铸造浇注系统设计培训讲义课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,铸造浇注系统设计,铸造浇注系统设计,1,优选铸造浇注系统设计,优选铸造浇注系统设计,2,概 述,浇注系统铸型中液态金属流入型腔的通道之总称,组成：浇口杯、直浇道、直浇道窝、横浇道、内浇道,正确设计浇注系统使液态合金平稳合理的充满型腔，对铸件品质影响很大，铸件废品中的,30%,是因浇注系统不当引起。,概 述浇注系统铸型中液态金属流入型腔的通道之总称组成：浇口,3,浇注系统的组成,浇注系统的组成,4,浇注系统设计原则,使液态合金平稳充满铸型，不冲击型壁和型芯，不产生涡流和喷溅，不卷入气体，并利于型腔内的空气和其他气体排出型外，防止金属液过度氧化及产生砂眼、冷豆、气孔。,阻挡夹杂物进入型腔，以免在铸件上形成渣孔。,调节铸型及铸件各部分温差，控制铸件的凝固顺序，不阻碍铸件的收缩，减少铸件的变形和开裂倾向。,合金液流不应冲刷冷铁和芯撑。防止冷铁的激冷效果降低及表面熔化，避免芯撑过早软化和熔化，造成铸件壁厚变化,浇注系统设计原则使液态合金平稳充满铸型，不冲击型壁和型芯，不,5,浇注系统设计原则,浇注系统尽可能结构简单紧凑，占砂箱面积小，体积小，有利于减少冒口体积，节约合金和型砂，提高砂箱利用率，方便造型、清理和浇注系统模样的制造,使液态合金以最短的距离，最合适的时间充满型腔，有足够的压力头，并保证金属液面在型腔内有必要的上升速度等，以确保铸件的质量；,起一定的补缩作用，在内浇道凝固前补给部分液态收缩,浇注系统设计原则浇注系统尽可能结构简单紧凑，占砂箱面积小，体,6,浇注系统的设计内容与步骤,选择浇注系统的类型和结构；,合理地在铸型中布置浇注系统及确定内浇道的引入位置和个数；,计算浇注时间和浇注系统中的最小断面积，确定直浇道的高度（如有浇口杯则从杯中液面高度算起）,按经验比例数据决定其他组元的断面积；,大批量生产时需经过生产阶段的反复，如有不足之处，应调整以上各项设计内容，甚至修改工艺方案，直到合理并保证质量为止。,浇注系统的设计内容与步骤选择浇注系统的类型和结构；,7,浇注系统的重量稍大，工艺出品率低。,储留最初浇入的含气和渣污的低温金属液并档渣,横浇道：将金属液从直浇道导入内浇道的水平孔道,化学性质活泼、易氧化、吸附气体。,高大件则宜采用阶梯式浇注系统，为防止钢液过早从上层内浇道进入型腔，可使上层内浇道倾斜,二、封闭、开放式浇注系统,式中：m下 阻流以下铸件质量,多用于高度较高、型腔较复杂、收缩率较大或品质要求较高的铸件。,5时仍呈正压充满状态。,采用顶注式，5个内浇道，金属液由上而下雨淋样进入型腔。,对封闭式浇注系统，浇注比速单位时间内通过单位阻流断面积的金属液，其阻流断面积计算式为,小的薄壁件可以浇注系统做冒口进行补缩。,无论浇口多大，横浇道基本处于充满状态，有利于阻渣；,多用于壁较厚的中小铸铁件及非铁合金铸件。,浇口杯中金属流股的水平分速度越大，越容易形成水平旋涡。,缺点：进入型腔的金属液流速度高，易产生喷溅和冲砂，使金属氧化，使型内金属液发生扰动、涡流和不平静。,出口2-2为分析的基准面，则,4、直浇道尽量设在横、内浇道的对称中心处，以使金属液流程最短，流量分布均匀。,蛇形直浇道时利用增加水力损失改变直浇道压力分布的一例，多用于有色金属铸件和直浇道直接接于型腔时。,第一节,液态金属在浇注系统的流动,型壁的多孔性、透气性和合金液的不相润湿性，给合金液的运动以特殊边界条件,在充型过程中，合金液和铸型之间有着激烈的热作用、机械作用和化学作用,；,合金液冲刷型壁，粘度增大，体积收缩，吸收气体、使金属氧化等；,浇注过程是不稳定流动过程,在型内合金液淹没了内浇道之后，随着合金液面上升，,充型的有效压力头渐渐变小,型腔内气体的压力并非恒定,浇注操作不可能保持浇口杯内液面的绝对稳定,一、砂型流动的水力学特点,浇注系统的重量稍大，工艺出品率低。第一节 液态金属在浇注系,8,合金液在浇注系统中一般呈,湍流,状态,多相流动,一般合金液总含有某些少量固相杂质、液相夹杂和气泡，在充型过程中还可能析出晶粒及气体，故充型时合金液属于多相流动,一、砂型流动的水力学特点,合金液在浇注系统中一般呈湍流状态多相流动一、砂型流动的水力学,9,式中 t浇注时间（s）；,必要时用顶雨淋或下雨淋式浇注系统。,内浇道流量的不均匀性U,如设有冒口，使内浇道通过冒口，让金属液先流经冒口再引入型腔，更能提高冒口的补缩效果；,应用有高的砂胎或吊砂的湿型；,这样可以减少气体的卷入和避免尖角型砂被冲掉引起冲砂缺陷。,按钢液流量qm值及钢液液面高度H可求出包孔直径d孔,流量系数与浇注系统各部分阻力及型腔内的流动阻力大小有关。,内浇道薄于铸件的壁厚，在去除浇道时不易损害铸件；,1、奥赞(Osann)公式,其它：（控制组元比例、缓冲直浇道）,第六节 垂直分型浇注系统的计算,这样可以减少气体的卷入和避免尖角型砂被冲掉引起冲砂缺陷。,水平分速度对直浇道中心线 偏斜，形成水平涡流运动。,浇注系统的重量稍大，工艺出品率低。,浇道是一条窄而长的缝隙，与铸件顶部相连接，金属液经压边缝隙流入型腔,HM=330164mm=166mm。,封闭式、开放式,引导金属液进入横浇道、内绕道或直接导入型腔；,d 横浇道内金属的流速越低，可能阻流的渣团也越小。,上一步中所求浇注时间是否合适，可用浇注时钢液在铸型型腔内的上升速度的验算,应注意，内浇道截面积比横浇道或直浇道大，横浇道不一定呈非充满流态。,断面（A-A），其上的封,铸钢件、铸铁件根据表7-8、7-10，考虑各种因素，可采用表7-10进行修订。,如图所示，选择直浇道的,h横/h内5-6,3）封闭式浇注系统的横浇道应高而窄，一般取高度为宽度的2倍。,有利于石墨铸铁充分利用石墨化膨胀，防止缩孔、缩松缺陷。