于慶明　秦靜　栗三寧

摘? 要：結(jié)合當(dāng)前的石油鉆具螺紋修復(fù)的情況，從自身在車床加工螺紋修復(fù)工作的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，分析車床加工螺紋的原理的基礎(chǔ)上，探討了數(shù)控車床螺紋修復(fù)的要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，希望對(duì)于全面提升數(shù)控車床修復(fù)鉆具螺紋水平有所幫助。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床;鉆具螺紋;修復(fù)工藝;修復(fù)對(duì)策

在石油工程領(lǐng)域中，由于石油鉆具的工況環(huán)境較為惡劣，特別是載荷大、受力復(fù)雜，這樣容易出現(xiàn)螺紋磨損問題嚴(yán)重，存在著變形的牙型等問題，如果不能及時(shí)有效處理則會(huì)造成刺漏、脫落等問題?？紤]到鉆具管材需要良好的抗扭能力，為了實(shí)現(xiàn)鉆具壽命的進(jìn)一步延長(zhǎng)，有效控制成本，大都是選擇修復(fù)螺紋的方式。

1 石油鉆具螺紋修復(fù)的一般方法

結(jié)合石油鉆具螺紋的情況，對(duì)于常見的螺紋修復(fù)過程來(lái)說，主要是涉及到以下方面。一是，結(jié)合磨損的實(shí)際情況，進(jìn)行部分特定長(zhǎng)度為L(zhǎng)的斷面切除;二是，落實(shí)相應(yīng)在臺(tái)階面進(jìn)行寬度為L(zhǎng)相應(yīng)切除，在滿足于相應(yīng)的切除后直徑輪廓符合尺寸加工的錐面情況;三是，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙的具體要求，按照螺紋螺旋線軌跡來(lái)開展相應(yīng)的螺紋加工。通過上述步驟，能實(shí)現(xiàn)螺紋修復(fù)成新，在進(jìn)行探傷的基礎(chǔ)上，保障重新投入使用。

具體來(lái)說，大都是選擇普通管螺紋車床修理，這就應(yīng)全面考慮到具體的操作人員的車床進(jìn)度要求以及工作經(jīng)驗(yàn)，如果不能合理化控制好螺紋的錐度、牙型、倒角等尺寸要求，這樣就會(huì)容易出現(xiàn)誤差的問題。部分特殊螺紋要求控制誤差在滿足于0.2mm范圍，這樣就難以通過人工操作方式實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，這樣工作也意味著操作人員的長(zhǎng)時(shí)間操作，容易引發(fā)健康問題。

2車床加工螺紋的原理

考慮到主運(yùn)動(dòng)則為車床主軸帶動(dòng)工件的運(yùn)行，在此過程中，移動(dòng)刀具屬于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。在傳統(tǒng)的管螺紋車床加工的實(shí)踐中，則是通過掛輪傳遞動(dòng)力，結(jié)合四缸轉(zhuǎn)動(dòng)的要求，同時(shí)，結(jié)合上述固定好的螺距進(jìn)行移動(dòng)。在環(huán)節(jié)中 ，可以開展小托板移動(dòng)刀尖軸的優(yōu)化調(diào)整，來(lái)滿足對(duì)刀的要求，這樣能實(shí)現(xiàn)螺紋車削的工作。純機(jī)械傳動(dòng)往往難以滿足于，在具體的螺紋加工環(huán)節(jié)，涉及到相應(yīng)的打刀、停電、變速等工作環(huán)節(jié)。

在具體的數(shù)控車床的加工環(huán)節(jié)，應(yīng)明確落實(shí)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的特定關(guān)系，應(yīng)滿足于工件轉(zhuǎn)一圈，而刀具移動(dòng)一個(gè)螺距的要求。借助于程序模式來(lái)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速的情況，但大都難以控制轉(zhuǎn)角位置。為了滿足切削螺紋的功能，大都是實(shí)現(xiàn)光電編碼器與主軸1：1傳動(dòng)連接方式。在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)主軸的過程中，應(yīng)明確編碼器也實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，并能進(jìn)行相應(yīng)的一系列脈沖信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣就可以保障主軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)被有所檢測(cè)及接受，并能明確特定轉(zhuǎn)角的電機(jī)開展工作，滿足于車削螺紋所要求的比例的情況。

3數(shù)控車床螺紋修復(fù)

結(jié)合數(shù)控車床每次螺紋進(jìn)刀的實(shí)際情況來(lái)看，都是借助于數(shù)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)掃描光電編碼器的零點(diǎn)脈沖，據(jù)此能判斷相應(yīng)的開始進(jìn)刀的情況，否則保障落實(shí)具體的等待狀態(tài)。通過上述情況，能明確每次進(jìn)刀車削螺旋線軌跡的一致性，避免出現(xiàn)亂扣的問題。

