變厚度盤件氣體淬火系統(tǒng)的設計和仿真.pdf

1、隨著現(xiàn)代工程及機械領域的快速發(fā)展，金屬及合金產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，針對變厚度盤形工件的氣體淬火冷卻溫度場進行研究，設計了開放式氣淬裝置，并對供氣系統(tǒng)進行了實驗驗證。
　　本文首先基于盤體工件外形特點及冷卻工藝要求，確定氣體淬火時末端噴氣管的結構形式，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行強制對流換熱。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氣淬裝置的結構設計，通過計算流體力學軟件對該種結構形式下的氣體淬火過程進行了瞬態(tài)流場、溫度場數(shù)值模擬，對其冷卻速率、溫度均勻性進行計算，分析不同氣淬環(huán)境參數(shù)及氣淬結構對淬火性能的影響。
　　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參數(shù)，結合前期仿真優(yōu)化結果完

3、成了盤件氣體淬火裝置結構設計。包括盤件專用吊具設計、末端管路系統(tǒng)、定位旋轉平臺設計三大部分，裝置的結構可以進行局部調整來適應不同尺寸盤件淬火需要和實現(xiàn)局部淬火。通過有限元分析對裝置重要結構部件進行靜力學分析，保證裝置的安全可靠性。
　　最后針對盤件氣體淬火裝置進行供氣系統(tǒng)設計，分析供氣管路壓損、流量信息，以計算機、變頻器、羅茨風機、渦街流量計、數(shù)據(jù)采集卡等為硬件基礎設計氣體流量控制系統(tǒng)。基于虛擬儀器Labview平臺進行流量控制系