[发明专利]用于航空发动机的封闭内腔结构及航空发动机

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机结构技术领域，特别地，涉及一种用于航空发动机的封闭内腔结构。此外，本发明还涉及一种包括上述用于航空发动机的封闭内腔结构的航空发动机。

背景技术

新型航空发动机的复杂镁、铝合金铸件常设计有封闭内腔结构，封闭腔砂芯在铸件浇注充型过程中，由于受金属液充型浮力的影响，砂芯存在上浮现象，造成铸件尺寸偏差，尤其采用反压铸造时更为明显。同时，封闭腔砂芯常使用树脂等材料做为粘结剂，这些材料在浇注时遇高温合金液容易发气，当气体排出受阻时将使铸件产生气孔缺陷。

在此类铸件的工艺方案设计中，通常在封闭内腔开设工艺孔进行定位和排气，工艺孔的出口可作为砂芯高度、中心和角向的定位基准和排气通道，但当金属液充型浮力大于砂芯自重时，砂芯仍会上浮；工艺孔出口在浇注时金属液通过缝隙进入工艺孔出口会堵塞排气通道，影响排气效果。

发明内容

本发明提供了一种用于航空发动机的封闭内腔结构及航空发动机，以解决现有封闭腔砂芯在铸件浇注工艺中，当金属液充型浮力大于砂芯自重时，砂芯仍会上浮的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种用于航空发动机的封闭内腔结构，包括通过芯盒腔体预先制作并用于填充在现浇封闭内腔铸件内腔的封闭腔砂芯以及围合于封闭腔砂芯外并用于现浇封闭内腔铸件浇注成型的砂型组件；封闭腔砂芯与砂型组件之间设有用于将封闭腔砂芯与砂型组件相互锁紧定位并将封闭腔砂芯由于受热产生的气体排出至砂型组件外的锁紧排气机构。

进一步地，锁紧排气机构包括开设于现浇封闭内腔铸件的工艺孔、嵌固在封闭腔砂芯内并封盖于工艺孔上的定位块、开设于砂型组件上的第一装配孔以及用于将封闭腔砂芯与砂型组件锁紧的锁紧杆；定位块上开设有第一排气孔和第二装配孔，锁紧杆同时装配于第一装配孔和第二装配孔内；锁紧杆上沿锁紧杆的轴向开设有第二排气孔；第一排气孔、工艺孔、第二排气孔三者贯通，形成从封闭腔砂芯到砂型组件外的排气通道。

进一步地，第一排气孔、第一装配孔、第二装配孔、第二排气孔以及工艺孔同轴布置。

进一步地，锁紧杆包括螺杆和螺头；螺杆与第一装配孔和第二装配孔相匹配；砂型组件上开设有与螺头相匹配的螺头容纳槽。

进一步地，排气通道内设有用于临时保持排气通道畅通并可从排气通道内拆除的通道填充线。

进一步地，砂型组件包括预制的上砂型以及预制的下砂型；上砂型从封闭腔砂芯的上部扣合，下砂型从封闭腔砂芯的下部扣合，形成由上砂型与下砂型相对扣合并将封闭腔砂芯扣合于上砂型与下砂型之间的腔体内的组合结构，上砂型与下砂型贴合形成分型面，上砂型与封闭腔砂芯之间以及下砂型与封闭腔砂芯之间形成用于现浇现浇封闭内腔铸件的浇注腔。

进一步地，封闭腔砂芯与上砂型通过锁紧排气机构锁紧并将封闭腔砂芯由于受热产生的气体从上砂型排放至上砂型外；或者封闭腔砂芯与下砂型通过锁紧排气机构锁紧并将封闭腔砂芯由于受热产生的气体从下砂型排放至下砂型外。

进一步地，芯盒的内壁面上开设有用于定位块定位以使定位块嵌固在封闭腔砂芯内的固定位置的定位孔。

进一步地，定位块包括上翼缘板、腹板以及下翼缘板；上翼缘板与腹板之间采用弧形过渡面；下翼缘板与腹板的连接部位呈阶梯状布置。

根据本发明的另一方面，还提供了一种航空发动机，其包括上述用于航空发动机的封闭内腔结构。

本发明具有以下有益效果：

本发明用于航空发动机的封闭内腔结构，采用封闭腔砂芯定位以及排气的结构设置，将封闭腔砂芯锁紧固定，解决了封闭腔砂芯浇注充型时的上浮问题，确保了铸件尺寸符合性；同时通过此装置形成了封闭腔砂芯的排气通道，减少了铸件气孔缺陷，提高了铸件冶金质量。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的用于航空发动机的封闭内腔结构的结构示意图；

图2是本发明优选实施例的芯盒制作封闭腔砂芯的结构示意图；

图3是本发明优选实施例的砂型组件的结构示意图；

图4是本发明优选实施例的定位块的结构示意图；

图5是本发明优选实施例的锁紧杆的结构示意图。

图例说明：