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    大型钛桨叶铸件生产工艺在铸造过程中存在以下几个难点


    铸造过程3.1铸造工艺特点由于所有表面都需要机械加工,所以在铸造过程中,必须保证桨叶铸件的形状和位置精度。在铸造过程中存在以下几个难点:传统铸造叶片有以下两点要求:①。客户需提供一张按圆周方向由近及远的剖面展开图;②。

      在实际生产过程中按照客户提供剖面展开图的圆周半径,做3-5个石墨环。这种分型方式比较适合尺寸小铸件,此分型方式的优点是模型浪费小,利用率高,但不适合大型铸件铸造。本文所铸桨叶的外型尺寸大,按照此种方法铸造,石墨的利用率小于50%,并且模型不能重复利用;由于该浆叶的结构特点和叶片厚度不均,造成铸件各部分冷却速度不同,收缩程度大小不同,铸件在凝固过程中存在变形;桨叶叶片most远部位和轮毅距离较大,轮毂上部的冒口与most远端不能形成一个良好的补缩通道;客户只提供三维图一张,而在实际生产和工艺设计当中,需将三维图转换成二维图。桨叶叶面结构复杂,测量位置多,精度要求高,空间位置难以确定,给检测带来很大难度。

      3.2.铸造工艺设计传统铸造叶片类铸件是先按圆周方向按若干环状剖面分型。再将沿圆周方向的剖面图制作成样板,将此样板按照对应位置画在石墨型上,most后取掉多余的石墨。这种分型方式比较适合尺寸小的铸件生产。这种方案不适用大型桨叶铸造,此桨叶外型大,件数多,考虑到成本和人的劳动强度等因素,设计可重复使用模型,是设计中首先要解决的问题。经认真讨论和研究,将原工艺改为如下方式。

      叶轮原铸造工艺方案叶轮现铸造工艺方案在现工艺中将原环状组型方案改为由长方体料组合在一起的方案,每块长方体料尺寸为:640mmx440mmx60mm.在下料过程中,方料块很规则,每块料都很容易取舍,又不会产生浪费。每块料按照倒边和随边分成两块,实现了模型的重复利用。

      在制作样板时充分考虑了桨叶在凝固过程中的变形情况。液态合金在凝固和冷却过程中,在固态收缩阶段(从凝固终止温度TS到室温间的收缩)铸件体积收缩随温度的下降呈线性关系。这个关系决定了铸件的“缩尺‘’大小。铸件体积随温度变化曲线见。

      液体收缩bookmark1固体收缩TSTL温度铸件体积随温度变化曲线该浆叶壁厚差异较大。轮廓尺寸为:1450mmx350mm.浆叶四叶片(叶片most厚处44.66mm,most薄处厚度7.25mm)通过中央轮毂相连(C>220mm><350mm)。由于铸件壁厚不均,造成铸件各部分冷却速度不同,线收缩程度大小各异。而常规铸造工艺设计时采用同一缩尺的方法不能满足客户的要求。

      根据多年的生产加工经验,以及三维坐标检测应用,对此铸件每个剖面螺旋角做以下调整,用它来作为模型剖面图。螺旋角的变化如所示。

      剖面成品螺旋角模型螺旋角螺旋角变化反变形图从数据变化可以看出以中间部位为界,由轮毂向most远端每74.5mm距离角度变化是0.1,在中间部位不放变形量,并且变形方向相反。

      除了要在样板制作过程中要考虑到反变形外,还在每个样板上留出充足的加工量,每边加工量桨叶要全加工,轮毂处要加工轴孔,为了保证加工后无气孔,缩孔等缺陷,需在轮毂上端开设冒口,冒口大小以4)220mm为起点,向上带10°的楔形,高80mm.考虑到分型面比较多,气体会通过分型面排出,所以没有开设排气孔。

      将考虑过反变形和加工量的样板沿中心线对线画线,后将样板中的石墨去除。原方案所用石墨重量与现方案所用石墨重量比约为3:1.新方案确定后,大小型分了74块,块与块之间用016mm螺栓紧固。为了保证这些模型块在装卡后尺寸合格,以保证铸件的most终尺寸。本文通过生产实践总结出以下三种方法:①装型前严格按照样板对每块型进行检查,检查模型形状是否相同,螺旋角是否相同,随边与中心线的距离和导边与中心线是否与要求距离相符,不相符必须修补。②将四叶片下型用卡具卡紧,在各叶片上找相同点九处,用高度尺测量垂直距离,相同点的垂直距离控制在lmm之内。大于或小于此距离,必须修补。③在保证以上2种检查正确无误以后,将所有型按照由下到上组装,外型用卡具卡紧,后测量四个中心线与外型交点距离,如,保证尺寸公差在2mm以内,超出范围通过调整卡具来调整。通过以上三种检查方法,能保证铸件的成品尺寸。

      3.3产品质量1)熔化烧注在500Kg真空自耗电极凝壳炉内进行,将浇注的前两炉清砂、打磨后,进行X射线检测,发现叶片上表面有少量气孔,经过分析认为叶片上虽然分型面多,但还是不能保证气体的排出。

      随后在四叶片分型面之间开设排气孔,在垂直方向的分型面间开设排气缝。后面浇注的七件经过X射线检测无气孔。

      模型检2)铸件经用户加工后没有发现内部质量缺陷,在加工过程中没有缺肉现象。

      成品结论对于直径大于lm浆叶类钛铸件,充分考虑叶片的变形情况和气缩孔形成机理,加反变形量、冒口和排气孔等,采用分体组模方式,完全可以生产满足客户要求的铸件。


    【上一个】 框架式钛合金铸件加工技术探析 【下一个】 箱体铸件的国产化对整个地铁国产化有着积极地推动作用

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