,同一横浇道上有多个等截面的内浇道时，各内浇道的流量不等，试验表明：,内浇道在铸件上的位置和数目应服从所选定的凝固顺序或补缩方法。,使液态合金以最短的距离，最合适的时间充满型腔，有足够的压力头，并保证金属液面在型腔内有必要的上升速度等，以确保铸件的质量；,缩短直-横浇道拐弯处的湍流区。,生产中减轻水平旋涡的措施,保证钢液平稳注入铸型，避免钢液流互相碰击或乱流,GI 浇入型内的金属液总重量（kg）；,但是，对壁厚或重量不均匀的铸件，流量不均匀则更有利于平稳充型。,表3-12 钢液流量qm值,浇口杯作用：,用来承受来自浇包的金属液流并引入直浇道，防止过浇而溢出；,避免流股直冲直浇道，减少液流对铸型的冲击,有一定的挡渣作用；,当砂箱高度低、压头不够时，又可用以增加金属液的静压头。,二、浇口杯中的流动,式中 t浇注时间（s）；封闭式、开放式浇口杯作用：二,10,浇口杯分类：漏斗形浇口杯、池盆形浇口杯,二、浇口杯中的流动,浇口杯分类：漏斗形浇口杯、池盆形浇口杯二、浇口杯中的流动,11,漏斗形浇口杯,特点结构简单，制作方便，容积小，消耗金属液少；只能用来接纳和缓冲浇注的金属流股，挡渣能力小；,应用主要用在小型铸铁件及铸钢件，广泛用于机器造 型。,结构漏斗口的直径应该比直浇道大一倍以上。可用带滤网的漏斗形浇口杯。,漏斗形浇口杯,12,蛇形直浇道时利用增加水力损失改变直浇道压力分布的一例，多用于有色金属铸件和直浇道直接接于型腔时。,同理，内浇道最高点处的压力应等于型腔内气体压力，近似等于：,应小于两层内浇道之间的距离。,（3）平均静压头HP的确定,式中：C 铸件（或某段）的高度,例题、离心泵体铸造工艺设计,以铸件浇注位置为基准，内浇道开设在铸件的顶部，称为顶注式浇注系统。,m孔包孔的消耗系数，取0.,层间距为600-1200mm；,内浇道应避免开在芯头边界及靠近内冷铁、外冷铁、芯撑的地方。,qm钢液流量（kg/s）；,对浇注系统的要求流动平稳，不产生涡流、喷溅。,直浇道窝的直径应为直浇道下端直径的1.,钢液流量/（kgs-1）,缺点对上表面烘烤时间长，易产生夹砂类缺陷；,计算阻流截面面积S阻,横浇道起挡渣作用的条件,它以主直浇道下端为阻流,S杯S直 S横0.25d,直上,；,2),采用纵向逆浇，设置底坎、挡板和闸门等；,3),采用特殊结构的浇口杯：拔塞式、浮塞式、铁隔片式、闸门式等；,4,）浇口杯与直浇道相连的边缘做成凸起状。,浇口杯的结构设计,23,直浇道的功用,：,引导金属液进入横浇道、内绕道或直接导入型腔；,提供足够的压力头，使金属液克服各种流动阻力，在规定时间内充满型腔。,三、,直浇道中的流动,直浇道,形状：,常做成上大下小的锥形、等断面的柱形和上小下大的倒锥形。,直浇道的功用：三、直浇道中的流动直浇道形状：,24,（,1,）液态金属在直浇道中的流动特点,直浇道一般不能挡渣，而且金属液通过时容易带入气体。当气体被卷入型腔时而又不能顺利逸出时就会在铸件中形成气孔。,1,）水模拟实验,真空吸气理论,实验条件：采用有机玻璃模型，制作浇口杯和直浇道两组元浇注系统，采用水模拟的方法，采用尖角、圆角连接形式，采用等断面和变截面的直浇道结构。,（1）液态金属在直浇道中的流动特点 直浇道一般不,25,直浇道入口处的形状影响液流分布：尖角连接时直浇道内呈不充满流动；圆角连接时则为充满状态。,直浇道形状影响液流的内部压力：尖角连接时不充满，而且流股呈渐缩形，直浇道上口有真空区存在。,有锥度的直浇道呈,充满状态，且呈正压流动，从直浇道上的小孔流水；而等断面的直浇道虽然也呈充满状态，但是却呈负压流动，吸入气体；,（,1,）液态金属在直浇道中的流动特点,直浇道入口处的形状影响液流分布：尖角连接时直浇道内呈不充满流,26,直浇道的流动特点,（1）两种流态充满和不充满。非充满状态易带气，但在底注包浇注时或用阶梯浇注系统时采用。,（2）非充满直浇道中金属液以重力加速度做等加速运动，流股必定向内收缩；流股内部与砂型表层气体之间无压力差，气体不可能被吸入，而是被金属表面吸收和带走。,（3）直浇道入口形状影响金属流态。入口尖角时，增加流动阻力和断面收缩率，常导致非充满式流动。要使直浇道呈充满流态，要求入口处圆角半径rd/4。,（4）水利学模拟实验与砂型中实际流动状况有差异。,（5）砂型中直浇道充满的理论条件。,27,直浇道的流动特点27,2,）真空吸气理论,假设条件：,浇注系统是由不透气材料制成；,流体呈稳定流动，且为不可压缩流体；,直浇道为等断面结构。,如图所示，选择直浇道的,出口,2-2,为分析的基准面，则,伯努利方程可写为：,其中，,Z,2,=0,，,P,2,=Pa,，整理得：,2）真空吸气理论,28,由于是稳定流动，根据连续流动定律，有：,F,1,V,1,=F,2,V,2,，,F,1,=F,2,，,V,1,=V,2,则,因为,Z,1,远远大于,h,1-2,，所以，（,P,2,-P,1,）,/0,，,P,2,P,1,，,P,2,=P,a,，,P,a,P,1,。,因此，真空吸气理论的分析可以得出结论：在直浇道中有真空度存在，流体经过浇注系统时要吸入气体。,铸造浇注系统设计培训讲义课件,29,带底坎时，侧向浇注时金属液可能绕过底坎从另一侧进入直浇道形成水平涡流。,m孔包孔的消耗系数，取0.,吸动作用的范围,内浇道薄于铸件的壁厚，在去除浇道时不易损害铸件；,在池形浇口杯中增设隔板和在浇口杯出口处又有底坎，就能把浇包落入浇口杯中流股的紊乱搅拌作用限制在浇注区范围内，且能急剧改变流股方向，形成使轻质点杂质上浮的流向。,GI 浇入型内的金属液总重量（kg）；,浇注时间对铸件质量有重要影响，应考虑铸件结构、合金和铸型等方面选择浇注速度。,使液态合金以最短的距离，最合适的时间充满型腔，有足够的压力头，并保证金属液面在型腔内有必要的上升速度等，以确保铸件的质量；,qm钢液流量（kg/s）；,则：v2v1,可使P2v,1,可使,P,2,P,1,，,流体呈正压流动；,上大下小的锥形，有利于在直浇道中呈正压流动，能防止吸气或非充满状态而带气。