某型飛機艙門鑄件的整體澆注系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是某型飛機艙門鑄件的整體澆注系統(tǒng)，該澆注系統(tǒng)適用于輪廓尺寸為2225mm×1200mm×340mm、壁厚為4-6mm的大型整體薄壁艙門鑄件，鑄造方法為反重力澆注，該澆注系統(tǒng)包括在鑄件鑄模(7)下面第一層橫澆道(3)，連接第一層橫澆道(3)與鑄件鑄模(7)的內(nèi)澆口(4)，連接分澆道(10)與鑄件鑄模(7)形成六處凸臺C的外模之間的立筒澆道(5)以及在第一層橫澆道(3)下方的第二層橫澆道(2)，該澆注系統(tǒng)優(yōu)點是可實現(xiàn)大型整體薄壁鋁合金艙門鑄件充型平穩(wěn)、完整成形，鑄件上端補縮困難部位得到有效補縮，內(nèi)部質(zhì)量較好。鑄件經(jīng)X射線檢驗，內(nèi)部質(zhì)量合格，沒有疏松、縮孔、氣泡等冶金缺陷；經(jīng)熒光檢驗，表明表面沒有冷隔、疏松和裂紋等，可達到HB963Ⅰ類件水平。
【專利說明】某型飛機艙門鑄件的整體澆注系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是某型飛機艙門鑄件的整體澆注系統(tǒng)，屬于鑄造工藝【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鋁合金鑄件輕量化、整體化、精密化成形技術(shù)的發(fā)展，大型整體薄壁鋁合金構(gòu)件成為航空、航天等行業(yè)大量需求的典型鑄件，這類鋁合金鑄件的特點是:鑄件壁厚薄，一般為4?6mm，橫向輪廓尺寸在2?3m、高度在200?300mm，鑄件壁厚截面積呈兩頭厚大，中間薄的形狀。單純通過底注式難以滿足鑄件頂端尤其是厚大部位的補縮；鑄件內(nèi)部質(zhì)量要求較高，要求鑄件澆注過程充型平穩(wěn)。實現(xiàn)大型整體薄壁鋁合金鑄件的成形完整和內(nèi)部質(zhì)量優(yōu)越一般可從鑄造過程的以下三個方面進行設(shè)計和控制:
[0003]一，澆注方式選擇。大型薄壁整體鋁合金鑄件的常用澆注方式可分為重力澆注和反重力澆注。重力澆注方式是合金液在重力作用下自由澆注成形，操作簡單便捷，生產(chǎn)效率較高，可用于冶金質(zhì)量要求不高的批量生產(chǎn)鑄件，但由于自由澆注在重力下充型，充型壓頭和充型速度較小，所以充型能力、澆注后組織致密度都不及反重力鑄造方法。反重力鑄造是通過設(shè)備使金屬液在壓力下充型凝固的澆注方法，一般包括調(diào)壓鑄造、差壓鑄造、低壓鑄造和真空吸鑄。相比重力澆注可獲得較大的充型壓力、充型速度和凝固壓力，有利于薄壁鑄件充型凝固且獲得內(nèi)部質(zhì)量優(yōu)越的鑄件。
[0004]二，澆注工藝參數(shù)選擇。根據(jù)鑄件的壁厚、高度、輪廓尺寸大小、復雜程度和內(nèi)部質(zhì)量要求等選擇適宜的澆注工藝參數(shù)。工藝參數(shù)一般有澆注時金屬液溫度、鑄型溫度、反重力鑄造下的充型壓力和充型速度等，通過工藝試驗，找到最佳的上述參數(shù)，有利于大型薄壁鑄件的充型及組織致密。