考慮到具體的鉆具舊螺紋的修復(fù)情況，應(yīng)落實(shí)螺紋起始位置對(duì)刀的要求。具體來(lái)看，考慮到待修螺紋起始位置和光電編碼器的零點(diǎn)脈沖的差異性情況，在開展旋轉(zhuǎn)主軸的情況下，結(jié)合相關(guān)的指令要求來(lái)開展螺紋車削進(jìn)的運(yùn)動(dòng)，不加以控制則會(huì)造成存在著不重合的待修螺紋的螺旋軌跡情況，造成一定的破壞情況。所以，在這樣的背景下，進(jìn)行螺紋修復(fù)的實(shí)踐中，應(yīng)明確先定位、再車削。所謂的定位，主要是基準(zhǔn)位置選擇零點(diǎn)脈沖，而后能實(shí)現(xiàn)待修螺紋起始位置與刀具的對(duì)應(yīng)一致性的關(guān)系。在定位的基礎(chǔ)上，可以保障落實(shí)刀具朝著待修螺紋的螺旋線軌跡來(lái)開展運(yùn)動(dòng)，以滿足螺紋修復(fù)的要求。因此，定位則是開展螺紋修復(fù)的重中之重。

這里來(lái)進(jìn)行螺紋車削起點(diǎn)的確定環(huán)節(jié)，主要是采用了卡盤周圍表面標(biāo)記零點(diǎn)脈沖，借助于編制好的宏程序來(lái)落實(shí)具體的刀具位置的定位。一是，在對(duì)刀環(huán)節(jié)中，應(yīng)明確先盤動(dòng)卡盤， 滿足相應(yīng)的零點(diǎn)脈沖信號(hào)的位置為主軸位置，借助于宏程序的單步要求，能實(shí)現(xiàn)滿足于相應(yīng)的刀尖移動(dòng)到相應(yīng)的待修螺紋的上方;二是，通過滿足實(shí)現(xiàn)手搖脈沖發(fā)生器的作用，能有效實(shí)現(xiàn)刀尖移動(dòng)到螺紋中部的螺旋槽其中，能滿足于實(shí)現(xiàn)倍率微調(diào)刀尖的數(shù)值有所降低，并能滿足相應(yīng)的刀尖與螺旋槽的重合要求，落實(shí)具體的刀尖位置要求，避免出現(xiàn)擠碎刀塊的情況。三是，在考慮到程序單步運(yùn)行的情況，進(jìn)行滿足于刀尖軸向z的位置信息的系統(tǒng)變量的讀取工作，這樣能滿足于相應(yīng)的對(duì)刀操作;四是，滿足發(fā)揮出單步運(yùn)行宏程序的優(yōu)勢(shì)，能實(shí)現(xiàn)刀尖移動(dòng)到遠(yuǎn)離待修螺紋N個(gè)螺距的位置的情況，這樣就可以通過推算來(lái)落實(shí)具體的起刀點(diǎn)的位置，并借助于變量表達(dá)來(lái)落實(shí)具體的數(shù)值。借助于發(fā)揮出螺紋循環(huán)切削指令G92，進(jìn)而能實(shí)現(xiàn)螺紋加工的要求;五是，在使用鉆具的實(shí)踐環(huán)節(jié)中，考慮到螺紋牙型往往具有較大的磨損情況，在明確對(duì)刀的基礎(chǔ)上，特別是實(shí)現(xiàn)螺紋循環(huán)切削指令G92環(huán)節(jié)中，存在著發(fā)現(xiàn)刀尖未完全與待修螺紋螺旋線重合的情況，這樣意味著存在著吃偏刀的情況，可以結(jié)合實(shí)際來(lái)進(jìn)行刀尖z值正向或負(fù)向的微調(diào)，以期滿足重合要求。

結(jié)合具體的螺紋切削循環(huán)指令G92來(lái)說，應(yīng)落實(shí)參數(shù)x、z表示為相應(yīng)的每刀切削的終點(diǎn)坐標(biāo)值的情況，并能落實(shí)相應(yīng)的圓錐面切削起點(diǎn)與終點(diǎn)的半徑差的情況。通過相關(guān)的運(yùn)行變量表達(dá)的情況來(lái)看，能滿足于成型刀移動(dòng)到離對(duì)刀螺旋槽為十個(gè)螺距的情況，這樣就可以落實(shí)具體的起刀點(diǎn)的位置。大都是在實(shí)踐中，通過操作習(xí)慣來(lái)落實(shí)刀點(diǎn)與待修螺紋端面之間距離。在此基礎(chǔ)上，能借助于變量的表達(dá)來(lái)進(jìn)行宏指令標(biāo)志，明確參數(shù)尺的賦值情況，進(jìn)而保障明確開展螺紋循環(huán)切削指令G92，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的螺紋修復(fù)加工的要求。

4結(jié)論

綜上所述，結(jié)合當(dāng)前的鉆具螺紋維修的實(shí)際情況，今后必然會(huì)朝著數(shù)控機(jī)床為代表的自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展方向。這里結(jié)合自身從事螺紋修復(fù)技術(shù)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，探討了無(wú)須對(duì)數(shù)控車床進(jìn)行專門改造的情況下，較低成本的鉆具螺紋維修方案，希望能有助于進(jìn)一步提升鉆具維修質(zhì)量，進(jìn)而保障落實(shí)穩(wěn)定的螺紋修復(fù)后尺寸，合理化控制操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，為今后的石油鉆具螺紋維修奠定良好的基礎(chǔ)。

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