,直浇道的形状上大下小的锥形即设计锥度2）直浇道的形状则：,32,3,、蛇形直浇道则使,h,1-2,增大，保证,P,2,S直S内。,轻合金铸件常用S内比S阻大得多的开放式浇注系统。,及表7-20初步确定浇注时间。,化学性质活泼、易氧化、吸附气体。,5、转包浇注时的浇注系统,末端呈坡形可防止金属液流到末端时出现折返现象。,应用：主要应用于不易氧化的各种铸铁件。,结构漏斗口的直径应该比直浇道大一倍以上。,S杯S直 S横S阻 S横后 S直S内。,上大下小的锥形，有利于在直浇道中呈正压流动，能防止吸气或非充满状态而带气。,内浇道在铸件上的位置和数目应服从所选定的凝固顺序或补缩方法。,使用底注包浇注时，应采用开放式浇注系统，要满足S直S横S内的条件,生产中采用图表法确定浇注系统尺寸，使用直观、方便。,容易充满，可减少薄壁件浇不到、冷隔方面的缺陷,横浇道起挡渣作用的条件,储留最初浇入的含气和渣污的低温金属液并档渣,1,、横浇道应成充满流态，即满足充满的条件,应注意，内浇道截面积比横浇道或直浇道大，横浇道不一定呈非充满流态。因为横浇道至型腔的一段有流动阻力，内浇道相对横浇道的位置对横浇道的充满条件也有影响。此外，一旦内浇道被型腔内的金属液所淹没，横浇道就被充满。,2,、流速应尽可能低,要在横浇道内捕获很小的渣团，需要很低的流速，很大的横浇道面积。实践中，常把横浇道扩大，做高，如,S,横,/S,内,=2-4,，但横浇道太大会浪费金属。,横浇道起挡渣作用的条件,3,、液流的湍流搅拌作用要尽量小,4,、应使夹杂物有足够时间上浮到金属液顶面，横浇道的顶面应高出内浇道吸动区一定距离，末端应加长,以铸件浇注位置为基准，内浇道开设在铸件的顶部，称为顶注式浇注,51,2,）有正确的横浇道末端延长段，末端呈坡形可防止金属液流到末端时出现折返现象。为防止聚集在末端的渣滓回游，应在末端设置集渣包。,横浇道起挡渣作用的条件,3,、内浇道的位置关系要正确,1,）内浇道距离直浇道应足够远，使渣团有条件浮起到超过内浇道的吸动区。,3,）封闭式浇注系统的横浇道应高而窄，一般取高度为宽度的,2,倍。内浇道宜扁而薄，以降低其吸动区。,2）有正确的横浇道末端延长段，末端呈坡形可防止金属液流到末端,52,对于封闭式浇注系统内浇道应在横浇道底部，内浇道和横浇道的底面最好在同一平面上，否则浇注之初内浇道不能很好地保持空位而过早地起作用。,4,）、,内浇道与横浇道的连接方式,错误 正确 正确,对于封闭式浇注系统内浇道应在横浇道底部，内,53,4,）、,内浇道与横浇道的连接方式,对于开放式浇注系统，内浇道开在横浇道顶部，内浇道的顶面不能和横浇道顶面在同一平面上，而要置于横浇道的顶上，以防止整个（或大部分）浇注期中，当横浇道还还未充满时杂质就进入内浇道而不滞留在横浇道顶部。,错误 正确,4）、内浇道与横浇道的连接方式 对于开放式浇注系统，内,54,阶梯式浇注系统的计算方法和步骤如下：,4、直浇道尽量设在横、内浇道的对称中心处，以使金属液流程最短，流量分布均匀。,阻流（最小）截面积的计算。,（2）浇注时间和液面上升速度,壁厚40mm以及所有水平位置浇注的平板铸件,二、用浇注比速计算浇注系统的尺寸,则：v2v1,可使P2S阻 S横后 S横S内,实际情况液态金属有粘度，流动阻力有较大的影响。,S直S横S内=1:2.5:2.5时仍呈正压充满状态。,同理得直浇道的充满条件,74,第二节 浇注系统的基本类型及选择,1,、浇注系统的分类,浇注系统常用的分类：,根据各组元断面比例关系的不同：,封闭式、开放式,按内浇道在铸件上的相对位置不同：,顶注式、中间注入式、底注式、阶梯式,第二节 浇注系统的基本类型及选择1、浇注系统的分类浇注系统常,75,二、封闭、开放式浇注系统,封闭式浇注系统,阻流在一个浇注系统中截面积最小的浇道,S,内,S,横,S,直,，例如,1:1.2:1.5,封闭式浇注系统可理解为正常浇注条件下，所有组元能被金属液充满的浇注系统，也称为充满式浇注系统。（因全部截面上的金属液压力均高于型壁气体压力，故是有压或正压系统）。,优点：,阻渣效果好、防止卷气、消耗金属少、清理方便。,缺点：,进入型腔的金属液流速度高，易产生喷溅和冲砂，使金属氧化，使型内金属液发生扰动、涡流和不平静。,应用：,主要应用于不易氧化的各种铸铁件。对于容易氧化的轻合金铸件、采用漏包浇注的铸钢件和高大的铸铁件，均不宜使用。,二、封闭、开放式浇注系统封闭式浇注系统,76,开放式浇注系统,S,内,S,横,S,直；例如,1.5:1.2:1,在正常浇注条件下，金属液不能充满所有组元的浇注系统，又称为非充满式或非压力式浇注系统。在金属液流未能充满的部位存在着等大气压力的自由表面。,完全开放式浇注系统在内浇道被淹没之前，各组元均呈非充满流态，几乎不能阻渣而且会带入大量气体。因此，使用转包浇注的铸铁件上不宜应用这种浇注系统。,主要优点：进入型腔时金属液流速度小，充型平稳，冲刷力小，金属氧化轻。主要缺点：阻渣效果稍差，,带入气体,，金属消耗略多。,应用,：,轻合金铸件、球铁件等。漏包浇注的铸钢件也宜采用开放式浇注系统，但直浇道不能呈充满态，以防钢水外溢，造成事故。,开放式浇注系统应用：轻合金铸件、球铁件等。漏包浇注的铸钢件也,77,3,半封闭式浇注系统,这种浇注系统的特点是,S,横,S,直,S,内,。即阻流截面是内浇道，横浇道截面积最大，直浇道一般是上大下小的锥形，浇注时，直浇道很快充满，而横浇道充满较晚，故可降低内浇道的流速，使浇注初期充型平稳，对铸型的冲击比封闭式的小；在横浇道充满后，因其中的金属液流速较慢，所以挡渣比开放式的好，但浇注初期在横浇道充满前，挡渣效果较差。