油管螺紋梳刀的重磨與安裝

a.外梳刀


b.內(nèi)梳刀
圖1 油管螺紋梳刀刃磨示意圖

1. 梳刀的重磨
   當油管螺紋梳刀磨損到一定程度或梳刀牙型有缺陷時，梳刀必須重磨后方可再用，否則加工出的油管螺紋將很難滿足連接密封性能的要求。但梳刀的重磨應保證重磨后的梳刀切削刃形狀和尺寸基本不變。
   圖1為油管螺紋梳刀刃磨示意圖。
   油管螺紋內(nèi)、外梳刀的成型柱面均為后刀面。棱體外梳刀前刀面與后刀面的夾角為82°，安裝在專用外梳刀桿上的頂刃后角為6°(每英寸8牙外梳刀為8°)；平體內(nèi)梳刀前刀面與后刀面的夾角為84°，安裝在專用內(nèi)梳刀桿上的頂刃后角為6°。從棱體梳刀截形深度的計算可知，同一把梳刀在安裝后角不變的情況下，當梳刀的前角刃磨為+6°時，10牙螺紋的牙型高度將增大0.023mm；當梳刀的前角刃磨為+10°時，將增大0.047mm。因此，為了保證重磨后的梳刀截面形狀正確和切削順利，對梳刀的重磨采取以下控制措施：

   1. 油管螺紋內(nèi)、外梳刀必須在工具磨床或平面磨床上刃磨前刀面；
   2. 外梳刀的刃磨角度為8°^+1°(圖1a)，內(nèi)梳刀的刃磨角度為2°±30′(圖1b)；
   3. 刃磨后的內(nèi)、外梳刀的牙底及校正齒牙頂圓弧半徑須圓滑過渡，牙側平直，并不得有缺陷。
2. 2.梳刀的安裝
   油管螺紋內(nèi)、外梳刀都安裝在專用內(nèi)、外梳刀桿上，安裝的質量直接影響零件的加工誤差和工作可靠性。對此，制定了以下措施：

   1. 安裝前應把刀桿、刀片定位槽及刀片擦拭干凈，刀片壓緊后用塞尺檢查刀片與刀桿定位槽面是否接觸完好，加工數(shù)個零件后再用塞尺復查，以保證刀片定位可靠；
   2. 內(nèi)、外梳刀桿安裝在機床刀架上時，須用百分表校正刀桿的找正平面與機床回轉軸線平行(內(nèi)梳刀桿)或垂直(外梳刀桿)誤差均在0.02mm范圍內(nèi)；
   3. 當加工1.050、1.315、1.660 TBG或UP TBG等小尺寸規(guī)格的油管螺紋時，如專用梳刀桿上未考慮螺旋升角的問題，則允許在梳刀桿上采取一定措施使梳刀片形成正刃傾角，以減小螺旋升角對螺紋表面質量的影響。具體辦法是：加工內(nèi)螺紋時，在刀桿后端加墊片，100mm長度內(nèi)后端比前端墊高1.2～1.6mm，可形成0°41′～0°55′的正刃傾角；加工外螺紋時，在刀桿寬度方向的刀架內(nèi)側墊一寬5mm、長120mm、厚0.3～0.4mm的墊片，可形成0°41′～0°55′的正刃傾角(刀桿寬30mm時)。

油管螺紋錐度誤差的控制

1. 油管螺紋零件加工時，錐度的斜角誤差控制在1°47′24″范圍內(nèi)，且錐度誤差要經(jīng)常檢查和校正。因外錐測量準確，可先車出錐體后再用正弦規(guī)測量斜角，內(nèi)錐面用同規(guī)格的錐面塞規(guī)涂色檢查，接觸面積應大于60%。
2. 靠模車床的靠模架每3個月檢修一次，靠模車床和數(shù)控車床的精度情況每半年檢修一次。
3. 油管螺紋內(nèi)、外錐體粗車后，單邊留梳量0.3～0.5mm，以保證精梳油管螺紋時牙型的完整。為了保證油管內(nèi)螺紋有足夠的加工余量，規(guī)定了接箍的預制毛坯孔直徑(表1)，公差帶為H14。
4. 油管螺紋錐體的直線度用平尺透光檢查，素線呈中間凹下狀態(tài)時不得大于0.01mm，素線呈中間凸起狀態(tài)時不得大于0.03mm。

