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应对管材弯曲对孔加工的影响
作者:中海油田服务股份有限公司 张秋松
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管材弯曲对射孔枪盲孔加工的影响

加工射孔枪的管材,对内孔及壁厚要求较高,同时直线度也有很高的要求。如果管材弯曲,将对盲孔的加工深度造成很大的影响。

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目前加工射孔枪盲孔采用的是数控专用设备,工件装卡完成后,不需要人工干预,按编写好的程序自动进行加工。此加工工序主要保证的尺寸是深度A(见图1),如果深度A出现较大的误差,将直接影响射孔枪管的承压能力(>A时)或射孔穿深(< A时)。

图1所示,管材属于正常情况,即不出现弯曲。此时刀具到管材的距离为B1,如果加工程序设定加工盲孔深度为A,则刀具行程为:B1+A,此行程由设备数控程序设定,在加工过程中是不变的。

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如果管材弯曲严重,将会出现下列情况:

1)如图2所示,管材向外弯曲,如果要保证盲孔加工的深度仍然为A,则刀具的行程必须是:B2+A,显然由于管材的弯曲影响,有B2>B1,按照数控系统设定的程序进行加工,必然会出现加工的盲孔< A,即加工深度比要求的浅,不能满足要求。

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2)如图3所示,管材向内弯曲,如果要保证盲孔加工的深度仍然为A,则刀具的行程必须是:B3+A,显然由于管材的弯曲影响,有B3>B1,按照数控系统设定的程序进行加工,必然会出现加工的盲孔>A,即加工深度比要求的深,不能满足要求。

通过上述分析,管材弯曲对射孔枪盲孔深度的加工影响很大,而且射孔枪需要加工的盲孔很多,一米管材目前最多的有四十个孔,如果不采取必要的措施,必然会造成部分产品报废。

对管材弯曲射孔枪盲孔加工的解决办法

针对上述情况,可以采取下列措施解决:

在刀具附近加装一套测量装置,对管材的弯曲情况进行测量,将测量的信号反馈到数控系统,通过判断后调整加工深度。工作原理如下:

如图4,测量机构由定程器、弹簧、信号发生器、接近开关1和开关2组成。加工盲孔时,刀具带着装置向枪管接近,当信号发生器到达接近开关1时,开关1接收信号,把信号传到数控系统,数控系统处理后发指令给进给的伺服系统,此时的动作是将刀具前进速度减下来,防止惯性过大将刀具撞向枪管。刀具减速后,继续向枪管的表面前进。当信号发生器到达接近开关2时,开关2接收信号,把信号传到数控系统,数控系统开始记数,直到刀具接触枪管表面,如图5所示。此时刀具只接触枪管表面,未开始加工盲孔。如果数控系统开始记数到刀具接触枪管表面时所走的行程为X,要求加工的枪管盲孔深度为A,则数控系统编程加工时,可以将信号发生器到达接近开关2时开始,刀具再前进X+A的距离,加工结果盲孔深度为A,符合加工要求。

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根据上述工作原理,我们可以在设备上增加此装置,通过数控系统编程来实现。上述讨论的结果是定程器和刀具处于同一位置的理想状态下实现的,实际操作时,定程器和刀具还是存在一定位置距离。当管材弯曲时,刀具接触枪管的位置和定程器接触的位置不在同一平面上,我们将其放大如下图6所示:

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图中可以看出,管材弯曲时,刀具和定程器前进的距离误差为B。定程器越靠近刀具,误差B越小,当两者接近到一定距离时,则B可以忽略不计。实际应用,可以将定程器装在刀具附近,保证加工误差。下面照片为安装此测量装置后的情况,经过实际使用,效果显著,可以解决管材弯曲影响射孔枪盲孔加工深度的问题。

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结束语

通过分析管材弯曲对射孔枪盲孔加工深度的影响,找出解决办法,实践证明此方法可行。建议对加工射孔枪盲孔的设备加装此装置。
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (11/20/2009)
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