,适用于各类铸铁件，尤其球墨铸铁件及表面干型,生产上常常使用介于这两者之间的半封闭式和封闭开放式浇注系统；,3半封闭式浇注系统 这种浇注系统的特点是S横,78,4,、封闭,开放式式浇注系统,特点：控制流量的阻流断面位于直浇道下端，或在横浇道中，或者在集渣包出口处等,，,故浇注系统各组元的断面比例相应的存在以下关系,S,杯,S,直,S,横,S,直,S,集渣包出口,S,横后,S,阻,S,横后,S,阻,S,内,S直 S横S直 S横v1,可使P2P1，,横浇道起挡渣作用的条件,1 充填下半型时间,qm钢液流量（kg/s）；,（四）阶梯式浇注系统,优点,金属液首先由最底层内浇道充型，随着型内液面上升，自下而上顺序地流经各层内浇道，因而充型平稳，避免因压头过高或流股从高处落下冲击型底，造成严重的喷射和激溅，且型腔内气体容易排出；,充型后，上部金属液温度高于下部，有利于实现自下而上的顺序凝固和冒口的补缩，铸件组织致密；,易避免缩孔、缩松、冷隔及浇不足等缺陷；,利用多内浇道，内浇道分散，可减轻内浇道附近的局部过热现象。,d 横浇道内金属的流速越低，可能阻流的渣团也越小。（四）阶梯,97,（四）阶梯式浇注系统,缺点,造型复杂；,要求正确的计算和结构设计。否则，容易出现上下各层内浇道同时进入金属液的“乱浇”现象，或底层进入金属液过多，形成下部温度高的不理想温度分布。,分型面较多；,多用于高度较高、型腔较复杂、收缩率较大或品质要求较高的铸件。,（四）阶梯式浇注系统缺点造型复杂；要求正确的计算和结构设计。,98,（五）垂直缝隙式浇注系统,以片状内浇道与铸件的整个高度相连接的一种特殊浇注系统,主要用于重要的铝合金铸件,（五）垂直缝隙式浇注系统 以片状内浇道与铸件,99,对于重、大型铸件，特别是重要铸件，采用一种形式的浇注系统往往不能满足要求，可根据铸件情况同时采用两种或更多形式的复合式浇注系统,对于重、大型铸件，特别是重要铸件，采用一种形式的浇,100,第,3,节 计算阻流截面的水利学公式,1,、奥赞,(Osann),公式,阻流（最小）截面积的计算,。,阻流（最小）组元指,浇注系统中,最小截面积的浇道，一般为内浇道，即,101,第3节 计算阻流截面的水利学公式1、奥赞(Osann),h,r,金属液流经浇注系统时压头损失总和,H,0,阻流以上金属液的总压头,S,i,测定,i,时指定的某处截面积,v,阻流处金属液的流速,g,重力加速度,i,局部阻力系数,S,阻,阻流截面积。,102,hr金属液流经浇注系统时压头损失总和102,充填下半型时,S,阻,的计算,充填下半型腔时，通过阻流截面的金属质量和浇注时间有如下关系,式中：,m,下,阻流以下铸件质量,金属液密度,1,充填下半型时间,流量系数，它代表实际金属液的流量与理想流体流量之比值。,充填下半型时S阻的计算式中：m下 阻流以下铸件质量,103,充填上半型时的计算,充填上半型时，阻流处流速随充型压头而变化,最大流速,最小流速,在上半型充填时间,2,内，存在着瞬间,，对应压头为,h,平均时，阻流处流速为：,充填上半型时，通过阻流的金属质量和充填时间之间应有如下关系：,充填上半型时的计算在上半型充填时间2内，存在着瞬间，对,104,得到,奥赞公式,将两个计算 的公式合并为一个通式，即奥赞公式,式中m 流经阻流的金属总质量,充填型腔的总时间,充填全部型腔时，浇注系统阻流截面的流量系数,Hp 充填型腔时的平均计算压头,得到,105,平均计算压力头,式中：,H,p,平均计算压头,H,o,阻流截面以上的金属压力头,P,阻流截面重心以上的型腔高度,C,铸件（型腔）的总高度,注意,a,该公式适用于封闭式浇注系统,b,推导,H,o,时引入两个假定条件，与实际情况有差距。,c,应用伯努力方程时，忽略了浇包嘴到浇口杯之间下落动能的影响。,平均计算压力头式中：Hp 平均计算压头,106,二、浇注时间（速度）,1、浇注速度,浇注时间对铸件质量有重要影响，应考虑铸件结构、合金和铸型等方面选择浇注速度。,快浇,优点金属温度和流动性降低幅度小；减小皮下气孔；,对上表面热作用时间短，可减小夹砂结疤缺陷；有利于石墨铸铁充分利用石墨化膨胀，防止缩孔、缩松缺陷。,缺点对型壁冲击大，容易造成胀砂、冲砂、抬型等缺陷；浇注系统的重量稍大，工艺出品率低。,应用：薄壁（或上部有薄壁铸件）；具有大平面铸件；,表皮易形成氧化膜的铸件；底注式浇注系统，顶,部有冒口；中大型灰铸铁、球墨铸铁件。,二、浇注时间（速度）应用：薄壁（或上部有薄壁铸件）；具有大,107,慢浇,优点对型壁冲刷作用轻，可防止胀砂、抬型、冲砂等缺陷；,有利于型（芯）内气体排出；,对收缩率大的合金采用顶注法或内浇道通过冒口时，,有利于减小冒口的尺寸,减少浇注系统金属消耗量,缺点对上表面烘烤时间长，易产生夹砂类缺陷；,金属液温度、流动性降低幅度浇大、易浇不足、冷隔；,降低流水线生产率。,应用有高的砂胎或吊砂的湿型；,型内砂芯多、砂芯大而砂芯小或排气困难；,顶注法浇注体收缩大的合金铸件,慢浇,108,2,、合适的浇注时间,浇注时间的确定主要考虑：壁厚、铸件重量、型砂种类、合金种类、注入方式等。,表,7-5,图,7-39,2、合适的浇注时间表7-5 图7-39,109,工艺因素 浇不足、冷隔；夹砂类缺陷；气体的溢出；金属液的氧化；,型内金属液面的上升速度，计算公式,式中：,C,铸件（或某段）的高度,铸件（或某段）的浇注时间。,满足的条件,：,浇注时间应满足：,三、,确定浇注时间时的金属液上升速度因素,工艺因素 浇不足、冷隔；夹砂类缺陷；气体的溢出；金属液的氧化,110,金属液上升速度的核算和确定,铸钢件：,见表,7-7,，只核算最小上升速度。,铸铁件：,见表,7-6,，只核算最小上升速度,表,7-6,表,7-7,金属液上升速度的核算和确定铸钢件：见表7-7，只核算最小上升,111,式中 R型腔的水利学半径。