基于人工岩芯成型的模具设计

发布时间：2017-11-15 03:04

  本文关键词：基于人工岩芯成型的模具设计

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【摘要】：人工岩芯是一种具有多孔隙结构的筒状物体,由各种大小不同粒径的砂砾与液态树脂混合后得到高粘度的原料,然后在模具内凝固成型。人工岩芯是结合了物理防砂技术和化学防砂技术所研制出来的产品,用于砂岩油藏开发中的油井防砂。根据人工岩芯的工艺特点,选择采用金属型模具配合覆膜砂工艺作为人工岩芯的制造工艺。针对人工岩芯包紧力过大,使得型芯抽出阻力大,型芯取出困难的现象,结合相似的结构零件的模具设计方案,提出了分瓣组合式空心型芯的结构方案。设计采用筒体结构,由外筒体和内筒体构成型腔,以内筒体作为型芯。在分瓣组合式空心型芯两端使用带有沟槽的扣盖将其固定。从理论上分析模具的设计过程,提出了人工岩芯模具的总体结构设计方法和原则,对其结构及工艺特点进行分析,确定了模具详细设计方案,对金属型模具失效的原因进行了分析,提出了金属型模具材料的选择原则,详细总结了此类型模具的基本设计过程。通过人工岩芯的试制来验证模具结构设计的可行性与正确性,试验结果表明能够获得表面质量完好,无明显裂纹,尺寸精度均符合要求的人工岩芯。针对人工岩芯的试制过程发现的不足,对模具型芯结构进行改进设计。基于蜗轮蜗杆机构的啮合原理,设计使用四个蜗轮同时与一根蜗杆啮合。蜗轮齿数不同,其分度圆也不同。因此,蜗杆旋转带动不同的蜗轮旋转不同的角度,达到将各瓣型芯组合和分离的效果。既保证了模具型芯的作用,同时也避免了使用机械装置顶出型芯。使用ANSYS软件对实际工况中的人工岩芯模具的加热膨胀和冷却收缩过程进行了系统的模拟计算,分析了人工岩芯成型过程中人工岩芯及模具的变形情况,得到了升温至200°和再降温至常温过程中模具各部位的变形量,获得了人工岩芯制造过程中模具各部分最大变形量随着温度变化的曲线。理论计算结果表面,模具在升温膨胀和降温收缩的过程中存在残余变形现象,与实际试验过程中发现的情况相吻合。
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG76

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本文编号：1188072