普通车床加工石油套管方式是工件旋转。在床身上安装一个导向轴即锥度尺，另一端与滑板相连，溜板箱与主轴箱挂轮配合，通过丝杠旋转，主轴转动一转，使丝母移动一个螺距。通过靠模板-锥度尺调整其斜度，完成石油套管锥螺纹的加工。
数控车床加工石油套管方式也是工件旋转。数控系统控制X轴和Z轴进行插补运动，主轴编码器通过数控系统，控制主轴每转一转Z轴移动一个螺距，完成锥螺纹的表面
加工。
根据石油管材的特点，有一类大口径管。它的外径可达609mm，壁厚15mm，长度为10m。一根大口径管
有2t重，而且只加工两端120mm长的螺纹。工件需要从主轴孔通过，主轴通孔直径需要630mm，主轴轴承直径需要750mm，主轴带动2t重零件旋转，其启动力矩、刹车力矩都需加大，主电机功率需要增加，大大降低了机床的精度保持性。在加工过程中，产生的噪音很大，这个问题无法解决。
在数控机床上采用数控平旋盘加工符合美国石油协会API标准的大口径石油套管解决了这一问题。该加工方式为管体不转[2]，安装在主轴箱上的U轴伺服电机驱动数控平旋盘内的U轴丝杠，使平旋盘上的滑板带动刀具沿X轴作直线运动。通过Z坐标与X坐标的插补，完成加工工件表面外圆或内孔的直面及曲面的加工，适用于石油行业大口径管材加工中等批量的生产。
1 数控平旋盘结构原理
数控平旋盘的结构如图1所示。数控平旋盘结构为轮系，行星齿轮差动机构。图1中的13为主轴，主轴由主电机带动进行旋转。15是主动太阳轮，安装在主轴上，与主轴同步，是轮系的第一输入。
17是主动行星轮；16是内齿轮，与主轴箱体相连；2是行星轮架-系杆；20是被动行星轮；1是被动太阳轮；3是蜗轮，20是内齿轮，蜗轮与内齿轮是同一个刚体；4是蜗杆，蜗杆由伺服电机驱动，是轮系的第二输入。
图1中5是中心轴，与被动太阳轮1相连；中心轴18是受到主轴驱动轮系的第一输入和伺服电机驱动轮系的第二输入控制的输出轴。
图1 数控平旋盘传动结构图
当伺服电机在静止状态时，蜗杆4不旋转，蜗轮3、内齿轮20静止；主动太阳轮15带动主动行星轮17，通过与主轴箱体相连的内齿轮16、行星轮架-系杆18、被动行星轮21，再经过静止内齿轮20，将旋转传递给被动太阳轮1，此时为定轴轮系。由于主动太阳轮15与被动太阳轮1齿数相等，主动行星轮17与被动行星轮21齿数相同，因此中心轴5与主轴13转速相等，方向相同，中心轴与主轴同步。同中心轴相连的伞齿轮6与同丝母8相连的伞齿轮7没有相对转运，丝杠9及与之相连的滑板10不动，刀夹11相对于切削盘12径向没有移动，此时加工圆柱或镗内直孔。
当伺服电机转动时，蜗杆4带动蜗轮3、内齿轮20旋转；被动行星轮21与主动行星轮17产生相对转动，同时也使被动太阳轮1与主动太阳轮15产生相对转运，即中心轴与主轴产生相对转运。同中心轴相连的伞齿轮6与丝母8相连的伞齿轮7形成相对转运，丝杠9及与之相连的滑板，随着主轴同步回转，又与切削盘12径向移动。控制U轴滑板的伺服电机与控制主轴箱Z轴的伺服电机进行插补运动，完成回转工件表面的圆锥及曲面的加工。主轴编码器通过数控系统，控制主轴每转一转Z轴移动一个螺距，完成锥螺纹的表面加工。
2 数控平旋盘传动原理论证
数学模型如图2所示。
图2中，Z0
与主轴相连，主伺服电机D1
轮旋转，轮系的第一输入端；Z2
摘 要：介绍应用数控平旋盘技术在数控管螺纹机床上加工符合美国石油协会API标准的大口径石油套管的特点，研究数控平旋盘的结构，探讨了数控平旋盘的原理。
关键词：大口径管 API管螺纹 平旋盘 数控加工
Z 3为内齿轮；受U 轴伺服电机D 2控制，轮系的第二输入端；Z 4为第一组行星轮与固定内齿轮Z 0啮合；Z 5为第二组行星轮。与U 轴伺服电机D 2控制内齿轮Z 3相连；Z 6为与平旋盘-主轴相连的伞齿轮；
Z 7为与中心轴M 相连的伞齿轮；H 为保持架即轮系中的系杆；E 为与平旋盘体伞齿轮相连的丝母；F 为与平旋盘滑板、刀座相连的丝杠；M 为中心轴。
Z 0=Z 3=108 （1）Z 1=Z 2=54 （2）Z 4=Z 5=27
（3）
Z 6=Z 7
是相互正交的一对伞齿轮。
机床中，用到由一个基本周转轮系和另一个周转轮系组合而成的混合轮系[3]，根据周转轮系及混合轮系原理，将该数学原理分解为数学模型，如图3和图4所示。
图3 周转轮系a
在图3中，去除定轴轮系外，是一个典型的周转轮系。根据周转轮系原理公式：
0410
10014
/10827
2
5427
H H H
H Z Z n n i n n Z Z ×−===−−××=−
=−× （4）(n 1-n H )/(n 0-n H )=-2
（5）
因为n 0=0所以-n 1/n H +1=-2-n 1/n H =-3。
1
13