,Re型型腔内允许的金属液雷诺数，用实验法确定,v合金液的运动粘度。,易氧化的轻合金铸件，限制最大上升速度，以免高度湍流造成大量的氧化物夹杂，最大上升速度,所确定的浇注时间，必须满足最大和最小上升速度要求，才可作为适用的浇注时间,式中 R型腔的水利学半径。易氧化的轻合金铸件，限制最大上,112,4.,流量系数的确定,浇注系统的流量系数是指阻流断面的流量系数。若阻流断面不设在内浇道，则内浇道的流量系数比浇注系统的流量系数值要小。,流量系数与浇注系统各部分阻力及型腔内的流动阻力大小有关。流量系数与浇注系统的形状、尺寸、结构和铸型的性质及合金种类、流速等有关。,流量系数的确定方法：,重要铸件或大量生产的铸件,实验测定,一般铸件,经验数据,4.流量系数的确定,113,铸造浇注系统设计培训讲义课件,114,影响流量系数,值的因素及修正值,影响流量系数值的因素及修正值,115,选择浇注系统类型,确定内浇道在铸件上的位置、数目和金属引入方向,决定直浇道的位置和高度（压力角）,计算浇注时间并核算金属上升速度,计算阻流截面积,S,阻,确定浇口比并计算各组元截面积,绘出浇注系统图形,浇注系统的计算步骤,第,4,节 铸铁件浇注系统设计与计算,选择浇注系统类型浇注系统的计算步骤第4节 铸铁件浇注系,116,浇注系统阻流截面的计算,1.,阻流组元（或内浇道）截面积的计算,m,包括浇冒口在内的金属总重量,(kg),，,可以通过估算、计算、称重等方式获得，,浇冒口的重量按铸件重量的比例求出，见表,表,浇冒口重量占铸件重量的比例,铸件重量,/,大量生产,成批生产,单件、小批生产,1000,10%15%,10%20%,浇注系统阻流截面的计算 m 包括浇冒口在内的金属总重量(,117,值得确定,铸钢件、铸铁件根据表,7-8,、,7-10,，考虑各种因素，可采用表,7-10,进行修订。,值得确定,118,国内手册中提供的浇注时间计算公式为：,1,）对重量小于,450,公斤、壁厚,2.5-15mm,、形状复杂的薄壁铸铁件,式中，,-,为浇注时间；,m-,为型内金属总重量，,kg,；,S,为系数，取决于铸件的壁厚,铸件壁厚,(mm),2.53.5,3.58.0,8.015,系数,S,1.63,1.85,2.2,(2),浇注时间,值的确定,影响浇注时间的因素有：合金的种类、浇注温度、浇注系统的类型、铸件结构和铸型的种类等,浇注时间实际是根据经验图表和经验公式来计算的,国内手册中提供的浇注时间计算公式为：铸件壁厚(mm)2.,119,式中,t,浇注时间（,s,）；,G,I,浇入型内的金属液总重量（,kg,）；,铸件的平均壁厚（,mm,），对于圆形或正方形的铸,件，,取其直径或边长的一半；,k,系数。对灰铸铁取,2.0,，需快浇时（如：铁液温度,低，含硫较高，含碳量,3.3%,，底注或有冷铁,等），可取,1.7,。对铸钢可取,1.31.5,。,2),对于重量小于,1000,公斤的大、中型铸铁件,表铸铁件,k,值的选择,铸件种类,或工艺要求,大型复杂铸件高应力及大型球铁件,防止侵入气孔,和呛火,一般铸件,厚壁小件、球铁小件防止缩孔缩松,k,值,0.7,1.0,1.0,1.3,1.7,2.0,3.0,4.0,式中 t浇注时间（s）；2)对于重量小于1000公,120,表,型内铁液液面允许的最小上升速度,铸件壁厚,/mm,壁厚,40mm,以及所有水平位置浇注的平板铸件,1140,410,40,121,如果低于允许的最小液面上升速度时，就要强行缩短浇注时间或调整铸件的浇注位置，使上升速度达到或高于最小液面上升速度值,如果低于允许的最小液面上升速度时，就要强行缩短浇注时间,122,对于封闭式浇注系统，在不同注入位置时公式有以下形式：,顶注式,P,0,，则,底注式,P,C,，则,中间注入式,则，,（,3,）平均静压头,H,P,的确定,对于封闭式浇注系统，在不同注入位置时公式有以,123,式中,H,m,最小剩余压力头,L,1,自直浇道中心线到铸件最高、最远点的水平距离,a,保险压力角，,直浇道的剩余压力角应大于,表,7-14,（,4,）最小剩余压头,H,m,的确定,浇注铸型的最小剩余压头,H,m,保证铸型充满，获得结构完整的铸件，铸件最高点到浇口杯液面高度必须有一个最小剩余压头。,计算公式,式中 Hm 最小剩余压力头（4）最小剩余压头 Hm的,124,表,7-14,表7-14,125,2.,浇注系统其他各组元的截面积,求得阻流组元的截面积后，根据合金和铸件的特点，参照,表,选定浇注系统各组元比例关系的类型，确定其比例值，即可得出其他组元的截面积，然后再按选定的形状确定尺寸。,2.浇注系统其他各组元的截面积,126,类型,F,内：,F,横：,F,直,应用范围及说明,封,闭,式,1:1.5:2,1:1.2:1.4,1:1.1:1.15,1:1.06:1.11,大型灰铸铁件,中、大型灰铸铁件,中、小型灰铸铁件,薄壁灰铸铁件,1:1.2;1.4,一般球墨铸铁件,1:1.1:1.5,1:1.3,可锻铸铁件,可锻铸铁件（横浇道直接联接侧冒口）,1:,（,1.1,1.3,）,:,（,1.2,1.6,）,1:1.1,铸钢件（转包浇注）,铸钢件（底包浇注）,半,封,闭,式,1:1.4:1.2,1:1.5:1.1,1:,（,1.3,1.5,）,:,（,1.1,1.2,）,重型机械铸铁件,铸铁件表面干型,中、小型铸铁件,0.8:,（,1.2,1.5,）,:1,球墨铸铁薄壁小件,1:,（,1.5,2.0,）,:1.2,锡青铜阀体，内浇道处设有暗冒口,开,放,式,（,1.5,4,）,:,（,2,4,）,:1,球墨铸铁薄壁铸件,（,1.2,3,）,:,（,1.2,2,）,:1,注,复杂的中、大型锡青铜件，内浇道处不设暗冒口,（,1,。