加工金属工件时如何避免螺纹倒角处的毛刺

API 5B标准要求油井套管螺纹的起始段应有倒角扣部分。加工螺纹起始段时，倒角面与螺纹相交处容易产生毛刺。根据毛刺的角度效应，毛刺的大小与工件的端面角度有关。当工件端面角度增大时，工件端部的支撑刚度相对提高，切削方向不易产生毛刺。因此，在制定油井管螺纹的切削规范时，应合理确定刀具的切削方向，使切削出口位于角度值(即两相邻面的交角)较大的部位，以防止或减少毛刺的产生。对于倒角为65°的圆螺纹油井套管，导向面与倒角面的夹角为95°，小于承载面与倒角面的夹角(145°)，小于倒角面与端面的夹角(115°)。因此，使用反向切割法(即从导向面向端面切割)可以有效地控制导向面。这种方法主要用于去毛刺。为了避免二次毛刺的产生，反向切削去毛刺时需要较小的进给量，因此加工效率较低。专利“侧切削去除螺纹毛刺的方法”(中国专利号: 97103690.x)提出沿毛刺所在的螺纹齿尖方向进给，可以大大提高去毛刺的加工效率。如图2所示，去毛刺刀片的两个刃口分别在不完整螺纹和倒角面的相交处进行切削，使得棱角变大，不易产生毛刺。确定去毛刺刀片的角度时，左刃和倒角面与导丝侧形成的两个角度应相等；右边缘分别与倒角面和螺纹承载面形成两个相等的角度。θ为螺纹牙形的半角，δ为倒角面与螺纹轴线的夹角，ε为螺纹锥度的半角。根据角度之间的几何关系，可以知道去毛刺刀片的左角β1和右角β2为β 1 = 45-δ+θ 22β 2 = 45+δ+θ 22。去毛刺刀片的进给方向与螺纹轴线的夹角ψ1为3°。去毛刺加工梯形螺纹黑扣段时，0？5"~ 13?0?5”偏置梯扣的套筒不完全螺纹长度g为1.984”)，其齿尖呈中空状态(俗称“黑皮扣”)。黑皮扣段齿槽两侧与管体表面相交处容易形成较大的毛刺，在螺纹加工后会因弹性变形而转向齿槽内侧，从而影响螺纹参数的测量，增加螺纹的拧紧力矩，因此需要去除黑皮。用尖部较宽的去毛刺刀片切入螺纹齿槽，刀片顶部与螺纹齿底平行，两个侧边靠在不完整螺纹两侧与齿顶的交界处。侧刃的左角β11和右角β2应大于相应的侧角α1和α2。去毛刺刀片顶宽L的选择应保证刀片能切入螺纹槽，切掉底弧R与表面交界处的毛刺。L的最小宽度Lmin和最大宽度Lmax可计算如下:其中ε ——螺纹锥度半角p——螺距HN ——螺纹齿高去毛刺刀片的切削点应在不完整螺纹的起点，切削角应大于螺纹锥度角，以避免损伤完整螺纹，然后沿外表面方向螺旋进给切出。与螺纹起始处的毛刺相比，梯形螺纹黑扣段的毛刺轨迹非常不规则(取决于管材的表面状况)。因此，为了有效地去除这种毛刺，去毛刺刀片应该是柔性的，刀片的径向由弹簧控制，可以根据毛刺轨迹适当伸缩，以相对恒定的切削力去毛刺。根据几何关系和已知的不完整螺纹长度g，可以计算出去毛刺卡口进给方向与螺纹轴线的夹角ψ2为ψ2=arctan( x1+x2+x3) g 4。API 5CT标准附录中关于密封环接箍加工中密封环槽毛刺控制的SR13是在螺纹段加工一个带密封环的接箍。如果加工时产生的毛刺过大，螺纹啮合时会出现密封圈的机械损伤，影响正常使用。所以加工时可以先把环槽两边的金属切掉，然后再加工密封环槽。此时环槽两侧与螺纹的夹角大于90°，支撑刚性明显加强，不易产生毛刺，达到控制毛刺的效果。下部显示了开槽刀的切割路径。开槽刀切削刃的宽度大于螺纹的齿宽b。先以角度η1切螺纹，再以螺纹锥度半角ε切过齿宽b，最后以角度η2切螺纹。角度η1和η2与螺纹的螺距和齿高有关，因此需要保证密封圈槽与螺纹相交处的1/2不完整螺纹被完全切削。η1和η2的计算公式为η1 = ARCTANP-εHη2 = ARCTANP+εH其中P和H分别为齿距和齿高。结论综上所述，在油井管螺纹的切削加工过程中，通过合理设计加工工艺和切削轨迹，去除或控制管端不同部位不同加工方法产生的毛刺，采用最有效的工艺方法，保证螺纹检验的精度和螺纹连接的质量。