加工金屬工件時如何避免螺紋倒角處的毛刺

API 5B標準要求油井套管螺紋的起始段應有倒角扣部分。加工螺紋起始段時，倒角面與螺紋相交處容易產生毛刺。根據毛刺的角度效應，毛刺的大小與工件的端面角度有關。當工件端面角度增大時，工件端部的支撐剛度相對提高，切削方向不易產生毛刺。因此，在制定油井管螺紋的切削規範時，應合理確定刀具的切削方向，使切削出口位於角度值(即兩相鄰面的交角)較大的部位，以防止或減少毛刺的產生。對於倒角為65°的圓螺紋油井套管，導向面與倒角面的夾角為95°，小於承載面與倒角面的夾角(145°)，小於倒角面與端面的夾角(115°)。因此，使用反向切割法(即從導向面向端面切割)可以有效地控制導向面。這種方法主要用於去毛刺。為了避免二次毛刺的產生，反向切削去毛刺時需要較小的進給量，因此加工效率較低。專利“側切削去除螺紋毛刺的方法”(中國專利號: 97103690.x)提出沿毛刺所在的螺紋齒尖方向進給，可以大大提高去毛刺的加工效率。如圖2所示，去毛刺刀片的兩個刃口分別在不完整螺紋和倒角面的相交處進行切削，使得棱角變大，不易產生毛刺。確定去毛刺刀片的角度時，左刃和倒角面與導絲側形成的兩個角度應相等；右邊緣分別與倒角面和螺紋承載面形成兩個相等的角度。θ為螺紋牙形的半角，δ為倒角面與螺紋軸線的夾角，ε為螺紋錐度的半角。根據角度之間的幾何關系，可以知道去毛刺刀片的左角β1和右角β2為β 1 = 45-δ+θ 22β 2 = 45+δ+θ 22。去毛刺刀片的進給方向與螺紋軸線的夾角ψ1為3°。去毛刺加工梯形螺紋黑扣段時，0？5"~ 13?0?5”偏置梯扣的套筒不完全螺紋長度g為1.984”)，其齒尖呈中空狀態(俗稱“黑皮扣”)。黑皮扣段齒槽兩側與管體表面相交處容易形成較大的毛刺，在螺紋加工後會因彈性變形而轉向齒槽內側，從而影響螺紋參數的測量，增加螺紋的擰緊力矩，因此需要去除黑皮。用尖部較寬的去毛刺刀片切入螺紋齒槽，刀片頂部與螺紋齒底平行，兩個側邊靠在不完整螺紋兩側與齒頂的交界處。側刃的左角β11和右角β2應大於相應的側角α1和α2。去毛刺刀片頂寬L的選擇應保證刀片能切入螺紋槽，切掉底弧R與表面交界處的毛刺。L的最小寬度Lmin和最大寬度Lmax可計算如下:其中ε ——螺紋錐度半角p——螺距HN ——螺紋齒高去毛刺刀片的切削點應在不完整螺紋的起點，切削角應大於螺紋錐度角，以避免損傷完整螺紋，然後沿外表面方向螺旋進給切出。與螺紋起始處的毛刺相比，梯形螺紋黑扣段的毛刺軌跡非常不規則(取決於管材的表面狀況)。因此，為了有效地去除這種毛刺，去毛刺刀片應該是柔性的，刀片的徑向由彈簧控制，可以根據毛刺軌跡適當伸縮，以相對恒定的切削力去毛刺。根據幾何關系和已知的不完整螺紋長度g，可以計算出去毛刺卡口進給方向與螺紋軸線的夾角ψ2為ψ2=arctan( x1+x2+x3) g 4。API 5CT標準附錄中關於密封環接箍加工中密封環槽毛刺控制的SR13是在螺紋段加工壹個帶密封環的接箍。如果加工時產生的毛刺過大，螺紋嚙合時會出現密封圈的機械損傷，影響正常使用。所以加工時可以先把環槽兩邊的金屬切掉，然後再加工密封環槽。此時環槽兩側與螺紋的夾角大於90°，支撐剛性明顯加強，不易產生毛刺，達到控制毛刺的效果。下部顯示了開槽刀的切割路徑。開槽刀切削刃的寬度大於螺紋的齒寬b。先以角度η1切螺紋，再以螺紋錐度半角ε切過齒寬b，最後以角度η2切螺紋。角度η1和η2與螺紋的螺距和齒高有關，因此需要保證密封圈槽與螺紋相交處的1/2不完整螺紋被完全切削。η1和η2的計算公式為η1 = ARCTANP-εHη2 = ARCTANP+εH其中P和H分別為齒距和齒高。結論綜上所述，在油井管螺紋的切削加工過程中，通過合理設計加工工藝和切削軌跡，去除或控制管端不同部位不同加工方法產生的毛刺，采用最有效的工藝方法，保證螺紋檢驗的精度和螺紋連接的質量。