壓切制作射孔彈殼內腔破片控制槽的工裝及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械加工領域，尤其涉及油氣開采時所用射孔彈殼內腔的破片控制槽加工技術領域。
【背景技術】
[0002]射孔彈爆炸作用瞬間，高能炸藥產生的爆轟壓力遠遠大于金屬彈殼殼體的屈服強度，殼體會破碎成大量尺寸大小不一的破片，部分殼體破片隨爆轟產物進入射孔孔道和油井內，其在原油黏性的帶動下一起流出時，易堵塞生產油管噴嘴，且射孔槍在上提的過程中受到大量殼體破片產生的摩擦阻力會發生卡槍等事故。
[0003]因而，內腔帶有破片控制槽的射孔彈殼便應運而生，如論文《預控破片技術在石油射孔彈中的應用研究》(徐文新，李必紅，趙云濤，門媛媛，李尚杰，王喜，十六屆中國科協年會-分9含能材料及綠色民爆產業發展論壇論文集，2014)，在殼體上預設破片控制槽能引導殼體的破碎，從而控制所形成破片的大小和形狀，使破片尺寸盡可能的增大，以便破碎后能集中于射孔槍內而不泄露到井筒里。常見的破片控制槽有菱形、矩形、V形、鋸齒形等多種結構形態，如圖1和圖2所示，為設有V形破片控制槽的射孔彈殼的示意圖。目前，上述的破片控制槽常采用數控銑床進行加工，但數控銑床加工射孔彈殼這類低附加值的產品往往有所“大器小用”，并且加工效率也較低，不適宜大批量加工。
[0004]液壓機是一種利用液體靜壓力來加工金屬、塑料、橡膠、木材、粉末等制品的機械，常用于壓制工藝和壓制成形工藝。液壓機工作時，其栗站能將電能轉變成液體壓力能并通過液壓缸傳遞到活動橫梁，對安放在工作臺上的零件進行壓制成形。
【發明內容】
[0005]為了克服現有銑削方法大批量加工射孔彈時效率較低的缺陷，提高射孔彈殼內腔破片控制槽的加工效率，本發明人根據自己的實踐經驗、技術理念以及若干次試驗后，研究開發了一種利用液壓機進行壓切制作破片控制槽的技術。本發明所要解決的技術問題是提供一種壓切制作射孔彈殼內腔破片控制槽的工裝及方法，設計專用的切槽刀和射孔彈殼定位裝置并配合液壓機完成射孔彈殼內腔破片控制槽的壓切制作。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種壓切制作射孔彈殼內腔破片控制槽的工裝，所述工裝與液壓機匹配使用，液壓機包括工作臺和相對于工作臺可往復運動的活動橫梁，所述的工裝包括切槽刀、切槽刀連接裝置和射孔彈殼定位裝置;所述切槽刀的刀頭設有用于壓切破片控制槽的刀刃，刀刃的布置與破片控制槽的槽形相匹配;所述切槽刀的刀柄通過切槽刀連接裝置固定在液壓機的活動橫梁上;所述的射孔彈殼定位裝置安裝在液壓機的工作臺上，用于固定待壓切的射孔彈殼。
[0007]進一步的，所述的工裝還包括分離已壓切好的射孔彈殼與切槽刀的退料裝置，退料裝置設置在射孔彈殼定位裝置的上方。
[0008]進一步的，所述的退料裝置間隔設置在射孔彈殼定位裝置的上方，退料裝置上設有切槽刀可穿過的退料孔，退料孔處設有退料卡圈。
[0009]進一步的，所述的射孔彈殼定位裝置設有用于固定待壓切射孔彈殼的定位凹槽。
[0010]本發明還提供了一種使用液壓機壓切制作射孔彈殼內腔破片控制槽的方法，包括以下步驟:
制備一切槽刀，所述切槽刀以壓切方式成型所述的破片控制槽，切槽刀的刀頭設有與射孔彈殼內腔破片控制槽的槽形相匹配的刀刃；