,5,2,）：,1.2:1,注,（,3,10,）：,1.2:1,中、大型无锡青铜及黄铜件,复杂的大型无锡青铜及黄铜件,（,2,4,）,:,（,2,3,）,:1,（,1,1.5,）,:,（,1.5,3,）,:1,大、中型铝合金件,小型铝合金件,浇注系统各组元比例关系,类型F内：F横：F直应用范围及说明封1:1.5:2大型灰,127,一般内浇道（阻流组元）的最小截面积为,0.4,0.5cm,直浇道的直径一般在,15,100mm,范围内,砂型铸造中,树脂砂型浇注系统总截面积比粘土砂型大,50,左右,当采用封闭式浇注系统时，浇道截面比例可取,S,内：,S,横：,S,直,1:1.25:1.25,直浇道后如设过滤网，则网孔截面积,S,滤的比值取,0.9,一般内浇道（阻流组元）的最小截面积为0.40.5cm 直浇,128,二、用浇注比速计算浇注系统的尺寸,对封闭式浇注系统，浇注比速,单位时间内通过单位阻流断面积的金属液，其阻流断面积计算式为,式中,t,浇注时间（,s,）；,m,浇经阻流断面的金属液总重量（,kg,）；,L,金属流动系数。对灰铸铁取,1.0,K,浇注比速，主要取决于铸件的相对密度,Kv,，且,Kv=m/V,，,V,铸件轮廓体积，参见图,7-41.,平板壁厚,10,10-15,15-25,25-30,浇注比速,0.6,0.7,0.8,0.9,K,与壁厚的关系,二、用浇注比速计算浇注系统的尺寸 对封闭式浇注,129,铸件壁厚,40,S,1.0,1.3,1.5,1.7,s,与壁厚的关系,浇注时间用经验公式确定,m,浇经阻流断面的金属液总重量（,kg,）；,S,系数，取决于壁厚,铸件壁厚40S1.01.31.,130,三、用图表法确定浇注系统尺寸,生产中采用图表法确定浇注系统尺寸，使用直观、方便。,1,、索伯列夫图表,适用于一般大、中型铸铁件的湿型铸造，用于干型时，可将查到的阻流断面面积减少,15%-20%,。,三、用图表法确定浇注系统尺寸 生产中采用图,131,索别列夫图表使用方法,由铸件重量坐标向上引直线交于铸件主要壁厚的斜线，然后向左作水平线与已知平均压力头的斜线相交，再从交点向下引直线进入铸型阻力的框图内，按铸型阻力的大小确定浇注系统的内浇道的断面积，再按比例确定其它组元的断面积。,例如对重量为,1000Kg,，主要壁,厚为,15mm,，平,均压力头为,60cm,的铸件，在铸型,阻力为大、中和,小三种情况，其,内浇道的总断面,积分别为,22.5,、,19.5,和,15cm,2,。,索别列夫图表使用方法,132,2、经验数据确定浇注系统阻流断面积 表717,2、经验数据确定浇注系统阻流断面积 表717,133,第五节 阶梯式浇注系统的计算,计算原理及步骤：先封闭后开放,形式,多直浇道：同一般浇注系统，但要精确计算每层注入量。,其它：（控制组元比例、缓冲直浇道）,实现分层注入的条件,a,各层分直浇道呈非充满状态,b,分直浇道中液态金属自由液面以下的有效压头,应小于两层内浇道之间的距离。,第五节 阶梯式浇注系统的计算计算原理及步骤：先封闭后开放形,134,阶梯式浇注系统的常用结构如图所示。,它以主直浇道下端为阻流,断面（,A-A,），其上的封,闭段由浇口杯和主直浇道,组成，主直浇道以下完全,开放。这样，浇口杯和主,直浇道为充满状态的正压,流动，既有利于浇口杯挡,渣，又能可靠地实现分层,引注，而且造型工作也不,复杂。,阶梯式浇注系统的常用结构如图所示。,135,阶梯式浇注系统的计算方法和步骤如下：,内浇道层数取决于铸件的高度：,600-1400mm,，一般采用两层内浇道；,上层内浇道距顶面、下层内浇道,距底面均为,200-300mm,；,层间距为,600-1200mm,；,实现分层引注的条件：,1,）联接各层内浇道的分配直浇道,中的金属液必须呈非充满状态；,2,）分配直浇道中自由液面以下的,有效压头,h,有效,必须小于相邻两层内浇道之间的距离,H,0,阶梯式浇注系统的计算方法和步骤如下：,136,1、阻流截面的计算,浇注系统的断面就是金属液流的断面。则流经AA断面的金属液流速度v,若铸件低于阻流截面,A-A,，,则充型期间,v,不变，故,由此,1、阻流截面的计算若铸件低于阻流截面A-A，由此,137,若铸件高于AA阻流截面,则,其中，计算平均压头,138,若铸件高于AA阻流截面其中，计算平均压头138,3,、每层内浇道的总截面积,当浇注稳定时，假设通过阻流截面的流量,Q,1,等于,通过低层内浇道的流量,Q2,，故,2,、分配直浇道截面积,分配直浇道截面积等于,1-2,倍阻流截面积,3、每层内浇道的总截面积 2、分配直浇道截面积,139,h,有效,越小，越容易保证,H,0,h,有效,，而不致于出现相邻两层同时进水的情况。但是,h,有效,越小，,F,内（底层）,越大，越容易造成底层过热，影响方向性凝固。,为使铸件上部有较高的温度，,h,有效,=KH,0,，,K=0.25-0.5,因此,:,根据顺序凝固的高低，可选取,F,内（上层）,=,（,1-2,）,F,内（底层）,。,h有效越小，越容易保证H0h有效，而不致于出现相邻两层同时,140,第六节 垂直分型浇注系统的计算,垂直分型无箱造型的特点,造型、浇注、冷却过程分型面呈垂直状态。,一型多铸，底部铸件充型压力比顶部高几倍。,形式,底部开放式,恒压等流量：充满式，以内浇道为阻流，每层铸件内浇道保持充型时的恒压且流量相等，各层型腔同时充满。,一、计算原理,第六节 垂直分型浇注系统的计算垂直分型无箱造型的特点一、计算,141,计算,每个铸件内浇道的截面积,式中一个铸件的质量,充填一个型腔的时间,Hp 每个铸件的平均计算压头，简化处,理，可用浇口杯上液面到内浇道中,心的距离H0代替。,诺谟图的用法由上式计算。,计算,142,铸造浇注系统设计培训讲义课件,143,2、设计要点,保持以内浇道为阻流的强封闭式浇注系统,严格控制浇注时间。如表718,小的薄壁件可以浇注系统做冒口进行补缩。