管螺纹加工刀具应用

1、管螺纹加工刀具的管螺纹加工刀具的 应用与发展应用与发展 一、石油管相关知识 石油管的用途 石油专用管主要用于油、气井的钻探及油、气的输送。 它包括石油钻管、石油套管、抽油管。 石油钻管主要用于连接钻铤和钻头并传递钻井动力。 石油套管主要用于钻井过程中和完井后对井壁的支撑， 以保证钻井过程的进行和完井后整个油井的正常运行。 抽油管主要将油井底部的油、气输送到地面。 石油管的常用规格及相关标准 钻杆： 2 3/8” 5 1/2” SY5290-1991 油管： 2 3/8” 5 1/2” API 5CT 套管： 4 1/2” 20” API 5CT 按钢材本身的强度套管可分为不同钢级，即J55、K

2、55、 N80、L80、C90、T95、P110、Q125、V150等。 螺纹主要形式：10牙/吋圆扣、8牙/吋圆扣、5牙/吋偏梯 扣、特殊 扣等。 二、石油管螺纹梳刀杆 刀具的分类：焊接刀具、机夹可重磨刀具、机夹 可转位刀具。 焊接刀具 机夹可重磨刀具 机夹可转位刀具 机夹可转位刀具的组成及各部分的作用 组成：刀片、刀柄（刀杆）、紧固件（包括：螺钉、杠杆、 压板、拉杆等）、刀垫等等。 刀杆是介于刀片和机床刀架（刀座）之间的连接部分，应 具有足够的强度、硬度和精度。相对于普通车刀杆来说， 由于被加工件（石油管螺纹）的精度、硬度等要求较高， 因此石油管螺纹梳刀杆精度更高，其强度及刚性要求也更 高

3、。 石油管螺纹梳刀杆的分类： 按柄部夹持型式分：方柄、圆柄、刀夹等。 按车削方式分：内螺纹刀杆、外螺纹刀杆等。 石油管螺纹刀杆的发展 机床: 改装的普通车床 数控车床 专用高效车丝机床 管螺纹刀片：单齿刀片 多齿刀片 管螺纹刀杆：单刃车丝刀杆 复合车丝刀杆 带快换式 工具系统的复合车丝刀杆（KM柄、Capto柄等） Sandvik公司公司Capto 刀柄刀柄 Kennametal公司公司KM 刀柄刀柄 沈阳机床STC1135pipe 西班牙机床TCN-18.2TZ 辽宁广联SYSK-211B 梳刀杆的压紧型式 石油管螺纹刀杆的型号标注规则石油管螺纹刀杆的型号标注规则 P 8 N 2 A R 6

4、0 100 说明： 用M、C、P、J、F、G 等字母分别表示不同类型的刀片夹紧方式， 如下表所示 、项数字或字母表示含义分别与刀片、相同 用字母A、B、C、D分别表示被加工的石油油管、套管、钻杆直径范 围 用字母R或S分别表示内螺纹刀杆柄部截面形状。“R”表示圆柄，“S” 表示方柄。外螺纹刀杆均为方柄，该项省略。 对于内螺纹刀杆，分别表示刀杆柄部直径D和长度L1(圆柄)，或 者刀杆柄部高度H和刀尖至刀杆柄部底面的高度K(方柄) 适用不同直径管材的螺纹刀杆规格对照表适用不同直径管材的螺纹刀杆规格对照表 注意：不同规格梳刀杆其刃倾角不同，正确的选用刀杆的刃倾角有助于 提高石油管螺纹的加工精度，减少

5、划道等螺纹缺陷的存在并提高梳刀 片的使用寿命。 内、外螺纹刀杆外形示意图 石油管螺纹刀杆的特性 比常规数控刀具更高的切削刚性和加工精度 良好的刀片定位精度 可靠的刀片夹持刚性 装夹使用方便 便于切削过程中的排屑与断屑 石油管螺纹刀具的选择 刀柄的选择刀柄的选择 1.刀杆柄部的选择 刀杆的柄部形式取决机床刀架的结构。 分类：方柄、圆柄、KM(Colinet机床)、Capto(山特)等工 具系统、其它特殊结构 2.刀杆头部结构型式的选择 刀杆的头部尺寸及刀片的装夹型式取决于所采用的刀片形状 和工件的外形及尺寸。 刀片的选择刀片的选择 1.单齿刀片 优点：切削抗力小，所需机床功率和整个切削系统的刚性