H n n =
（6）
图4 周转轮系b
图4也是一个典型的周转轮系。根据周转轮系原理公式：
35
22323325
/10827
25427
H H
H H
H Z Z n n i n n n n Z Z ×−==
=−−××=−
=−× （7）
温华即：
(n 2-n H )/(n 3-n H )=-2
（8）
将公式（6）代入公式（8）中，有：21
31
132
1
3
n n n n −=−− 21
31
323n n n n −=−
−
图2 数控平旋盘机构模型
因为有更多的模块化和通用化零部件，对制造组装流程要求更细化和明确，对供应商的供货期也有严格界定，需要更多制造流程进行规范。
7.3 其他层面
其他包括营销层面、成本控制层面、质量管理层面等都应有相应的调整和转变，才能更有效地促成平台化的推进，也能更好地发挥平台化作用带来可观的经济效益。
参考文献
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车平台化研究[J].轨道交通装备与技术，2019，（3）：9-12.
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On the Platform of Sightseeing Bus YUAN Wen, ZHU Lejun, XU Zhigang (Zhuzhou CRRC Special Equipment Technology Co., Ltd., Zhuzhou 412001)
Abstract: In view of the problems existing in the design process of the rail tour bus, such as large demand for human and material resources, poor universality, long development time and high cost, this paper puts forward the concept of the platform of the rail tour bus, and discusses the technical requirements and advantages of the platform of the rail tour bus.
Key words: sightseeing bus, universality, platformization
（上接第113页）
即：
(3n2-n1)=-2(3n3-n1) （11）3n2-n1=-6n3+2n1（12）3n2=-6n3+3n1（13）n2-n1=-2n3 （14）当伺服电机D2在静止状态时，n3=0,n2=n1。因此中心轴M与主轴转速相等，方向相同，中心轴与主轴同步。与切削盘相连的伞齿轮Z6只是绕主轴回转，没有自身转动，因
此丝杠F及与之相连的滑板不动，刀夹相对于切削盘径向
没有移动，此时加工圆柱或镗内直孔。
当伺服电机D2带动内齿轮Z3旋转时，n2-n1=-2n3，即内齿轮Z3(n3)向某一方向旋转1/2转时，中心轴M(n2)与主轴(n1)产生同内齿轮Z3(n3)相反方向之差旋转1转。由于Z6=Z7是相互正交的一对伞齿轮，Z6及与之相连的丝母产生自身转动，丝杠9及与之相连的滑板，随着主轴同步回转，
又与切削盘径向移动。控制U轴滑板的伺服电机与控制主
轴箱Z轴的伺服电机进行插补运动，完成回转工件表面的
圆锥及曲面的加工。
3 结语
本文介绍了应用数控平旋盘在数控机床上加工符合美
国石油协会API标准的石油套管及相应的标准螺纹，研究了数控平旋盘的结构，探讨数控平旋盘进行加工加工锥面的原理，为大口径类零件加工提供参考。目前，这种平旋盘已成为加工大口径管螺纹的数控机床的标准结构。
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学效果的思考[J].现代制造技术与装备，2009，（2）：35-37.
Application and Research of NC Flat Rotating Disk in Large Diameter NC Pipe Thread Machine
Abstract:
the logarithmic control plane rotor are studied.
Key words: large diameter pipe,
spinneret, CNC machining
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