CN105618548B - 压切制作射孔弹壳内腔破片控制槽的工装及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及射孔弹壳内腔的破片控制槽加工技术领域，公开了一种压切制作射孔弹壳内腔破片控制槽的工装及方法，包括切槽刀（1）、切槽刀连接装置（2）和射孔弹壳定位装置（3）；所述切槽刀（1）的刀头（11）设有用于压切破片控制槽的刀刃（13），刀刃（13）的布置与破片控制槽的槽形相匹配；所述切槽刀（1）的刀柄（12）通过切槽刀连接装置（2）固定在液压机的活动横梁（5）上；所述的射孔弹壳定位装置（3）安装在液压机的工作台（6）上,用于固定待压切的射孔弹壳。本发明采用液压机压切制作射孔弹壳内腔的破片控制槽，设计了专用的切槽刀和射孔弹壳定位装置并配合液压机完成射孔弹壳内腔破片控制槽的压切制作。

Description

压切制作射孔弹壳内腔破片控制槽的工装及方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，尤其涉及油气开采时所用射孔弹壳内腔的破片控制槽加工技术领域。
背景技术
射孔弹爆炸作用瞬间，高能炸药产生的爆轰压力远远大于金属弹壳壳体的屈服强度，壳体会破碎成大量尺寸大小不一的破片，部分壳体破片随爆轰产物进入射孔孔道和油井内，其在原油黏性的带动下一起流出时，易堵塞生产油管喷嘴，且射孔枪在上提的过程中受到大量壳体破片产生的摩擦阻力会发生卡枪等事故。
因而，内腔带有破片控制槽的射孔弹壳便应运而生，如论文《预控破片技术在石油射孔弹中的应用研究》（徐文新，李必红，赵云涛，门媛媛，李尚杰，王喜，十六届中国科协年会-分9含能材料及绿色民爆产业发展论坛论文集，2014），在壳体上预设破片控制槽能引导壳体的破碎，从而控制所形成破片的大小和形状，使破片尺寸尽可能的增大，以便破碎后能集中于射孔枪内而不泄露到井筒里。常见的破片控制槽有菱形、矩形、V形、锯齿形等多种结构形态，如图1和图2所示，为设有V形破片控制槽的射孔弹壳的示意图。目前，上述的破片控制槽常采用数控铣床进行加工，但数控铣床加工射孔弹壳这类低附加值的产品往往有所“大器小用”，并且加工效率也较低，不适宜大批量加工。
液压机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品的机械，常用于压制工艺和压制成形工艺。液压机工作时，其泵站能将电能转变成液体压力能并通过液压缸传递到活动横梁，对安放在工作台上的零件进行压制成形。
发明内容
为了克服现有铣削方法大批量加工射孔弹时效率较低的缺陷，提高射孔弹壳内腔破片控制槽的加工效率，本发明人根据自己的实践经验、技术理念以及若干次试验后，研究开发了一种利用液压机进行压切制作破片控制槽的技术。本发明所要解决的技术问题是提供一种压切制作射孔弹壳内腔破片控制槽的工装及方法，设计专用的切槽刀和射孔弹壳定位装置并配合液压机完成射孔弹壳内腔破片控制槽的压切制作。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种压切制作射孔弹壳内腔破片控制槽的工装，所述工装与液压机匹配使用，液压机包括工作台和相对于工作台可往复运动的活动横梁，所述的工装包括切槽刀、切槽刀连接装置和射孔弹壳定位装置；所述切槽刀的刀头设有用于压切破片控制槽的刀刃，刀刃的布置与破片控制槽的槽形相匹配；所述切槽刀的刀柄通过切槽刀连接装置固定在液压机的活动横梁上；所述的射孔弹壳定位装置安装在液压机的工作台上,用于固定待压切的射孔弹壳。
进一步的，所述的工装还包括分离已压切好的射孔弹壳与切槽刀的退料装置,退料装置设置在射孔弹壳定位装置的上方。
进一步的，所述的退料装置间隔设置在射孔弹壳定位装置的上方，退料装置上设有切槽刀可穿过的退料孔，退料孔处设有退料卡圈。