[0005]三，澆注系統(tǒng)設(shè)計。良好的鑄造澆注系統(tǒng)是獲得形狀完整、質(zhì)量優(yōu)越鑄件的關(guān)鍵，在金屬液的充型、凝固過程中，不論是澆注方式的選擇還是澆注參數(shù)的優(yōu)化，都是通過澆注系統(tǒng)最終作用于鑄件。澆注系統(tǒng)決定著是否能夠最終獲得形狀完整、質(zhì)量優(yōu)越的鑄件。良好的澆注系統(tǒng)引導金屬液在型腔中平穩(wěn)流動，實現(xiàn)金屬液在受控下充型、壓力下凝固，保證鑄件各部位得到充分的補縮，既有利于充型，又能保證充型平穩(wěn)從而保證鑄件內(nèi)部質(zhì)量優(yōu)越。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)狀況而設(shè)計提供了某型飛機艙門鑄件的整體澆注系統(tǒng)，其目的是保證大型整體薄壁鋁合金鑄件在澆注過程中充型完整，充型過程金屬液流動平穩(wěn)，凝固補縮后獲得質(zhì)量完好的鑄件。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0008]某型飛機艙門鑄件的整體澆注系統(tǒng)，所述飛機艙門鑄件(以下簡稱鑄件)的輪廓尺寸為2225mmX 1200mmX 340mm,該鑄件包括一個外框A，外框A內(nèi)沿寬度方向分布有11條加強筋B，加強筋B的截面為“工”字形，“工”字形的上、下橫梁厚度為6.5mm，中間縱梁的厚度為3mm，在外框A上有六處凸臺C，其中有兩處凸臺C位于左起第四和第八條加強筋B同側(cè)的一端端面上，其特征在于:該鑄件的澆注系統(tǒng)包括:
[0009]在鑄件鑄模(7)的下面設(shè)置的第一層橫澆道(3)，第一層橫澆道(3)包括4條相互平行的長澆道(8)和13條短澆道(9)，4條長澆道(8)和13條短澆道(9)相互垂直組成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，4條長澆道(8)之間的距離相等，4條長澆道(8)中處于的兩側(cè)的兩條長澆道
[8]位于鑄模(7)上外框A沿長度方向的兩條邊的外模的下方，13條短澆道(9)分別與11條加強筋B及外框A內(nèi)沿寬度方向的兩條邊的外模位置一一對應，即與鑄型上11條加強筋B及外框A內(nèi)沿寬度方向的兩條邊的外模在同一平面上，鑄模(7)上六處凸臺C的外模位置下方設(shè)置有分澆道(10)，分澆道(10)與相鄰的長澆道(8)或短澆道(9)連接，兩處較寬凸臺的外模對應的分澆道(10)寬度為100_，其余分澆道(10)及所有的長澆道(8)、短澆道
[9]的寬度為70mm，所有澆道的高度均為60mm，拔模斜度為I?2°；
[0010]連接第一層橫澆道(3)與鑄件鑄模(7)的內(nèi)澆口(4)，內(nèi)澆口(4)的下端連接于4條長澆道(8)和13條短澆道(9)組成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的交點上，內(nèi)澆口(4)的上端連接鑄件鑄模(7)上加強筋B的外模某一位置點上，該位置點位于長澆道(8)和短澆道(9)形成的網(wǎng)格狀曲面在所述交點的法向方向上，內(nèi)澆口⑷的尺寸為Φ20X 100mm，，拔模斜度為I?2° ;
[0011]連接分澆道(10)與鑄件鑄模(7)形成六處凸臺C的外模之間的立筒澆道(5)，立筒澆道(5)通過縫隙澆口(11)與冒口(6)連接，立筒澆道(5)的直徑為50mm，冒口(6)尺寸為80mmX 50mm,高度為100mm,拔模斜度為I?2° ；
[0012]在第一層橫澆道(3)下方的第二層橫澆道(2)，包括兩條與長澆道(8)平等的引流澆道(12)，分別位于按順序第1，2條、第3、4條長澆道(8)中間，第一層橫澆道(3)與第二層橫澆道(2)貫通，兩條引流澆道(12)的中間設(shè)置一條中間澆道(13)將兩條引流澆道
