一种航空发动机机匣铸造过程物理模拟模型的制作方法

本实用新型涉及一种用于充填流动规律研究的物理铸型，具体的说，涉及了一种航空发动机机匣铸造过程物理模拟模型。

背景技术：

机匣是航空发动机的重要零件之一，它是整个发动机的基座，是航空发动机上的主要承力部件。不同的发动机、发动机不同部位，其机匣形状各不相同，机匣零件的功能决定了机匣的形状，因此，多数钛合金机匣件采用立式离心精密铸造的方法成形。合金熔体的充填状态、充填方式直接影响到熔体的凝固状态，从而影响铸件最终的质量。然而，在立式离心精密铸造真实浇注过程中，熔体充填型腔的过程是无法观察到的，并且各种工艺参数的改变对充填状态的影响也很难定量给出。由于充填过程的不可见性，使得对合金熔体充填规律研究的难度增加，尤其在立式离心场作用下，合金熔体的充填过程要比纯重力场作用下的充填过程复杂的多，现有技术中尚没有好的研究方法。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、契合研究实际、易于观察、研究结果准确的航空发动机机匣铸造过程物理模拟模型。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是： 一种航空发动机机匣铸造过程物理模拟模型，包括底座、垂直设置在所述底座上的圆筒形型腔、直浇道、多个横浇道以及与所述多个横浇道一一对应的多个内浇道，所述直浇道与所述圆筒形型腔同轴设置，所述直浇道底部通过所述横浇道与所述内浇道连通，所述多个内浇道分别与所述圆筒形型腔底部连通；所述圆筒形型腔的腔壁、所述直浇道管壁、所述横浇道管壁和所述内浇道管壁均为有机玻璃管壁。

基于上述，所述横浇道为四个，四个所述横浇道呈十字正交排列。

基于上述，所述底座包括底板和固定在底板上的支架，所述底板四周均开设有安装孔，所述多个横浇道均固定在所述底板上，所述支架支撑在所述圆筒形型腔两侧。

基于上述，所述内浇道包括引导流体进入圆筒形型腔的导流结构。

基于上述，所述导流结构包括一扩口结构，所述扩口结构的窄口端连通所述圆筒形型腔，所述扩口结构的扩口端连通所述横浇道。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型的结构设计模型满足了压力相似准则、粘性力相似准则、重力相似准则和表面张力相似准则，忽略了弹性力的影响，抓住了液体充填流动的关键受力情况，达到了研究充填流动规律的实验目的，所述有机玻璃管壁的运用，方便了对液体流动状态的观察；进一步地，将四个所述横浇道十字正交排列，使液体离心流动过程更均匀；进一步地，所述安装孔的设置，方便了所述底板和离心机的固定，所述支架的设置，进一步提高了所述圆筒形型腔的稳定性；进一步地，所述导流结构的设置，对从所述横浇道内流出的液体有个缓冲、导流作用，使液体流动更为顺畅；其具有设计科学、契合研究实际、易于观察、研究结果准确的优点。

附图说明

图1是本实用新型中航空发动机机匣铸造过程物理模拟模型的结构示意图。

图2是本实用新型中航空发动机机匣铸造过程物理模拟模型的俯视图。

图3是本实用新型中航空发动机机匣铸造过程物理模拟模型的截面图。

图中：1. 圆筒形型腔；2. 横浇道；3. 直浇道；4. 内浇道；5. 底板；6. 支架。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1、图2和图3所示，一种航空发动机机匣铸造过程物理模拟模型，包括底座、垂直设置在所述底座上的圆筒形型腔1、直浇道3、四个横浇道2以及与四个横浇道2一一对应的四个内浇道4，直浇道3与圆筒形型腔1同轴设置，所述底座用于固定在离心机上，直浇道3为液体入口，圆筒形型腔1内部开设有模拟机匣成型的型腔；直浇道3底部通过四个横浇道2与内浇道4连通，四个内浇道4分别与圆筒形型腔1底部连通，液体依次经过直浇道3、横浇道2和内浇道4后进入圆筒形型腔1内模拟成型。

为了方便观察液体的流动状态，圆筒形型腔1的腔壁、直浇道3的管壁、横浇道2的管壁和内浇道4的管壁均为有机玻璃管壁。

具体使用时，首先，将所述底座固定在离心机上，启动离心机；然后，将配制好的用于模拟实验的水溶液倒入直浇道3中，在离心力的作用下，水溶液经过横浇道2和内浇道4后，进入圆筒形型腔1内进行模拟填充；最后，研究人员透过所述有机玻璃管壁进行观察，记录实验数据，分析实验结果，完成实验。

为了提高水溶液流动的均匀性，四个横浇道2呈十字正交排列；四个横浇道2均匀排布，引导水溶液均匀流入圆筒形型腔1内。

本实施例中，所述底座具体包括底板1和固定在底板1上的支架6，底板1四周均开设有安装孔，方便底板1与离心机的连接；四个横浇道2均固定在底板1上，支架6支撑在圆筒形型腔1的两侧，四个横浇道2和支架6共同起到了固定、支撑圆筒形型腔1的作用，使该物理铸型结构更加简单、稳定。

为了使水溶液在从内浇道4进入圆筒形型腔1的过程更顺畅，内浇道4包括引导流体进入圆筒形型腔1的导流结构，所述导流结构包括一扩口结构，所述扩口结构的窄口端连通圆筒形型腔1，所述扩口结构的扩口端连通所述横浇道2；使用时，水溶液经过所述扩口结构的缓冲、导向后，平稳进入圆筒形型腔1内。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。