浇注系统的计算和设计

,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,*,*,浇注系统的计算和设计,1,、浇注系统计算的水力学公式,在浇注系统的类型和引入位置确定以后、就可进一步确定浇注系统,各基本单元的尺寸和结构,。,目前大都采用,水力学近似公式或经验公式计算,出浇注系统的,最小截面积,，再根据铸件的,结构特点,、,几何形状,等确定,浇道比,，确定各单元的尺寸和结构。,计算阻流截面的水力学公式,一、平均静压头,H,P,的计算,传统的解法中假定,:,1),金属液从浇口杯顶液面至流出阻流所作的功，可用 总质量,m,、重力加速度,g,和平均计算压力头,Hp,的连乘积来表示，即等于,mgHp,2),假定铸件（型腔）的横截面积,S,沿高度方向不变,二、浇注时间,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,等方面的特点来选择快浇、慢浇或正常浇注为好,快浇的优点,:,金属的温度和流动性降低幅度小，易充满型腔。减小皮下气孔倾向。充型期间对砂型上表面的热作用时间短，可减少夹砂结疤类缺陷。,对灰铸铁、球墨铸铁件，快浇可以充分利用共晶膨胀消除缩孔缩松缺陷。,快浇的缺点,：对型壁有较大的冲击作用，容易造成涨砂、冲砂、抬箱等缺陷。浇注系统的重量稍大，工艺出品率略低,快浇适用于,：,薄壁的复杂铸件,、,铸型上半部分有薄壁的铸件,，,具有大平面,的铸件，铸件,表皮易生成氧化膜的合金铸件,，采用,底注式浇注系统而铸件顶部又有冒口,的条件下和各种中大型灰铸铁件、球墨铸铁件,慢浇的优点,金属对型壁的冲刷作用轻；可防止涨砂、抬箱、冲砂等缺陷。有利型内、芯内气体的排除。对体收缩大的合金，当采用顶注法或内浇道通过冒口时，慢浇可减小冒口。浇注系统消耗金属少。,慢浇的缺点,浇注期间金属对型腔上表面烘烤时间长，促成夹砂结疤和粘砂类缺陷。金属液温度和流动性降低幅度大，易出现冷隔、浇不到及铸件表皮皱纹。慢浇还常降低造型流水线的生产率。,慢浇法适用于,有高的砂胎或吊砂的湿型,；,型内砂芯多，砂芯大而芯头小或砂芯排气条件差,的情况下；,采用顶注法的体收缩大的合金铸件,。,合适的浇注时间与,铸件结构,、,铸型工艺条件,、,合金种类,及,选用的浇注系统类型,等有关。每种铸件，在已确定的铸造工艺条件下，都对应有,适宜的浇注时间范围,。由于近年来普遍认识到快浇对铸件的益处，因此浇注时间比过去普遍缩短，特别是灰铸铁和球墨铸铁件更是如此。,浇注系统的流量系数通常是指,阻流截面的 流量系数,。,2,、铸铁件浇注系统设计与计算,一、设计步骤,通常在确定铸造方案的基础上设计浇注系统。大致步骤为,1,、选择浇注系统类型,2,、确定内浇道在铸件上的位置、数目和金属引入方向,3,、决定直浇道的位置和高度,4,计算浇注时间并核算金属上升速度,应指出，重要的是核算铸件最大横截面处的型内金属上升速度。当不满足要求时，应缩短浇注时间或改变浇注位置。,5,、计算阻流截面积,S,阻,如果铸件质量很大，则计算铸件质量,m,时，应包括型腔扩大量,由于各种原因引起的增重。增重原因有：,木模壁厚偏差,起模时扩砂量,铸型及砂芯干燥过程中的尺寸变化,合箱偏差及浇注时的涨砂等,6,确定浇口比并计算各组元截面积,7,绘出浇注系统图形,二、阶梯式浇注系统的计算,计算原理及步骤：,1,、阻流面积,S,阻,的计算,若铸件低于,A,A,水平面,若,A,A,水平面低于铸件最高点,2,、分配直浇道截面积,依经验，分配直浇道截面积等于,1,2,倍阻流面积,。,3,、每层内浇道的总截面积,三、垂直分型浇注系统的计算,3,、铸钢件浇注系统的特点,铸钢件浇注系统 特点：,铸钢的特点是,熔点高，流动性差，收缩大，易氧化，而且夹杂物对铸件力学性能影响严重,，多使用,底注浇包,（,bottom pouring ladle,俗称,漏包,、柱塞包），,要求,浇注系统结构简单,、,截面积大,，,使充型快而平稳,，,流股不宜分散,，,有利于铸件的顺序凝固和冒口的补缩,，,不应阻碍铸件的收缩,。,用底注浇包浇注时，浇注系统必须是,开放式,的，直浇道不被充满，保证钢液不会溢出浇道以外。为快速而平稳地充型，对一般中小铸件多用底注式，高大铸件常采用阶梯式浇注系统。,（一）底注包浇注系统的经验计算法,铸钢车间的浇包容量和熔炉吨位一致，一般只有一种或几种容量的浇包和数种直径的包孔。生产中,先确定浇包容量和包孔直径,，,依经验的浇口比确定浇注系统各组元尺寸。,1,、浇包容量及包孔选择,浇包总容量应大于铸型内金属需要量。小浇包只设一个包孔，大于,30t,的浇包可设两个包孔。每个包孔的钢液流量,浇注速度，不仅决定于包孔直径，还与包内钢液深度有关。但实践中为方便起见，给出了包孔直径和平均浇注速度的关系。,2,、浇注时间和液面上升速度,3,、其他组元截面积,以包孔截面积为基准，参照下述浇口比确定浇注系统各组元截面积,S,包孔：,S,直：,S,横：,S,内,1,：（,1.8,2.0,）：（,1.8,2.0,）,:,（,2.0,2.5,）,指出图,51,所示二种横浇道形式的优劣,分析下图所示截面形状内浇道的应用。,