變厚度盤件氣體淬火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真.pdf

1、隨著現(xiàn)代工程及機(jī)械領(lǐng)域的快速發(fā)展，金屬及合金產(chǎn)品的材料性能要求逐漸提高。熱處理對于改善和發(fā)揮材料性能潛力起著重要作用，而淬火冷卻則是熱處理工藝中必不可少的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的淬火方式已經(jīng)不能滿足高性能工件的熱處理要求，本文以氣體作為冷卻介質(zhì)，針對變厚度盤形工件的氣體淬火冷卻溫度場進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了開放式氣淬裝置，并對供氣系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　本文首先基于盤體工件外形特點(diǎn)及冷卻工藝要求，確定氣體淬火時末端噴氣管的結(jié)構(gòu)形式，即在盤件上、下表

2、面以及中心孔處各布置一定數(shù)量的末端噴氣管，氣體由氣管噴出后對表面進(jìn)行強(qiáng)制對流換熱。由于氣體淬火是一個多物理場耦合過程，為了充分直觀地了解氣淬時的冷卻效果同時指導(dǎo)氣淬裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過計(jì)算流體力學(xué)軟件對該種結(jié)構(gòu)形式下的氣體淬火過程進(jìn)行了瞬態(tài)流場、溫度場數(shù)值模擬，對其冷卻速率、溫度均勻性進(jìn)行計(jì)算，分析不同氣淬環(huán)境參數(shù)及氣淬結(jié)構(gòu)對淬火性能的影響。
　　其次，根據(jù)合金熱處理過程的要求確定盤件氣體淬火裝置的技術(shù)參數(shù)，結(jié)合前期仿真優(yōu)化結(jié)果完

3、成了盤件氣體淬火裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。包括盤件專用吊具設(shè)計(jì)、末端管路系統(tǒng)、定位旋轉(zhuǎn)平臺設(shè)計(jì)三大部分，裝置的結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行局部調(diào)整來適應(yīng)不同尺寸盤件淬火需要和實(shí)現(xiàn)局部淬火。通過有限元分析對裝置重要結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行靜力學(xué)分析，保證裝置的安全可靠性。
　　最后針對盤件氣體淬火裝置進(jìn)行供氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，分析供氣管路壓損、流量信息，以計(jì)算機(jī)、變頻器、羅茨風(fēng)機(jī)、渦街流量計(jì)、數(shù)據(jù)采集卡等為硬件基礎(chǔ)設(shè)計(jì)氣體流量控制系統(tǒng)。基于虛擬儀器Labview平臺進(jìn)行流量控制系