[12]連接在一起，在中間澆道(13)的中心位置設(shè)置直澆口(I)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明所述的艙門鑄件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為艙門鑄件加強筋的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明所述的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)面所述的兩層橫澆道相互位置示意圖；
[0017]圖5為本發(fā)面所述的第一層橫澆道結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實施方式】:
[0018]以下將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步地詳述:
[0019]參見附圖1?5所示，某型飛機艙門鑄件的整體澆注系統(tǒng)，所述飛機鑄件的輪廓尺寸為2225mmX1200mmX340mm，該鑄件包括一個外框A，外框A內(nèi)沿寬度方向分布有11條加強筋B，加強筋B的截面為“工”字形，“工”字形的上、下橫梁厚度為6.5mm，中間縱梁的厚度為3_，在外框A上有六處凸臺C，其中有兩處凸臺C位于左起第四和第八條加強筋B同側(cè)的一端端面上，其特征在于:該鑄件的澆注系統(tǒng)包括:
[0020]在鑄件鑄模7的下面設(shè)置的第一層橫澆道3，第一層橫澆道3包括4條相互平行的長燒道8和13條短燒道9,4條長燒道8和13條短燒道9相互垂直組成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，4條長澆道8之間的距離相等，4條長澆道8中處于的兩側(cè)的兩條長澆道8位于鑄模7上外框A沿長度方向的兩條邊的外模的下方，13條短澆道9分別與11條加強筋B及外框A內(nèi)沿寬度方向的兩條邊的外模位置一一對應，即與鑄型上11條加強筋B及外框A內(nèi)沿寬度方向的兩條邊的外模在同一平面上，鑄模7上六處凸臺C的外模位置下方設(shè)置有分燒道10,分燒道10與相鄰的長澆道8或短澆道9連接，兩處較寬凸臺的外模對應的分澆道(10)寬度為100_，其余分澆道10及所有的長澆道8、短澆道9的寬度為70_，所有澆道的高度均為60_，拔模斜度為I?2° ;
[0021]連接第一層橫澆道3與鑄件鑄模7的內(nèi)澆口 4，內(nèi)澆口 4的下端連接于4條長澆道8和13條短澆道9組成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的交點上，內(nèi)澆口 4的上端連接鑄件鑄模7上加強筋B的外模某一位置點上，該位置點位于長澆道8和短澆道9形成的網(wǎng)格狀曲面在所述交點的法向方向上，內(nèi)澆口 4的尺寸為Φ20X 100mm，，拔模斜度為I?2° ；
[0022]連接分澆道10與鑄件鑄模7形成六處凸臺C的外模之間的立筒澆道5，立筒澆道5通過縫隙澆口 11與冒口 6連接，立筒澆道5的直徑為50_，冒口 6尺寸為80_X50mm，高度為100mm，拔模斜度為I?2° ；
[0023]在第一層橫澆道3下方的第二層橫澆道2，包括兩條與長澆道8平等的引流澆道12，分別位于按順序第1，2條、第3、4條長澆道8中間，第一層橫澆道3與第二層橫澆道2貫通，兩條引流澆道12的中間設(shè)置一條中間澆道13將兩條引流澆道12連接在一起，在中間澆道13的中心位置設(shè)置直澆口 I。
