭矩和辅助密封作用。考虑特殊螺纹接头的特殊形状及精度要求,采用数控车床进行加工。数控车床的加工对象一般形状复杂,特别是轮廓曲线的形状及位置变化多样,加上材料、批量、质量要求等多方面因素的影响,在确定加工工艺时需综合考虑,既要满足加工精度要求,又要提高加工效率,降低生产成本。通过分析特殊螺纹接头接箍的各项性能指标和轮廓曲线,根据保证精度的原则和提高生产效率的原则,确定加工工艺。加工工序分为平端面、粗车镗孔、切槽、精车密封面、车螺纹。端面刀和粗车刀为硬质合金方刀,精车刀和切槽刀均为55°菱形硬质合金刀,螺纹刀采用三齿螺纹梳刀。2特殊螺纹接头接收工艺设计粗车镗孔工序是螺纹接头接箍加工的重要工序,粗车加工的好坏对精车加工和螺纹加工的质量影响很大,并影响精车和螺纹加工刀具的磨损,因此要求粗车在提高切削效率的同时要给精车和螺纹加工留下合适余量,保障精加工精度和较小的刀具磨损。此特殊螺纹接头接箍粗车工序是要切除图2中红色实线以内的部分。确定车削路线原则有:加工路线最短,减少空行程时间;简化数值计算工作量,简化加工程序等。2.1车削的三次车削算法根据拟粗车车削的形状和尺寸,采用三部分车削,车削走刀路线如图2。首先是ahik部分的循环车削,每次进刀量为5mm,机床自动默认计算进行三次车削,然后是jp以内部分的车削,第三步是qr以内部分的车削。根据此设计,粗车刀(刀尖)走刀路线为:第一部分,采用G71循环语句,三次车削:o->a->b->c->d->a;a->e->f->g->a;a->h->i->j->k;第二部分,采用G01直线插补语句,一次车削:k->l->m->n->p->a;第三部分,采用G01直线插补语句,一次车削:a->q->r->o。2.2改进方案车削方案使用循环语句,加工程序得到了简化,但是走刀行程却大大增加了,加工时间变长,生产效率较低。通过对机床和刀具性能的了解和对粗车切除部分的分析,对粗车加工路线进行改进以在保障车削质量的前提下提高生产效率。改进方案分两部分车削,如图3所示。首先将粗车循环程序改为非循环直接两次进刀,每次背吃刀量为5.2mm,机床功率、刀架和刀片性能均满足要求,刀片磨损在合适的范围内。在第二刀车削后直接进行jp部分的车削,然后退出进行端面倒角的车削。改进后的粗车刀(刀尖)走刀路线为:第一部分,采用G01直线插补,两次车削:o->a->b->c->d;d->e->f->g->h->d;第二部分,采用G01直线插补,一次车削:d->i->j->o;改进后粗车加工路线明显简化,空走行程减少,单件单端粗车工序加工时间由原来的4分20秒缩减到3分25秒,加工效率得到了明显提高,如图3所示。3表面质量的测定精车是零件加工的重要工序,采用合适的工艺是保证零件表面质量的根本。精车工序是加工出螺纹接头的密封面,即要切除图4中红色实线以内的部分,要求在保证达到设计精度的同时具有较高的生产效率。3.1走刀次数及方式确定精车走刀路线原则与粗车相同。根据精车工序车削的形状和尺寸,工艺设计人员直接采用循环语句设计车削加工路线,循环走刀路线如图4。进行5次走刀,每次进刀量为1mm,最后一刀根据切削轮廓走刀,其中lm段为R1圆弧,mn段为R2圆弧,qr段为R3圆弧。精车刀(刀尖)走刀路线为:循环第一刀:o->a->b->c->d;循环第二刀:d->e->f->b->a;循环第三刀:a->g->h->f->e;循环第四刀:e->i->j->h->g;循环第五刀:g->k->l->m->n->p->q->r->s->o;3.2改进的走刀路线同样,使用循环语句,加工程序得到了简化,但是由于精车切除部分轮廓曲线的特殊形状,使得循环走刀时用直线插补G01走了很多空程,如图5中at段,使得加工时间变长,生产效率较低。通过分析精车切除部分轮廓曲线形状,对精车加工路线进行改进以减少走刀空程,提高生产效率。改进方案根据切除部分形状设定每次切削走刀行程,如图5。仍然进行5次走刀,每次进刀量为1mm,最后一刀根据切削轮廓走刀,其中pq段为R1圆弧,qr段为R2圆弧,tu段为R3圆弧。精车刀(刀尖)走刀路线为:第一刀:o->a->b->c->d;第二刀:d->e->f->b->g;第三刀:g->h->i->f->j;第四刀:j->k->l->i->m;第五刀:m->n->p->q->r->s->t->u->v->o。4接再加工工艺的改进对粗车镗孔和密封面精车两个工序工艺改进后,在型号为HTC6330b的数控车床上进行接箍试加工。刀具空走行程明显减少,单件单端粗车镗孔加工时间由原来的260秒缩减到205秒,单件单端密封面精车加工时间由原来的95秒缩减到65秒,加工效率得到了明显提高,如表1所示。此型气密封特殊螺纹接头接箍加工工艺中,粗车镗孔和密封面精车所占加工时间比例大,因此对这两个工序工艺进行改进将使整个接箍加工效率提高。加工工艺改进后接箍单件单端总加工时间由605秒缩减为520秒,加工效率提高14%。采用改进方法在实际生产中减少了电能、压缩空气、切削液等消耗,也减少了设备损耗,降低了工厂生产成本。5新型气密封特殊螺钉接头接充料加工走刀路线的改进在数控车床加工中,编程使用循环语句可以大大缩减计算量,节约机床内存占用,但是由于车削形状的不同,循环语句车削可能导致空走行程大大增加,从而导致加工效率低下,影响制造厂商的经济效益。根据不同的加工部件,采用灵活的加工工艺和走刀路线,采用非常规的编程方式,可以节省加工时间,提高生产效率。本文通过对新型气密封特殊螺纹接头接箍加