进一步的，所述的射孔弹壳定位装置设有用于固定待压切射孔弹壳的定位凹槽。
本发明还提供了一种使用液压机压切制作射孔弹壳内腔破片控制槽的方法，包括以下步骤：
制备一切槽刀，所述切槽刀以压切方式成型所述的破片控制槽，切槽刀的刀头设有与射孔弹壳内腔破片控制槽的槽形相匹配的刀刃；
设置能使所述的切槽刀相对于射孔弹壳内腔往复运动的工装，该工装包括切槽刀连接装置、射孔弹壳定位装置，所述的切槽刀连接装置将切槽刀的刀柄固定在液压机的活动横梁上，所述的射孔弹壳定位装置安装在液压机的工作台上，用于固定待压切的射孔弹壳，射孔弹壳定位装置的定位中心线与切槽刀往复运动的轴线重合，以保证切槽刀在进刀时能无偏差的进入射孔弹壳内腔；
将待压切的射孔弹壳固定在射孔弹壳定位装置中，启动液压机，使切槽刀随液压机的活动横梁下行进刀，当切入所需深度后,再通过液压机的活动横梁使切槽刀上行退刀。其中，破片控制槽的深度由预先在液压机上设定的压力值控制，当压力达到预设值时即中止进刀，另外，在预设压力值的同时还可在液压机上设定一合适的进刀行程限值，以防压力控制失效时出现压坏射孔弹壳的情况。
进一步的，在射孔弹壳定位装置的上方还设置有一退料装置，退料装置能使切槽刀在退刀过程中能与已压切好的射孔弹壳分离。
进一步的，所述的退料装置间隔设置在射孔弹壳定位装置的上方，退料装置上设有切槽刀可穿过的退料孔，退料孔处设有退料卡圈。退刀时，由于射孔弹壳在切入处存在较大静摩擦力，射孔弹壳会随切槽刀一起上行，当切槽刀刀头上行至退料装置位置时，设置在退料孔处的退料卡圈可卡掉已压切好的射孔弹壳，使射孔弹壳与切槽刀分离，完成射孔弹壳内腔破片控制槽的压切制作。所述退料装置间隔设置在射孔弹壳定位装置上方的目的在于，当退料卡圈将已压切好的射孔弹壳卡掉的同时，工人可以用手或其他辅助工具在退料装置的下方将射孔弹壳接住并取出，因此其取件简单、快捷。
进一步的，所述的射孔弹壳定位装置设有用于固定待压切射孔弹壳的定位凹槽，定位凹槽的定位中心线与切槽刀往复运动的轴线重合。
需说明的，采用其他方式实现液压机活动横梁与工作台之间发生相对位移，以完成对固定在工作台上的射孔弹壳内腔破片控制槽的加工制作，均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明的有益效果是：本发明压切制作的破片控制槽在引导壳体破碎的效果上，与数控铣床加工成形的基本无差异，即爆破时形成的破片大小和形状在效果上基本相同。本发明具有以下优点：（1）对比采用数控铣床加工射孔弹壳内腔的破片控制槽，本发明的压切制作技术避开了繁琐的走刀流程，仅需通过液压机下行进刀压切后便能成型破片控制槽，其加工效率是数控铣床的两倍以上，大大提高了生产效率，尤其适合大批量加工，生产成本自然也较数控铣床方式有所降低；（2）切槽刀可更换，压切不同的槽形时可调用不同的切槽刀，适用性较强。
附图说明
图1是内腔设有两个V形破片控制槽的射孔弹壳的剖面示意图；
图2是图1的A-A向示意图；
图3是本发明安装在液压机上的示意图；
图4是用于压切制作图1射孔弹壳内腔破片控制槽的切槽刀示意图；
图中标记为：1-切槽刀，2-切槽刀连接装置,3-射孔弹壳定位装置,4-退料装置,5-活动横梁，6-工作台,11-刀头,12-刀柄,13-刀刃,31-定位凹槽，41-退料孔,42-退料卡圈。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细介绍，但本发明的实施方式不限于此。
本实施例以在射孔弹壳内腔压切制作两个V形破片控制槽为例，其中射孔弹壳的内腔可以为锥形或圆球形等形状，本实施例以圆球形为例，压切后的效果如图1和图2所示。