設置能使所述的切槽刀相對于射孔彈殼內腔往復運動的工裝，該工裝包括切槽刀連接裝置、射孔彈殼定位裝置，所述的切槽刀連接裝置將切槽刀的刀柄固定在液壓機的活動橫梁上，所述的射孔彈殼定位裝置安裝在液壓機的工作臺上，用于固定待壓切的射孔彈殼，射孔彈殼定位裝置的定位中心線與切槽刀往復運動的軸線重合，以保證切槽刀在進刀時能無偏差的進入射孔彈殼內腔；
將待壓切的射孔彈殼固定在射孔彈殼定位裝置中，啟動液壓機，使切槽刀隨液壓機的活動橫梁下行進刀，當切入所需深度后，再通過液壓機的活動橫梁使切槽刀上行退刀。其中，破片控制槽的深度由預先在液壓機上設定的壓力值控制，當壓力達到預設值時即中止進刀，另外，在預設壓力值的同時還可在液壓機上設定一合適的進刀行程限值，以防壓力控制失效時出現壓壞射孔彈殼的情況。
[0011]進一步的，在射孔彈殼定位裝置的上方還設置有一退料裝置，退料裝置能使切槽刀在退刀過程中能與已壓切好的射孔彈殼分離。
[0012]進一步的，所述的退料裝置間隔設置在射孔彈殼定位裝置的上方，退料裝置上設有切槽刀可穿過的退料孔，退料孔處設有退料卡圈。退刀時，由于射孔彈殼在切入處存在較大靜摩擦力，射孔彈殼會隨切槽刀一起上行，當切槽刀刀頭上行至退料裝置位置時，設置在退料孔處的退料卡圈可卡掉已壓切好的射孔彈殼，使射孔彈殼與切槽刀分離，完成射孔彈殼內腔破片控制槽的壓切制作。所述退料裝置間隔設置在射孔彈殼定位裝置上方的目的在于，當退料卡圈將已壓切好的射孔彈殼卡掉的同時，工人可以用手或其他輔助工具在退料裝置的下方將射孔彈殼接住并取出，因此其取件簡單、快捷。
[0013]進一步的，所述的射孔彈殼定位裝置設有用于固定待壓切射孔彈殼的定位凹槽，定位凹槽的定位中心線與切槽刀往復運動的軸線重合。
[0014]需說明的，采用其他方式實現液壓機活動橫梁與工作臺之間發生相對位移，以完成對固定在工作臺上的射孔彈殼內腔破片控制槽的加工制作，均應包含在本發明的保護范圍之內。
[0015]本發明的有益效果是:本發明壓切制作的破片控制槽在引導殼體破碎的效果上，與數控銑床加工成形的基本無差異，即爆破時形成的破片大小和形狀在效果上基本相同。本發明具有以下優點:(I)對比采用數控銑床加工射孔彈殼內腔的破片控制槽，本發明的壓切制作技術避開了繁瑣的走刀流程，僅需通過液壓機下行進刀壓切后便能成型破片控制槽，其加工效率是數控銑床的兩倍以上，大大提高了生產效率，尤其適合大批量加工，生產成本自然也較數控銑床方式有所降低；(2)切槽刀可更換，壓切不同的槽形時可調用不同的切槽刀，適用性較強。
【附圖說明】
[0016]圖1是內腔設有兩個V形破片控制槽的射孔彈殼的剖面示意圖；
圖2是圖1的A-A向示意圖；
圖3是本發明安裝在液壓機上的示意圖；
圖4是用于壓切制作圖1射孔彈殼內腔破片控制槽的切槽刀示意圖；
圖中標記為:1-切槽刀，2-切槽刀連接裝置，3-射孔彈殼定位裝置，4-退料裝置，5-活動橫梁，6-工作臺，11 -刀頭，12-刀柄，13-刀刃，31 -定位凹槽，41 -退料孔，42-退料卡圈。
【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例對本發明進行進一步詳細介紹，但本發明的實施方式不限于此。
[0018]本實施例以在射孔彈殼內腔壓切制作兩個V形破片控制槽為例，