石油筛管数控多刀铣床的研发

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油筛管数多刀铭库的研笈术口陈静口高福万口杨贺来天津中杰科技发展有限公司天津300011摘要：为了提高石油割缝筛管加工效率和实现绿色制造，研制了石油筛管数控多刀铣床，并加工出了合格的割缝筛管产品。关键词：割缝筛管多刀加工铣削中图分类号：TG543文献标识码：B文章编号：1000—4998(2015)03—0010—03割缝筛管是石油完井工程采油防砂用的工具。1石油筛管数控多刀铣床结构特点1992年7月16日，割缝筛管陶瓷刀具加工专利技术成果[通过鉴定，用陶瓷刀具加工的割缝筛管开始在石油筛管多刀铣床主要技术参数见表1。油田生产中得到广泛应用。陶瓷刀具割缝加21

2、2原理是表1多刀铣床主要技术参数将CBN微粉烧结在圆片形铜基体上高速磨缝，具有刀轴数量80多刀加工效率高、缝隙表面粗糙度值低(见≤1．6m)刀轴径向跳动／ram≤O．05等优点。但缝宽受刀具厚度限制，且加工梯形缝时效外缝最小宽度／mm0．25刀轴箱梯形缝锥度率低。，(。)6～121998年激光割缝专利技术在割缝筛管加512中成刀轴转速／(r·rain)240-960功应用．加工原理是用激光束焦斑照射到钢管上，材料最大移动速度／(mm·min)80瞬间熔融、蒸发而被去除，当光束和钢管相对运动时，控制系统数控轴数量控制3个直线轴，1个旋转轴。在管体上割出缝来。激光割缝加工效率很高．10s多即机床外

3、形长Lx宽Wx高尺寸／ram15651×15l1x2146可在壁厚9．19mlTl的石油套管上加工出端剖面为等腰梯形、锥度为6～12。的梯形缝。激光加工的割缝筛管在石油筛管数控多刀铣床的结构特点如下。油田生产中广泛应用，但加工耗能高，有污染。(1)15．6in长的机床，80把铣刀一字排开，能同还有一些加工方法，如电腐蚀(电解加工E3])、电热时对12ITI长的整根石油套管沿同一条母线进行割缝，蚀(电火花加工，也称“等离子加工”)，这些加工效效率高。伺服电机可驱动80把铣刀沿套管轴向位移，率都低．不能加工锥度≥6。的梯形缝。最大位移距离290mm，最大移动速度80mm／min。国外．如加拿大的G

4、&L、REGENT公司，一直采用(2)12m长的导向平键可使各个铣刀轴的中心铣削方法割缝。铣削割缝具有耗能低、无污染、刀具可距沿着石油套管轴线方向调整，满足不同缝间距的筛重磨、缝表面粗糙度值较低(尺≤6．3m)等优点，但缝管加工。宽受刀具厚度限制，刀具少时，割缝效率低。(3)铣刀轴电机通过变频调速，使铣刀转速可根为此，笔者研制出石油筛管数控多刀铣床，以适据工艺要求无级调整。刀轴转速240～960r／min。应市场的需求。(4)5组连体楔形传动机构将下拖板的水平驱动转换成14m长的动力滑台沿垂直方向无级运动．带动天津市滨海新区科技小巨人计划项目(编号：2012一XJR21032)收稿日期：2O1

5、4年1O月80个刀轴实现垂直进退刀，垂直方向行程200mm。造[J1．轴承，2009(9)：57—62．[5]濮良贵，纪名刚．机械设计[M]．北京：高等教育出版社，2004．[2]李书平，甘志海，杜呖，等．曲轴润滑油孔及连接法兰孑L专[6]金属切削机床设计编写组．金属切削机床设计[M]．上海：用钻床的研制[J]．机械设计与制造，2010(4)：151—152．上海科学技术出版社，1979．[3]《机床设计手册》编写组．机床设计手册(第3册)[M]．北[7]顿涌泉，吴鑫．滚动轴承制造装备[M]．北京：机械丁业出版京：机械工业出版社，1986．社．2006．△[4]成大先．机械设计手册[M]．北京

6、：化学工业出版社，2002．(编辑禾禾)回2015／3机械制造53卷第607期学兔兔www.xuetutu.com张紧机构孔块同步带轮传动导轨导轨▲图1刀轴箱结构▲图2单个连体楔形传动机构结构(5)数控系统主机采用高性能32位微处理器，配备9．4”高分辨率图形显示器，全封闭触摸式操作键盘。铣削切割可控制3个直线移动轴和1个旋转轴，石油套管可实现360。无级回转与数控分度。翻立柱2石油筛管数控多刀铣床主要结构分析2．1刀轴箱如图1所示，刀轴箱装有铣刀轴。因为在铣缝过程底座中，刀具轴只受径向力，故前轴承选用带锥孔的双列圆柱滚子轴承NN300OK，旋转时刀轴刚度变化较小，可地脚螺栓提高刀轴的回转精度

7、，延长薄型(刀片厚度为0．3mm)铣刀片的使用寿命。为了提高传动效率，缓和冲击，吸收振动，变频调速电机与刀轴之间采用同步齿形带传动。▲图3单个防倾翻装置滑板带着箱体及刀轴通过导向键沿导轨移动，以调3石油筛管数控多刀铣床加工精度检测整各个刀轴之间的距离，满足不同缝间距的铣缝要求。2．2连体楔形传动机构经天津市计量检测科学研究院对石油筛管数控多铣削切割装置，上面装有80个铣刀轴及箱体、变刀铣床的加工件