如图3和图4所示，压切制作射孔弹壳内腔破片控制槽的工装，所述工装与液压机匹配使用，液压机包括工作台6和相对于工作台可往复运动的活动横梁5，所述工装包括切槽刀1、切槽刀连接装置2、射孔弹壳定位装置3和退料装置4；所述切槽刀1的刀头11设有用于压切破片控制槽的刀刃13，刀刃13的布置与破片控制槽的槽形相匹配，本实施例中即与两个V形破片控制槽的槽形相匹配；所述切槽刀1的刀柄12通过切槽刀连接装置2固定在液压机的活动横梁5上；所述的射孔弹壳定位装置3安装在液压机的工作台6上, 射孔弹壳定位装置3上设有用于固定待压切射孔弹壳的定位凹槽31；所述的退料装置4间隔设置在射孔弹壳定位装置3的上方，退料装置4上设有切槽刀1可穿过的退料孔41，退料孔41处设有退料卡圈42。
使用液压机压切制作射孔弹壳内腔破片控制槽的方法，包括以下步骤：
制备一切槽刀1，该切槽刀1以压切方式成型所述的破片控制槽，切槽刀1的刀头11设有与射孔弹壳内腔破片控制槽的槽形相匹配的刀刃13，即与两个V形破片控制槽的槽形相匹配；
设置能使所述的切槽刀1相对于射孔弹壳内腔往复运动的工装，该工装包括切槽刀连接装置2、射孔弹壳定位装置3，所述的切槽刀连接装置2将切槽刀1的刀柄12固定在液压机的活动横梁5上，所述的射孔弹壳定位装置3安装在液压机的工作台6上，射孔弹壳定位装置3上设有用于固定待压切射孔弹壳的定位凹槽31，定位凹槽31的定位中心线与切槽刀1往复运动的轴线重合；
在射孔弹壳定位装置3的上方间隔设置有一退料装置4，退料装置4上设有切槽刀1可穿过的退料孔41，退料孔41处设有退料卡圈42，退料卡圈42可使切槽刀1在退刀过程中与已压切好的射孔弹壳分离；
将待压切的射孔弹壳固定在射孔弹壳定位装置3的定位凹槽31中，设定好压力值后启动液压机，使切槽刀1随液压机的活动横梁5下行进刀，进刀时先穿过退料装置4的退料孔41再对射孔弹壳内腔压切，当压力达到预设压力值时，切入的深度恰为所需深度，此时停止进刀，活动横梁5转而上行使切槽刀1退刀。由于射孔弹壳在切入处存在较大静摩擦力，退刀时射孔弹壳会随切槽刀1一起上行，当切槽刀1的刀头11上行至退料装置4处时，设置在退料孔41处的退料卡圈42可卡掉已压切好的射孔弹壳，此时工人用手或其他辅助工具将射孔弹壳接住并取出即完成射孔弹壳内腔破片控制槽的压切制作。

Claims (2)

1.使用液压机压切制作射孔弹壳内腔破片控制槽的方法，液压机包括工作台(6)和相对于工作台可往复运动的活动横梁(5)，其特征在于：包括以下步骤：
制备切槽刀(1)，所述切槽刀(1)以压切方式成型所述的破片控制槽，切槽刀(1)的刀头(11)设有与射孔弹壳内腔破片控制槽的槽形相匹配的刀刃(13)；
设置能使所述的切槽刀(1)相对于射孔弹壳内腔往复运动的工装，该工装包括切槽刀连接装置(2)、射孔弹壳定位装置(3)，所述的切槽刀连接装置(2)将切槽刀(1)的刀柄(12)固定在液压机的活动横梁(5)上，所述的射孔弹壳定位装置(3)安装在液压机的工作台(6)上，用于固定待压切的射孔弹壳，射孔弹壳定位装置(3)的定位中心线与切槽刀(1)往复运动的轴线重合；在射孔弹壳定位装置(3)的上方还设置有一退料装置(4)，退料装置(4)上设有切槽刀(1)可穿过的退料孔(41)，退料孔(41)处设有退料卡圈(42)；
将待压切的射孔弹壳固定在射孔弹壳定位装置(3)中，启动液压机，使切槽刀(1)随液压机的活动横梁(5)下行进刀，当切入所需深度后，再通过液压机的活动横梁(5)使切槽刀(1)上行退刀，当切槽刀(1)的刀头(11)上行至退料装置(4)处时，退料卡圈(42)可卡掉已压切好的射孔弹壳。
2.根据权利要求1所述的使用液压机压切制作射孔弹壳内腔破片控制槽的方法，其特征在于：所述的射孔弹壳定位装置(3)设有用于固定待压切射孔弹壳的定位凹槽(31)，定位凹槽(31)的定位中心线与切槽刀(1)往复运动的轴线重合。
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