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4K发动机缸盖浮子式低压铸造四浇口工艺应用的研究
| 论文题名： | 4K发动机缸盖浮子式低压铸造四浇口工艺应用的研究 |
| 关键词： | 水套泄露;四浇口浮子式低压铸造;数值仿真;人工神经网络;性能检测 |
| 摘要： | 航天三菱4K系列发动机是沈阳航天三菱汽车发动机制造有限公司自主研发的产品，性能优越，市场前景看好。但却发现样机存在水套泄露问题。为了解决这一问题，本文研究了四浇口浮子式低压铸造工艺。 本文通过理论计算证明了四浇口方案的可行性，对铸件结构和缸盖结构进行了优化设计。并进行了4K发动机缸盖四浇口浮子式低压铸造充型和凝固过程的数值模拟，结果显示：整体充型过程平稳，没有明显紊流现象；凝固过程能够按照自上而下的顺序凝固。经过生产验证，采用四浇口浮子式低压铸造工艺生产的4K系列发动机缸盖螺栓台处缩孔有明显改善。这说明4K发动机缸盖采用四浇口浮子式低压铸造是可行的。 利用BP人工神经网络，研究影响4K系列发动机缸盖四浇口浮子式低压铸造合格率参数：铝液浇注温度、浮子下降速度、凝固保压时间，通过仿真优化进一步提高铸造合格率。从343个组合中预测：当铝液温度为668℃，浮子下降速度为23s，保压时间为390s时，预测输出铸件合格率最高，为98.2%。按照优化出的参数连续生产4K发动机缸盖6个月，平均合格率在98.14%，与预测结果接近，达到优化工艺方案的目的。 对4K系列发动机四浇口浮子式低压铸造缸盖进行了铸件性能检测，检测证明铸件针孔度、硬度、拉伸强度、金相组织均无明显变化，符合规定要求。对4K系列发动机四浇口浮子式低压铸造缸盖进行了发动机台架试验，经对比，发动机最高输出功率、最大扭矩、低速扭矩、高速油耗和低速油耗等性能指标均满足设计性能要求。 本研究通过理论分析、数值模拟、神经网络优化、试验验证等方法对4K发动机缸盖浮子式低压铸造四浇口工艺进行研究，使缸盖合格率由50%提升至98%，对于节约制造成本，减少材料和能源消耗具有重大意义。 |
| 作者： | 谭明志 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 贾宝贤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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