,144,2、设计要点 144,铸造浇注系统设计培训讲义课件,145,铸钢件浇注系统的特点,熔点高，浇注温度高，钢液对砂型的热作用大，且冷速大，钢液流动性差，因此要求用较短的试件以较高的流速浇注。,第七节 其它合金铸件浇注系统的特点,易氧化，应避免流股分散、激溅和涡流，保证钢液平稳地充满砂型,体收缩大，易产生缩孔、缩松，需按顺序凝固的原则设计浇注系统，并用冒口补缩,线收缩大，收缩时内应力大，产生热裂，变形的倾向也大，顾浇冒口设计应尽量减少对铸件收缩的阻碍。,1,、铸钢件浇注系统,铸钢件浇注系统的特点 熔点高，浇注温度高，钢液对砂型的热作,146,2,、铸钢件浇注系统的设计原则,内浇道的位置应尽量缩短钢液在铸型内流动的路程，以避免铸件产生冷隔等缺陷,形状复杂的薄壁铸件的内浇道的设计，应避免钢液直接冲击型壁或砂芯,内浇道应避免开在芯头边界及靠近内冷铁、外冷铁、芯撑的地方。,需要补缩的铸件，内浇道应促使其顺序凝固,圆筒形铸件的内浇道应沿切线方向开设，使钢液在型内旋转，以利于钢液内的夹杂物浮进冒口,高大件则宜采用阶梯式浇注系统，为防止钢液过早从上层内浇道进入型腔，可使上层内浇道倾斜,保证钢液平稳注入铸型，避免钢液流互相碰击或乱流,2、铸钢件浇注系统的设计原则内浇道的位置应尽量缩短钢液在铸型,147,浇注特点,倾转包挡渣效果差，用于流水线生产。,底注浇包俗称漏包。浇注系统必须是开放式。为浇注不同质量的铸件，可采用不同容量的浇包、不同包孔直径或采用塞杆阻流。,浇注系统结构简单、截面积大，充型快而平稳，流股集中，有利于顺序凝固，不阻碍铸件收缩。,3,、铸钢件浇注系统的形式,浇注特点3、铸钢件浇注系统的形式,148,4、底注包浇注系统,（1）选择浇包容量及包孔直径,浇包容量总容量大于铸型内金属需要量。大于30T的浇包可设两个包孔。,包孔直径按照平均浇注速度。如表719,4、底注包浇注系统,149,2),确定包孔直径,表,3-12,钢液流量,q,m,值,包孔直径,d/mm,30,35,40,45,50,55,60,70,80,钢液流量,/,（,kgs,-1,）,10,20,29,42,55,72,90,120,150,式中,S,孔,包孔截面积,(cm,2,),；,q,m,钢液流量（,kg/s,）；,m,孔,包孔的消耗系数，取,0.89,；,r,钢液密度为,0.0071kg/cm,3,；,g,重力加速度，,980cm/s,；,H,钢液在包中的高度（,cm,）。,按钢液流量,q,m,值及钢液液面高度,H,可求出包孔直径,d,孔,2)确定包孔直径 表3-12 钢液流量qm值包孔直径d,150,表,铸钢件浇注时间计算公式中的,K,值,浇注质量,50kg,500kg,1,10t,复杂形状,0.5,0.6,0.8,简单形状,0.75,0.9,1.2,浇注时间：按公式：,及表,7-20,初步确定浇注时间。,（,2,）浇注时间和液面上升速度,浇注时间：,表 铸钢件浇注时间计算公式中的K值浇注质量50kg500kg,151,上一步中所求浇注时间是否合适，可用浇注时钢液在铸型型腔内的上升速度的验算,液面上升速度是否合适是获得优质铸件的重要因素之一，若验算结果数值小于表,7-21,中最小上升速度，就需调整浇注时间，改变平均浇注速度和包孔直径、增加包孔数量，采用两个浇包浇注和改变铸件浇注位置等工艺措施。,表,钢液在铸型中的上升速度,铸件质量,/t,5,5,15,15,35,35,55,55,160,铸件的结构特点,-,复杂,简单,复杂,一般,实体,复杂,一般,实体,复杂,一般,实体,上升速度,v(,不小于）,/,（,mm.s-1,）,25,20,10,15,12,8,12,9,6,10,7,4,上一步中所求浇注时间是否合适，可用浇注时钢液在铸型型腔内的上,152,（,3,）确定浇注系统各组元截面积,使用底注包浇注时，应采用开放式浇注系统，要满足,S,直,S,横,S,内,的条件,各组元截面积比例关系：,S,孔,:S,直,:S,横,:S,内,1:(1.8,2.0):(1.8,2.8):2.0-2.5,当使用耐火砖管时，可采用,S,直,S,横,S,内,根据包孔直径从表,7-22,、,7-23,、,7-24,中查出浇注系统,各组元断面的尺寸,（3）确定浇注系统各组元截面积 使用底注包浇注时，应采用开放,153,（,4,）补浇冒口的专用通道,大型铸钢件经常在冒口上设置补浇冒口的专用通道，以增加冒口补缩效率，减小冒口体积。专用浇道设置的高度要高于补浇前冒口内钢液的液面。,若一个铸件要求多次补浇，专用浇道要相应的沿冒口高度设置。,若一个铸件有多个冒口，为保证补浇时型腔内钢液不晃动，应将专用浇道连通，以便通过一个专用浇道就可同时向几个冒口内补浇钢液。,底注包浇注应用：只要知道底注包的内尺寸、出钢的吨位和渣量即可计算并描绘出底注包的浇注工艺特性曲线，确定,q,、,、,h,、,m,的对应关系。从而根据工艺尺寸来确定工艺参数。,（4）补浇冒口的专用通道 大型铸钢件经常在冒口,154,5,、转包浇注时的浇注系统,大量或批量生产的小型铸钢件，常采用机器造型，并用转包浇注，因此浇注系统必须有较好的挡渣能力，故采取半封闭式的浇注系统，内浇道的总断面积可按下式计算,式中,t,浇注时间（,s,）；,C,为系数，见表,7-25,m,浇经阻流断面的金属液总重量（,kg,）；,L,金属流动系数。对灰铸铁取,1.0,，高锰钢,0.8,，,K,浇注比速，,K,、,C,均由铸件的相对密度,Kv=m/V,确定,，,V,铸件轮廓体积，见表,7-25,5、转包浇注时的浇注系统 大量或批量生产的小型铸,155,浇注系统各组元截面积比例关系如下,根据浇经阻流断面的金属液总重量,m,和铸件相对密度查表,7-26,可得内浇道的总断面积，确定浇道尺寸。,浇注系统各组元截面积比例关系如下 根据浇经阻,156,轻合金的特点及其对浇注系统的要求,特点密度小、熔点低。