發(fā)布時(shí)間：2021-09-21 20:55

　　近年來(lái),航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性要求越來(lái)越高,對(duì)其各部件輕量化的要求也愈加苛刻。鋁合金殼體類鑄件作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油附件核心部件,逐漸呈現(xiàn)高度的集成化、大型化、復(fù)雜化的特點(diǎn)。在此背景下,航空發(fā)動(dòng)機(jī)鋁合金殼體在設(shè)計(jì)時(shí),將大量單個(gè)加工后裝配成型的零部件及油路管路,集成設(shè)計(jì)在殼體上一次鑄造成型。造成了鋁合金鑄件外型鏤空、凸臺(tái)多、大面積薄壁、內(nèi)腔多油路的特點(diǎn),鋁合金鑄件集成度的增加,導(dǎo)致其鑄造工藝性的明顯下降,加之該類鑄件較高的氣密性及內(nèi)外部質(zhì)量要求,鑄造難度非常大。本文以該類殼體鑄造工藝為研究對(duì)象,借助仿真模擬,優(yōu)化并確定了殼體的鑄造工藝,最終獲得了高性能的殼體鑄件,為同類殼體鑄造探索了一條有效的技術(shù)路徑。首先,在查閱大量文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,對(duì)傾轉(zhuǎn)鑄造技術(shù)、鑄件鑄造用主要輔助材料及仿真模擬的應(yīng)用情況進(jìn)行了梳理分析,并查閱結(jié)果設(shè)計(jì)了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案。根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在分析了其采用重力鑄造及傾轉(zhuǎn)鑄造方案的優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了三種工藝結(jié)構(gòu),利用鑄造仿真模擬軟件對(duì)其進(jìn)行工藝仿真,通過(guò)仿真確定了傾轉(zhuǎn)鑄造方案在該鑄件鑄造過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)。然后,對(duì)傾轉(zhuǎn)鑄造方案的傾轉(zhuǎn)鑄造的充型過(guò)程、凝固過(guò)程、溫度場(chǎng)、缺陷情況了進(jìn)行了詳細(xì)的... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

常規(guī)重力鑄造示意圖

實(shí)現(xiàn)向鑄模內(nèi)平穩(wěn)澆注金屬液�；驹砣鐖D1-2 所示。圖 1-2 傾轉(zhuǎn)鑄造示意圖（1）（2）（3）水平分型傾轉(zhuǎn)澆注示意；（4）（5）（6）垂直分型傾轉(zhuǎn)澆注傾轉(zhuǎn)鑄造與常規(guī)重力鑄造相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）順序凝固趨勢(shì)更強(qiáng)。充型過(guò)程溫度最高的金屬液始終位于上方，充型完成后型腔內(nèi)金屬溫度場(chǎng)自下而上升高，與順序凝固過(guò)程需求相吻合；（2）排氣順暢。翻轉(zhuǎn)過(guò)程中型腔內(nèi)的氣體隨模具翻轉(zhuǎn)，始終處于金屬液上方，從而大大降低憋氣引起的氣孔缺陷；（3）充型平穩(wěn)。金屬液進(jìn)入型腔的整個(gè)過(guò)程隨模具角度變化逐步完成，金屬液填充及液面上升過(guò)程平緩穩(wěn)定；（4）質(zhì)量穩(wěn)定。傾轉(zhuǎn)鑄造整個(gè)充型過(guò)程可以完全杜絕人為因素，傾轉(zhuǎn)速度及角度可完全由設(shè)備實(shí)現(xiàn)，有效解決了傳統(tǒng)鑄造過(guò)程人為因素影響大的問(wèn)題，整個(gè)過(guò)程一致性好，適宜批量化生產(chǎn)。早期國(guó)內(nèi)傾轉(zhuǎn)鑄造設(shè)備較為簡(jiǎn)單，依靠人工將小型澆注機(jī)的臺(tái)面抬起30～60°，澆注過(guò)程中通過(guò)逐步放平實(shí)現(xiàn)傾轉(zhuǎn)澆注，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大。伴隨技術(shù)進(jìn)步，上世紀(jì) 90 年代，天津豐田汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司自行設(shè)計(jì)并研制了一臺(tái)用于鋁合金進(jìn)氣管鑄件的 90°垂直分型傾轉(zhuǎn)鑄造機(jī)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)開發(fā)了 J3412 型傾轉(zhuǎn)鑄造機(jī)[25]。國(guó)內(nèi)一些廠家也自主設(shè)計(jì)研制了一些手動(dòng)傾轉(zhuǎn)澆注機(jī)并成功投入使用[26]。伴隨技術(shù)的發(fā)展

圖 1-4 傾轉(zhuǎn)鑄造機(jī)示意圖目前傾轉(zhuǎn)鑄造技術(shù)已經(jīng)成為一些典型結(jié)構(gòu)鋁合金件的首選鑄造方法，車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管、發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋鑄件等[27-32]，如圖 1-5 所示。傾轉(zhuǎn)鑄造在溫州瑞明、濰柴動(dòng)力、中國(guó)一拖、重慶紅巖汽車有限公司等鑄造廠商了大量的推廣應(yīng)用。2010 年以來(lái)中國(guó)航發(fā)西安航空動(dòng)力控制公司將傾造技術(shù)引入到航空發(fā)動(dòng)機(jī)鋁合金殼體上，目前已經(jīng)大量推廣，鑄件質(zhì)量于原有重力鑄造有較為明顯的提升，氣孔類缺陷明顯減少。圖 1-5 傾轉(zhuǎn)鑄造鑄件伴隨《中國(guó)制造 2025》的發(fā)布，鑄造行業(yè)的智能化、自動(dòng)化發(fā)展迫

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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