油管螺紋螺距誤差的控制

1. 把螺距公差減小到L4-g長度內(nèi)任意兩牙的螺距誤差不大于0.02mm，從而使螺距誤差在油管螺紋連接時的累積間隙值中所占的比例降到12%，油管螺紋最大累積手緊間隙值也可由0.26mm減小到0.146mm，小于機緊兩圈所能消除的間隙值0.158mm(每英寸10牙螺紋)。
2. 定期檢查機床，消除和減小機床的主軸回轉誤差、導軌導向誤差和傳動鏈傳動誤差等，以提高油管螺紋加工時的螺距精度。具體辦法有：①調(diào)整機床主軸和絲杠，消除軸向串動；②合理調(diào)整交換齒輪嚙合間隙及主軸、絲杠和交換齒輪軸頸跳動；③在一般數(shù)控車床上安裝傳動誤差自動補償裝置等。 #p#分頁標題#e#
3. 應用API石油管螺紋單項測量儀中的內(nèi)、外螺紋螺距儀或其他測量手段，經(jīng)常檢查螺距誤差是否在0.02mm范圍內(nèi)。

油管螺紋牙型誤差的控制

圖2 h_n最大和h_s最小時連接示意圖

1. 直接用梳刀粗車和精車時的牙型誤差
   為了保證工件的牙型與梳刀牙型完全一致，油管螺紋加工時都采用徑向進刀方式，以螺距參數(shù)為走刀量，根據(jù)螺紋的尺寸規(guī)格、材料的切削性能、零件的剛性等，選用合理的切削速度和走刀次數(shù)。生產(chǎn)實踐中，由于硬質合金棱體梳刀剛性好，專用梳刀桿強度高，部分操作者在加工油管外螺紋時，采用較高的切削速度，只用3至4次走刀就把螺紋車好了。這種加工方法雖然螺紋表面粗糙度較好，生產(chǎn)效率高，但卻存在以下缺點：

   1. 刀尖切削載荷大，易扎刀、崩刃，降低了梳刀的使用壽命；
   2. 梳刀磨損加快，且磨損不均勻，刀尖及牙側磨損大，牙底磨損小，連續(xù)工作一段時間后，工件就會形成前面談到的極端情況，造成工件牙淺，影響連接密封性能；
   3. 由于油管螺紋零件一般都是空心薄壁件，且梳刀的后角較小，前角基本為零，這種大切削量的加工易造成工件擠壓變形、讓刀，改變工件牙型的正確形狀，使螺紋牙型局部未梳完整或橫截面圓度誤差增大。
2. 普通螺紋車刀粗車和梳刀精車的牙型誤差
   筆者認為，正確的加工方法應是先用普通螺紋車刀粗車，再用梳刀精車，如圖3所示。這種加工方法的優(yōu)點是：①粗車時，車刀可采用較大的前、后角，切削輕快，可減少工件擠壓變形；②減輕了梳刀的切削載荷，梳刀磨損比較均勻，使用壽命提高。筆者曾對一枚10牙外梳刀進行了加工前后的參數(shù)計量，在按上述方法加工了35件固定閥罩零件后，這枚梳刀牙頂削平高度值基本未變，牙底削平高度值增大了0.009mm。這表明梳刀牙頂及刀側的磨損較均勻，梳刀牙底因錐體粗車后梳量較少而磨損較小。
   

   
   圖3 三角刀粗車和梳刀精車切削量示意圖

   采用普通螺紋車刀粗車和梳刀精車油管螺紋時，首先要注意使精梳刀與粗車刀的縱向位置重合，以保證油管螺紋兩牙側都梳出，其中接箍內(nèi)螺紋因觀察調(diào)整較困難應尤其注意；其次要注意粗車刀的刀尖寬度和吃刀深度，以保證油管螺紋牙底梳圓滑、完整，并盡量使精梳余量均勻。當每英寸10牙油管螺紋錐體車后單邊留梳量0.3mm時，粗車刀刀尖寬度可控制在0.2～0.3mm，吃刀深度控制在1.2～1.3mm，如圖3所示。 #p#分頁標題#e#
3. 減小牙型誤差的控制措施
   從理論上分析，螺距誤差是影響API油管螺紋密封性能的最主要因素，但在生產(chǎn)實踐中，由于油管螺紋的螺距誤差處于累積螺距公差狀態(tài)時的情況極少。因此，要從多方面采取相應措施，使油管螺紋的牙型誤差得到有效控制，讓工件的油管螺紋牙型最大程度地符合理想狀態(tài)，才是提高API油管螺紋的加工質量，保證API油管螺紋連接密封性能的最佳途徑。
   為了減小油管螺紋的牙型誤差，除按本文梳刀的重磨和安裝兩方面加以控制外，還應采取以下措施。