不易产生夹砂类缺陷。,容积热容量小而导热率大。降温快，宜快浇。,化学性质活泼、易氧化、吸附气体。氧化物密度大。,常见铸造缺陷渣眼、浇不足、气孔、缩松、裂纹、变形等。,对浇注系统的要求流动平稳，不产生涡流、喷溅。适宜开放式低注浇注系统。,常用垂直缝隙式或带缝隙的低注式浇注系统（如图）。,二、轻合金铸件的浇注系统,轻合金的特点及其对浇注系统的要求二、轻合金铸件的浇注系统,157,铸造浇注系统设计培训讲义课件,158,浇口比,小于20kg铸件,2050kg铸件,大于50kg铸件,设计原则,容许最小紊流程度为依据的阻流计算法。,a 根据实验确定轻合金充型时的最大允许雷诺数，如表3416。,浇口比,159,b,根据雷诺数确定流入型腔的金属流量,Q,由 得,流量,c,计算阻流断面积,由,得,d,根据选取的浇口比，计算其它组元的截面积。,e,核算各组元的金属流速。,b 根据雷诺数确定流入型腔的金属流量Q,160,1,、铝合金铸件浇注系统特点,要求铝合金的浇注系统充型平稳，无涡流，充型时间短，挡渣能力强，并有利于补缩,高度,10,不,重要的小铸件可采用顶注式,一般都采用底注开放式或垂直缝隙式浇注系统,铝合金的特点是导热率大，流动过程中降温快,易氧化吸气，且氧化膜的密度与铝液相近，若混入铝液中就难以上浮,凝固收缩大，易产生缩孔、缩松,1、铝合金铸件浇注系统特点要求铝合金的浇注系统充型平稳，无涡,161,铸造生产中常用的铜合金是铝青铜、锡青铜和黄铜。,铝青铜结晶温度范围窄，易产生集中缩孔；氧化性强，合金液面易产生氧化膜，铸件夹渣缺陷较多。多采用底注开放式浇注系统，并常配设滤渣网和集渣包。,浇道位置应有利于冒口补缩或使浇道通过冒口注入,长套筒铸件可使用顶铸式雨淋浇道,短小圆筒、圆盘及轴瓦类铸件可采用压边浇道,复杂件，可采用带过滤网或集渣包的浇注系统,2,、铜合金铸件浇注系统特点,黄铜：按顺序凝固的原则设计浇注系统。,锡青铜、磷青铜与铝青铜相反，其结晶温度范围宽，易产生缩松缺陷，氧化不强烈,铸造生产中常用的铜合金是铝青铜、锡青铜和黄铜。长套筒铸件可使,162,浇注系统计算实例,Y381型滚齿机的支架，是带动滚刀刀架上下移动和支撑齿轮轴(传递动力给主轴的轴)的灰铸铁件，材质HT150，加工精度要求较高，铸件重量350N，轮廓尺寸为460369160mm，手工造型，干型干芯，转包浇注。铸件的浇注位置和分型面如图。铸件除顶面直径为100mm凸台处的壁较厚外（30mm），主要壁厚为1215mm，有7个砂芯，属于形状复杂的薄壁小件,浇注系统计算实例Y381型滚齿机的支架，是带动滚刀刀架上下移,163,通过阻流断面的铁水重量,G,。铸件重为,350N,，压边冒口,10N,，故,G=360N,。,浇注时间,t,。,通过阻流断面的铁水重量G。铸件重为350N，压边冒口10N，,164,流量系数。选择中型、中等阻力0.48。,因有明冒口，减少了型腔内的气体压力，+0.1。,因直浇道和横浇道的断面积弊内浇道断面积大很多，阻力损失减小，+0.2；,因有两个内浇道，阻力增大，0.05,确定平均压头Hp。,其中,流量系数。选择中型、中等阻力0.48。,165,半封闭式浇注系统各组元的断面比可取为,薄壁复杂铸件还需验算型腔内铁水液面上升速度。核实之后合适。,半封闭式浇注系统各组元的断面比可取为,166,核算最小剩余压力头。,HM=330164mm=166mm。,经过核实，可以得到轮廓清晰完整的铸件,核算最小剩余压力头。,167,生产厂的内浇道截面积为,2.4cm,2,.,由于砂箱面积的限制，直浇道中心线和内浇道之间之间的距离仅,160mm,，固加大横浇道的断面积用以降低液流流速，减轻对铸型和型芯的冲刷，并有利于挡渣，虽然多消耗些金属，但铸件质量得到了保证。,生产厂的内浇道截面积为2.4cm2.,168,例题、离心泵体铸造工艺设计,铸件材料 HT200,质 量 32.5kg,生产方法 砂型铸造,生产批量 小批量生产,轮廓尺寸 长，宽，高410mm，390mm，110mm；壁厚范围1318mm；,技术要求 无缩孔缩松缺,例题、离心泵体铸造工艺设计,169,1.浇注系统类型的选择,顶雨淋式浇注系统(S内S横S直=1:1.5:1.2),湿型三箱造型；三个砂芯，下箱砂胎；五个内浇道；,优点适合薄壁回转体铸件，充型较平稳。,缺点造型工艺复杂。多位置出现缩孔缺陷；工艺出品率低；,压边式浇注系统(S内S横S直=1:2:1.2),湿型两箱造型；三个砂芯，下箱砂胎；一个内浇道；,优点造型工艺简单；无缩孔缺陷；工艺出品率高,缺点充型不平稳；,例题、,离心泵体铸造工艺设计,1.浇注系统类型的选择例题、离心泵体铸造工艺设计,170,2.内浇道的位置数目引入方向,顶雨淋式,采用顶注式，5个内浇道，金属液由上而下雨淋样进入型腔。,压边式,金属液沿型壁自上而下注入。,3.直浇道的位置和高度,直浇道的位置的确定,直浇道高度的确定,直浇道高度效核压力角,例题、,离心泵体铸造工艺设计,2.内浇道的位置数目引入方向例题、离心泵体铸造工艺设计,171,4.浇注时间的确定,材质HT200；质量32.5Kg,由公式计算浇注时间,浇注时间的效核,5.计算阻流截面面积S阻,6.浇口比和各截面尺寸的确定,通过查铸造工艺手册灰铁、薄壁、复杂、小件、湿型铸造，确定浇口比,从浇口比确定阻流截面为内浇道，通过浇口比确定浇注系统各截面尺寸,实际浇口比,工艺出品率,例题、,离心泵体铸造工艺设计,4.浇注时间的确定例题、离心泵体铸造工艺设计,172,2、设计要点,保持以内浇道为阻流的强封闭式浇注系统,严格控制浇注时间。如表718,小的薄壁件可以浇注系统做冒口进行补缩。,例题：草拟模板布置图，初步确定各层铸件内浇道的金属压力头。,173,2、设计要点 例题：草拟模板布置图，初步确定各层铸件内浇道的,