機(jī)械工程師：基于ANSYS/Ls-dyna的螺旋曲面液壓充模脹形研究
2022-04-28【作 者】喬金夢;王樹強(qiáng);劉希敏;倪洪啟
【引 言】
螺桿鉆具已廣泛應(yīng)用于石油工業(yè)，是一種非常特殊的螺旋機(jī)械，主要應(yīng)用于深井、超深井、分支井、大位移井等特殊鉆井工藝中[1]。傳統(tǒng)的螺桿鉆具金屬定子橡膠層的厚度并不均勻。等壁厚橡膠層的金屬定子，是在預(yù)加工有內(nèi)螺旋曲面的金屬定子內(nèi)壁注膠生成等壁厚的橡膠層[2]。
液壓脹形技術(shù)是一種把液體作為傳力介質(zhì)，利用液體壓力和軸向推力的共同作用使管坯變形成為特定形狀的零件的柔性加工技術(shù)[3]。目前液壓脹形加工技術(shù)及理論研究主要集中于管件內(nèi)高壓成形，國內(nèi)外對管件外高壓成形的研究尚在起步階段。
螺旋曲面內(nèi)外高壓脹形原理：
管材內(nèi)高壓脹形是把液體注入要脹形管坯的內(nèi)部，施加高壓載荷，由管坯兩端的沖頭對其進(jìn)行密封操作，而且施加軸向進(jìn)給力對管材施壓，進(jìn)行材料的填補(bǔ)，在兩種壓力載荷的相互作用下使管坯發(fā)生塑性形變，最后與模具的內(nèi)表面完全貼合，得到所需要求的形狀。而外高壓脹形與之相反，它是利用高壓液體在空心管材坯料外部施加靜水壓力使坯料橫截面積縮小，并成形到置于其內(nèi)部的芯模上獲得相應(yīng)零件的成型工藝。螺旋定子管內(nèi)外高壓脹形的實驗裝置原理如圖1所示。
【結(jié) 論】
提出了采用外高壓脹形成形管件凹槽部分，內(nèi)高壓脹形成形管件凸起部分的分步脹形方法。通過有限元分析了成形壓力、管件壁厚對成形的影響規(guī)律，驗證了方法可行性，為后續(xù)脹形實驗實施及參數(shù)優(yōu)化提供了依據(jù)。
以下是正文：
