直升机旋翼配重构件质量保证体系的研究

论文摘要

直升机旋翼配重构件是直升机中的重要部件之一,对外形曲面尺寸精度、表面质量、化学成分和机械性能要求极高,并且重量偏差必须控制在很小的范围内。基于这样高的要求,该构件的质量保证体系就显得复杂并且尤为重要。本论文对配重构件的模具设计、材质化学成分、熔炼工艺、铸造工艺、铸件凝固过程数值模拟及铸件缺陷预测等各个方面分别进行了分析。通过严格控制每个关键环节和重要技术指标,最终形成了完整的质量保证体系来确保该构件的质量。通过对构件的结构和性能要求分析,选择了热膨胀系数小、热疲劳性能高的铸铁材料制备金属型模具,并采用数控机床加工成型,保证了配重构件的表面质量、尺寸精度和高致密度。控制铜合金配料及熔炼工艺以减少合金中Zn 的烧损,确保配重构件的成分及重量符合设计要求;采用金属型立式浇铸,严格控制铸造工艺参数(模具温度、浇注温度、浇注速度),以避免气孔、缩松、冷隔等缺陷的产生。而另一项重要措施就是采用计算机模拟仿真技术对铸造过程进行预测,以检验铸造工艺的可行性,并对其进行优化设计。本课题采用UG 作为三维造型软件,用德国的Magma 软件作为铸造过程计算机模拟仿真工具,对铸件的温度场及铸造缺陷进行了有效的预测,确定了开模时间为6 分钟,并且在在选定的工艺条件下,保证铸件无缩孔缩松。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 问题的提出及研究的意义
• 1.3 相关的理论与方法综述
• 1.3.1 金属型铸造概况与发展趋势
• 1.3.2 铜合金的金属型铸造工艺
• 1.3.3 铸件凝固过程数值模拟的研究现状
• 1.4 配重构件铸造过程质量保证体系概述
• 1.4.1 配重构件铸造过程中的技术难点
• 1.4.2 配重构件质量保证体系的分析
• 1.4.3 本课题的主要研究内容
• 第2章 配重构件的形状分析及模具设计
• 2.1 旋翼配重构件铸件图的设计与确定
• 2.1.1 旋翼配重构件图的设计
• 2.1.2 确定的旋翼配重构件图形
• 2.2 金属型模具的设计与制造
• 2.2.1 金属型模具材料的选择
• 2.2.2 结构设计
• 2.2.3 收缩率、密度的试验与确定
• 2.2.4 配重构件铸造模具的加工
• 2.3 本章小结
• 第3章 旋翼配重构件成分分析及熔炼工艺
• 3.1 材质的选择
• 3.1.1 普通黄铜
• 3.1.2 特殊黄铜
• 3.2 铜的精炼
• 3.3 熔炼时间的控制
• 3.4 锌的烧损的控制
• 3.4.1 温度的控制
• 3.4.2 搅拌
• 3.4.3 对金属液的覆盖
• 3.5 铜合金熔炼工艺的确定
• 3.6 本章小结
• 第4章 配重构件铸造工艺设计及数值模拟
• 4.1 旋翼配重构件铸造工艺设计
• 4.1.1 浇注系统的选择和尺寸设计
• 4.1.2 浇注工艺的质量控制
• 4.1.3 金属型模具的预热及涂料
• 4.2 铸件的后处理工艺
• 4.2.1 表面清理及机械加工
• 4.2.2 铸件的热处理工艺
• 4.3 实体造型及铸造过程的数值模拟
• 4.3.1 铸造过程的数值模拟的内涵
• 4.3.2 配重块实体造型及其浇注系统设计
• 4.3.3 Magma 的数值模拟过程
• 4.4 本章小结
• 第5章 缺陷分析、防止与质量检验
• 5.1 铸件缺陷分析与防止
• 5.1.1 成分偏差
• 5.1.2 机械性能未达到技术指标
• 5.1.3 型面及尺寸超差
• 5.1.4 重量偏差
• 5.1.5 气孔
• 5.1.6 夹杂
• 5.1.7 变形
• 5.1.8 缩孔与缩松
• 5.1.9 冷隔
• 5.2 质量检验
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 工程硕士研究生简历
• 致谢