6、较小 需要的退刀空间小 缺点：走刀次数多，切削效率低 刀片耐用度低 2.多齿刀片 优点：走刀次数少，切削效率高 刀片耐用度相对较高 缺点：切削抗力大，所需机床功率和整个切削系统的刚性大 所需的退刀空间大 螺纹形成方式及 刃倾角的确定 三、石油管螺纹加工中的配 套刀具 石油管螺纹配套刀具的种类 1.外圆车刀 2.端面车刀 3.镗孔刀 4.去毛刺刀 常见的配套刀片 常见配套刀杆的压紧结构 腰槽形螺钉夹紧腰槽形螺钉夹紧 螺销上压式螺销上压式 （偏心上压式）（偏心上压式） 压孔式压孔式 四、石油管螺纹刀的使用及 常见问题的处理 石油管螺纹刀具的安装石油管螺纹刀具的安装 （a）使用前，使用者应了解刀具结

7、构，加工要求及使用要求。 （b）刀杆必须正确牢固装夹在刀架（或刀座）上。安装前，刀架及刀 杆基面应擦试干净。普通车丝机的刀杆柄部基面应采用百分表进行找 正，使之平行或垂直于螺纹轴线方向。找正误差应在0.015/100之内。 否则将引起螺纹牙形误差，甚至超差。 （c）螺纹刀片应正确安装到刀杆的刀片槽内。用手将刀片侧边定位面 靠牢，然后拧紧夹紧螺钉。刀片定位应可靠，夹紧牢固。夹紧螺钉或 其他夹紧零件以及断屑器等如有损坏应及时更换，以免在切削时损坏 螺纹刀片。每次换刀片时，刀杆上的刀片槽及刀片各基面均应擦拭干 净，不得有碎屑夹入，否则会影响定位精度或把刀片夹碎。 （d）机床锥度板一定要调整准确，尽量

8、减少加工螺纹锥度误差。 （e）刀具安装时，应保证刀尖位于主轴回转中心线同一个水平面上， 圆柄刀杆安装时，可找正刀杆颈部的对刀基准。对于方柄刀杆来说， 当刀尖低于主轴回转中心线时，可在柄部加垫块解决，但层数不宜过 多，以保证足够的切削刚性。 切削参数的选择 金属切削三要素 切削速度（线速度、机床转速）、切削深度、进给速度 切削速度推荐表 较高的切削速度可有效提高所加工螺纹的表面光洁度， 但刀片的耐用度随之下降。 走刀次数及各次吃刀深度推荐表 1 走刀次数及各次吃刀深度推荐表 2 走刀次数及各次吃刀深度推荐表 3 走刀次数及各次吃刀深度推荐表 4 石油管螺纹刀具使用中应注意的若干问题石油管螺纹刀具

9、使用中应注意的若干问题 刀片和刀杆的安装位置是否准确，夹持是否牢固 刀杆及相关附件使用的时间是否过长，精度是否丧失 切削时冷却是否充分，刀尖是否有积屑瘤的产生 刀具切削时排屑是否通畅 刀片刃口是否存在有崩刃、塌尖或过度磨损等现象 所采用的切削参数是否合理 刀片及刀杆安装时，各相关的基准面是否清理干净 石油管螺纹刀具使用中常见问题石油管螺纹刀具使用中常见问题 产生原因及推荐解决措施产生原因及推荐解决措施 切削时产生振动及波纹切削时产生振动及波纹 （1）检查系统刚度是否足够，工件及刀杆伸出量是否太长， 主轴轴承是否适当调整、刀片是否夹紧牢固等。必要时采 取提高刚性的措施。 （2）调低或调高主轴12

10、档转速试加工，选择避免波纹产生 的转数。 （3）对非涂层刀片，若刀刃原来未进行刃口强化，可在现 场用细油石轻轻研磨刃口（顺着刃口方向）。或者在新刃 口加工几个工件，波纹即能减轻或消除。 刀片磨损很快，耐用度很低刀片磨损很快，耐用度很低 （1）检查一下切削用量是否选择太高，特别是切削速度及 吃刀深度是否太大。并进行调整。 （2）是否未供给足够冷却液。 （3）切屑挤住刀刃，引起细微崩刃而增大刀具磨损。 （4）刀片夹固不牢，或者在切削过程中产生松动。 （5）刀片本身质量问题。 刀片大块崩刃或碎裂刀片大块崩刃或碎裂 （1）刀片槽内是否有碎屑或硬质颗粒夹入，在夹紧时已产 生裂纹或应力。 （2）切屑在切削过程中缠绕及打坏刀片。 （3）走刀过程中刀片受到偶然碰撞。 （4）拔荒刀等的前序刀具打刀引起螺纹刀片的随后崩裂。 （5）用手操作退刀的机床，多次退时，因后面次数的退刀 动作缓慢而引起刀刃负荷陡然增大打刀。 （6）工件材质不均匀或可加工性很差。 （7）刀片本身质量问题。管螺纹齿形误差超差。 管螺纹齿形误差超差管