关于数控车床修复钻具螺纹的几点思考

于庆明　秦静　栗三宁

摘  要：結合当前的石油钻具螺纹修复的情况，从自身在车床加工螺纹修复工作的经验出发，分析车床加工螺纹的原理的基础上，探讨了数控车床螺纹修复的要点及注意事项，希望对于全面提升数控车床修复钻具螺纹水平有所帮助。

关键词：数控车床;钻具螺纹;修复工艺;修复对策

在石油工程领域中，由于石油钻具的工况环境较为恶劣，特别是载荷大、受力复杂，这样容易出现螺纹磨损问题严重，存在着变形的牙型等问题，如果不能及时有效处理则会造成刺漏、脱落等问题。考虑到钻具管材需要良好的抗扭能力，为了实现钻具寿命的进一步延长，有效控制成本，大都是选择修复螺纹的方式。

1 石油钻具螺纹修复的一般方法

结合石油钻具螺纹的情况，对于常见的螺纹修复过程来说，主要是涉及到以下方面。一是，结合磨损的实际情况，进行部分特定长度为L的断面切除;二是，落实相应在台阶面进行宽度为L相应切除，在满足于相应的切除后直径轮廓符合尺寸加工的锥面情况;三是，结合设计图纸的具体要求，按照螺纹螺旋线轨迹来开展相应的螺纹加工。通过上述步骤，能实现螺纹修复成新，在进行探伤的基础上，保障重新投入使用。

具体来说，大都是选择普通管螺纹车床修理，这就应全面考虑到具体的操作人员的车床进度要求以及工作经验，如果不能合理化控制好螺纹的锥度、牙型、倒角等尺寸要求，这样就会容易出现误差的问题。部分特殊螺纹要求控制误差在满足于0.2mm范围，这样就难以通过人工操作方式实现，同时，这样工作也意味着操作人员的长时间操作，容易引发健康问题。

2车床加工螺纹的原理

考虑到主运动则为车床主轴带动工件的运行，在此过程中，移动刀具属于进给运动。在传统的管螺纹车床加工的实践中，则是通过挂轮传递动力，结合四缸转动的要求，同时，结合上述固定好的螺距进行移动。在环节中 ，可以开展小托板移动刀尖轴的优化调整，来满足对刀的要求，这样能实现螺纹车削的工作。纯机械传动往往难以满足于，在具体的螺纹加工环节，涉及到相应的打刀、停电、变速等工作环节。

在具体的数控车床的加工环节，应明确落实主运动和进给运动的特定关系，应满足于工件转一圈，而刀具移动一个螺距的要求。借助于程序模式来进行优化调整主轴转速的情况，但大都难以控制转角位置。为了满足切削螺纹的功能，大都是实现光电编码器与主轴1：1传动连接方式。在进行旋转主轴的过程中，应明确编码器也实现同步转动，并能进行相应的一系列脉冲信号来实现，这样就可以保障主轴旋转信号被有所检测及接受，并能明确特定转角的电机开展工作，满足于车削螺纹所要求的比例的情况。

3数控车床螺纹修复

结合数控车床每次螺纹进刀的实际情况来看，都是借助于数控系统来实现扫描光电编码器的零点脉冲，据此能判断相应的开始进刀的情况，否则保障落实具体的等待状态。通过上述情况，能明确每次进刀车削螺旋线轨迹的一致性，避免出现乱扣的问题。

考虑到具体的钻具旧螺纹的修复情况，应落实螺纹起始位置对刀的要求。具体来看，考虑到待修螺纹起始位置和光电编码器的零点脉冲的差异性情况，在开展旋转主轴的情况下，结合相关的指令要求来开展螺纹车削进的运动，不加以控制则会造成存在着不重合的待修螺纹的螺旋轨迹情况，造成一定的破坏情况。所以，在这样的背景下，进行螺纹修复的实践中，应明确先定位、再车削。所谓的定位，主要是基准位置选择零点脉冲，而后能实现待修螺纹起始位置与刀具的对应一致性的关系。在定位的基础上，可以保障落实刀具朝着待修螺纹的螺旋线轨迹来开展运动，以满足螺纹修复的要求。因此，定位则是开展螺纹修复的重中之重。

这里来进行螺纹车削起点的确定环节，主要是采用了卡盘周围表面标记零点脉冲，借助于编制好的宏程序来落实具体的刀具位置的定位。一是，在对刀环节中，应明确先盘动卡盘， 满足相应的零点脉冲信号的位置为主轴位置，借助于宏程序的单步要求，能实现满足于相应的刀尖移动到相应的待修螺纹的上方;二是，通过满足实现手摇脉冲发生器的作用，能有效实现刀尖移动到螺纹中部的螺旋槽其中，能满足于实现倍率微调刀尖的数值有所降低，并能满足相应的刀尖与螺旋槽的重合要求，落实具体的刀尖位置要求，避免出现挤碎刀块的情况。三是，在考虑到程序单步运行的情况，进行满足于刀尖轴向z的位置信息的系统变量的读取工作，这样能满足于相应的对刀操作;四是，满足发挥出单步运行宏程序的优势，能实现刀尖移动到远离待修螺纹N个螺距的位置的情况，这样就可以通过推算来落实具体的起刀点的位置，并借助于变量表达来落实具体的数值。借助于发挥出螺纹循环切削指令G92，进而能实现螺纹加工的要求;五是，在使用钻具的实践环节中，考虑到螺纹牙型往往具有较大的磨损情况，在明确对刀的基础上，特别是实现螺纹循环切削指令G92环节中，存在着发现刀尖未完全与待修螺纹螺旋线重合的情况，这样意味着存在着吃偏刀的情况，可以结合实际来进行刀尖z值正向或负向的微调，以期满足重合要求。

结合具体的螺纹切削循环指令G92来说，应落实参数x、z表示为相应的每刀切削的终点坐标值的情况，并能落实相应的圆锥面切削起点与终点的半径差的情况。通过相关的运行变量表达的情况来看，能满足于成型刀移动到离对刀螺旋槽为十个螺距的情况，这样就可以落实具体的起刀点的位置。大都是在实践中，通过操作习惯来落实刀点与待修螺纹端面之间距离。在此基础上，能借助于变量的表达来进行宏指令标志，明确参数尺的赋值情况，进而保障明确开展螺纹循环切削指令G92，实现相应的螺纹修复加工的要求。

4结论

综上所述，结合当前的钻具螺纹维修的实际情况，今后必然会朝着数控机床为代表的自动化技术发展方向。这里结合自身从事螺纹修复技术的实践经验出发，探讨了无须对数控车床进行专门改造的情况下，较低成本的钻具螺纹维修方案，希望能有助于进一步提升钻具维修质量，进而保障落实稳定的螺纹修复后尺寸，合理化控制操作人员的劳动强度，为今后的石油钻具螺纹维修奠定良好的基础。

参考文献：

[1] 向建平.解决数控车床精车蜗杆对刀难的方法[J].机械工人（冷加工）.2004，（7）.24-25.

[2] 洪波.关于数控车床修复螺纹的方法探讨[J].中国科技投资.2012，（30）.44-45.

[3] 李亚伟，闫团刚，王峰林，等.数控车床加工钻杆接头螺纹扣头研究[J].机械制造.2021，59（7）.20-21，40.

[4] 万法伟，赵军友，曹清园，等.石油钻杆螺纹修复技术研究[J].机床与液压.2017，45（2）.15-19.

[5] 孙兴伟，于欣玉，董祉序.钻杆管螺纹型面信息在机测量方法研究[J].组合机床与自动化加工技术.2017，（8）.85-88.