[0024]在鑄件澆注過程中，金屬液通過直澆口 I進入橫澆道2，再進入橫澆道3，之后通過內(nèi)澆口 4充型鑄件，另外由于鑄件高度較大(300?500mm)且壁薄，鑄件頂部補縮通道容易被堵塞，易出現(xiàn)疏松，因此鑄件頂部厚大部位設(shè)置補縮冒口 6，金屬液通過立筒澆道5以進入補縮冒口 6對厚大部位凸臺進行補縮。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，該澆注系統(tǒng)采用自硬樹脂砂型、反重力澆注方式，可實現(xiàn)大型整體薄壁鋁合金艙門鑄件充型平穩(wěn)、完整成形，鑄件上端補縮困難部位得到有效補縮，內(nèi)部質(zhì)量較好。鑄件經(jīng)X射線檢驗，表明其內(nèi)部質(zhì)量合格，沒有疏松、縮孔、氣泡等冶金缺陷；經(jīng)熒光檢驗，表明表面沒有冷隔、疏松和裂紋等，可達到HB963 I類件水平。
【權(quán)利要求】
1.某型飛機艙門鑄件的整體澆注系統(tǒng)，所述飛機艙門鑄件(以下簡稱鑄件)的輪廓尺寸為2225mmX 1200mmX 340mm,該鑄件包括一個外框A，外框A內(nèi)沿寬度方向分布有11條加強筋B，加強筋B的截面為“工”字形，“工”字形的上、下橫梁厚度為6.5mm，中間縱梁的厚度為3_，在外框A上有六處凸臺C，其中有兩處凸臺C位于左起第四和第八條加強筋B同側(cè)的一端端面上，其特征在于:該鑄件的澆注系統(tǒng)包括: 在鑄件鑄模(7)的下面設(shè)置的第一層橫澆道(3)，第一層橫澆道(3)包括4條相互平行的長澆道(8)和13條短澆道(9)，4條長澆道(8)和13條短澆道(9)相互垂直組成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，4條長澆道(8)之間的距離相等，4條長澆道(8)中處于的兩側(cè)的兩條長澆道(8)位于鑄模(7)上外框A沿長度方向的兩條邊的外模的下方，13條短澆道(9)分別與11條加強筋B及外框A內(nèi)沿寬度方向的兩條邊的外模位置一一對應，即與鑄型上11條加強筋B及外框A內(nèi)沿寬度方向的兩條邊的外模在同一平面上，鑄模(7)上六處凸臺C的外模位置下方設(shè)置有分澆道(10)，分澆道(10)與相鄰的長澆道(8)或短澆道(9)連接，兩處較寬凸臺的外模對應的分澆道(10)寬度為100_，其余分澆道(10)及所有的長澆道(8)、短澆道(9)的寬度為70mm，所有澆道的高度均為60mm，拔模斜度為I?2° ； 連接第一層橫澆道(3)與鑄件鑄模(7)的內(nèi)澆口(4)，內(nèi)澆口(4)的下端連接于4條長澆道(8)和13條短澆道(9)組成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的交點上，內(nèi)澆口(4)的上端連接鑄件鑄模(7)上加強筋B的外模某一位置點上，該位置點位于長澆道(8)和短澆道(9)形成的網(wǎng)格狀曲面在所述交點的法向方向上，內(nèi)澆口⑷的尺寸為Φ20X 100mm，，拔模斜度為I?2° ；連接分澆道(10)與鑄件鑄模(7)形成六處凸臺C的外模之間的立筒澆道(5)，立筒澆道(5)通過縫隙澆口(11)與冒口(6)連接，立筒澆道(5)的直徑為50mm，冒口(6)尺寸為80_X50mm,高度為100mm,拔模斜度為I?2° ; 在第一層橫澆道(3)下方的第二層橫澆道(2)，包括兩條與長澆道(8)平等的引流澆道(12),分別位于按順序第1,2條、第3、4條長燒道(8)中間,第一層橫燒道(3)與第二層橫澆道⑵貫通，兩條引流澆道(12)的中間設(shè)置一條中間澆道(13)將兩條引流澆道(12)連接在一起，在中間澆道(13)的中心位置設(shè)置直澆口(I)。
【文檔編號】B22C9/22GK103567387SQ201310552460
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】周永江, 厲沙沙, 羅傳彪, 洪潤洲 申請人:中國航空工業(yè)集團公司北京航空材料研究院