   1. 合理裝夾及提高工件的剛度。油管螺紋零件一般是空心薄壁件，安裝時應采用專用卡爪(圖4)，卡爪材料為45號鋼，硬度28～35HRC，而且工件被夾持部位圓柱度應控制在0.03mm，卡爪夾持部位定期修切，使之與工件接觸良好，從而使夾緊力均勻，減少工件的夾緊變形；當工件懸伸較長或剛度較低時，采用端面頂尖、光面頂尖等工藝措施以提高工件剛度，減少工件受力變形。
   2. 油管螺紋錐體車好后，先用普通螺紋車刀粗車，以減輕梳刀載荷，保證螺紋牙型正確，每英寸10牙螺紋粗車走刀5次以上，每英寸8牙螺紋粗車走刀6次以上，粗車后的油管螺紋牙側及牙底留精梳量0.3～0.5mm。
      

      
      圖4 專用卡爪夾持工件示意圖

   3. 油管螺紋粗車后，再用螺紋梳刀精車，精車走刀3次以上，梳刀起始位置應離開起始點15mm以上，油管螺紋的牙頂、牙側及牙底必須精車，以保證牙型的完整正確。加工中注意梳刀校準齒的不完整牙底切到工件牙頂?shù)那邢髁坎坏么笥?.02mm(圖3)，圖中δ為螺紋外梳刀校準齒右側牙底削平高度與左側牙底削平高度的距離，其值為PK/2。
   4. 為了保證螺紋梳刀在加工中牙型參數(shù)不致變化較大，規(guī)定外梳刀精車50件，內(nèi)梳刀精車30件后，或者梳刀牙型有缺陷時，不得繼續(xù)加工，螺紋梳刀必須重磨后再用。

油管螺紋的質量檢測

1. 油管螺紋的完整牙型表面不得有碰傷、缺損、接刀痕等缺陷，油管螺紋錐度公差、素線直線度公差和累積螺距公差按前述控制措施驗收。
2. 油管螺紋的密封性采用靜水壓試驗，試驗要求是：①試驗前檢查油管螺紋不得有飛邊毛刺，并清洗干凈，然后在外螺紋小端及完整螺紋長度內(nèi)涂薄薄一層高級螺紋密封脂；②試驗壓力為30MPa，一人用摩擦鉗擰緊，保壓8min，應無滲漏；③試壓時采用內(nèi)、外螺紋零件連接互相試壓的方法，試壓工具中的油管螺紋部位在使用5次后，應對其油管螺紋部位進行修復。
3. 車床、靠模架經(jīng)調(diào)整，梳刀經(jīng)重磨或重新安裝后加工的首件零件必須試壓，并待零件試壓合格后方可成批生產(chǎn)。 #p#分頁標題#e#
4. 成批加工的油管螺紋零件試壓抽樣數(shù)見表2，超差件經(jīng)全面修復后方可放進驗收批內(nèi)，拒收批量應經(jīng)過100%的全面檢查，對其可修復者經(jīng)過修復合格后，再驗收。對某些牙型質量有疑義的油管螺紋零件可全試。 成 批
   件 數(shù)2～
   2526～
   5051～
   9091～
   150151～
   280281～
   500501～
   12001201～
   3200抽樣數(shù)235813203250超差
   件數(shù)驗收批00001123拒收批11112234注：抽樣數(shù)不包括首件試壓數(shù)。

   表2 油管螺紋零件試壓檢查一次抽樣方案

5. 新產(chǎn)品試制中的油管螺紋零件在無試壓工具時，允許在車床、刀具等工藝系統(tǒng)不變的情況下加工的其它油管螺紋零件試壓合格，則緊接著加工的上述零件可免試。

體會和建議