浇注系统设计.ppt

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第三章浇注系统设计,3.1概述,浇注系统：

引导金属液进入和充满型腔的一系列通道。

第三章浇注系统设计,3.1概述,浇注系统：

引导金属液进入和充满型腔的一系列通道。

3.1.1浇注系统的基本组元,浇口杯直浇道直浇道窝横浇道内浇道,广义来讲，浇包、浇注设备、出气孔等也是浇注系统的组成部分。

基本组元的作用：

浇口杯,承接金属液，防止飞溅和溢出，便于浇注；,减轻液流对型腔的冲击；,阻止渣和气进入型腔；,增加充型压头。

基本组元的作用：

直浇道,引导金属液进入下一组元；,提供充型压头。

基本组元的作用：

直浇道窝,改善金属液流动状况，减缓冲击，缩短直横拐弯处的高度紊流区；,改善内浇道的流量分布。

基本组元的作用：

横浇道,向内浇道分配洁净的金属液；,储留最初浇入的低温金属液和渣液；,使金属液平稳流动，阻渣浮气。

基本组元的作用：

内浇道,控制金属液的充型速度和方向；,合理分配金属液；,调解铸件各部位的温度和凝固顺序。

3.1.2浇注系统中液体金属的流动状态,液体的流动可分为层流和紊流两种状态，并可用雷诺数Re来判断。

（流速管路直径/流体运动粘度）,Re临=2300,大于Re临为紊流,小于Re临为层流,对于某些合金，在浇注温度下（高于液相线温度50100）有：

在浇注系统中，即使D很小（如取0.4cm），在保证充型的最低流速下，其雷诺数也大于Re临。

所以：

金属液在浇注系统中的流动为紊流流动。

又由于浇注系统流路回转，使紊流程度加重。

3.1.3对浇注系统的基本要求,金属液流动的速度、方向、压头必须保证在凝固前充满型腔。

否则将产生冷隔、浇不足缺陷。

金属液的流动应均匀平稳，削弱紊流，避免卷入气体、金属氧化、冲刷型壁。

否则将产生砂眼、气孔、铁豆等缺陷。

在充型金属中造成理想的温度分布，控制凝固顺序（顺序凝固或同时凝固）。

否则将产生缩孔、缩松、裂纹等缺陷。

3.1.3对浇注系统的基本要求,使渣液分离，具有阻渣排气作用（阻止渣子进入型腔）。

否则将产夹渣缺陷。

结构和分布要便于造型和清理，节约金属。

2.5.2机械加工余量,机械加工余量按GB/T6414-1999确定。

国家标准GB/T6414-1999中规定，机械加工余量代号为RMA，等级由精到粗分为A、B、C、D、E、F、G、H、J、K10个等级。

3.2浇注系统的分类,分类方法有两种：

按各组元断面比分按内浇道与铸件的相对位置分,3.2.1按组元的断面比例关系分类,对于浇注系统，将各组元的最小截面积分别表示为：

F杯孔、F直、F横、F内,（一般F杯孔=F直上端）,浇注系统中截面积最小部位称为阻流段，其截面积表示为F阻。

3.2.1按组元的断面比例关系分类,封闭式浇注系统（充满式）,F阻=F内,即浇注系统的阻流段为内浇道。

这时，在正常浇注条件下，金属液充满所有组元。

形式：

在这种浇注系统中，浇注时金属液一般是充满状态。

F杯孔F直F横F内,3.2.1按组元的断面比例关系分类,封闭式浇注系统（充满式）,特点：

阻渣效果好，不卷气；,布置紧凑，易清理；,充型速度大，易产生喷溅和冲砂，金属易氧化。

中小型铸铁件,适用：

易氧化金属不能使用,3.2.1按组元的断面比例关系分类,开放式浇注系统（非充满式）,F阻=F直,即浇注系统的阻流段为直浇道。

这时，在正常浇注条件下，金属液不能充满所有组元。

形式：

在这种浇注系统中，浇注时金属液一般是非充满状态。

F杯孔F直F横F内,3.2.1按组元的断面比例关系分类,特点：

阻渣效果差，易卷气；,充型平稳，金属氧化轻。

有色件、球铁件,适用：

开放式浇注系统（非充满式）,漏包浇注的铸钢件,3.2.1按组元的断面比例关系分类,半封闭式浇注系统,F阻=F内,浇注系统的阻流段为内浇道，但横浇道截面积最大。

形式：

在这种浇注系统中，浇注时金属液是先开放，后封闭，一般为充满状态。

F直F内（F直F内）,3.2.1按组元的断面比例关系分类,特点：

具有一定阻渣效果；,充型比较平稳。

各类灰口和球墨铸铁件,适用：

半封闭式浇注系统,3.2.1按组元的断面比例关系分类,封闭开放式浇注系统,F阻=F横,浇注系统的阻流段为横浇道或横浇道上设置的阻流装置。

形式：

在这种浇注系统中，浇注时金属液是先封闭后开放。

F杯孔F直F横F内,3.2.1按组元的断面比例关系分类,特点：

阻渣效果好，充型平稳；,各类中小型铸铁件，广泛应用。

适用：

封闭开放式浇注系统,3.2.2按内浇道在铸件上的位置分类,顶注式浇注系统,内浇道位于铸件顶部。

特点：

易于充满型腔，利于顶冒口补缩；,不易氧化合金,适用：

结构简单，易于清理；,高度较小的铸件,3.2.2按内浇道在铸件上的位置分类,底注式浇注系统,内浇道位于铸件底部。

特点：

充型平稳，排气效果好；,不利于顶冒口补缩；,易氧化合金,适用：

挡渣效果好；,液面易结膜，降温快。

高度较大的铸件,3.2.2按内浇道在铸件上的位置分类,中注式浇注系统,特点：

兼有顶注和底注的特点；,设置方便。

（内浇道开在分型面上）,中等壁厚，中间分型的复杂铸件,适用：

中小型铸件广泛应用,3.2.2按内浇道在铸件上的位置分类,阶梯式浇注系统,在铸件高度方向上开设多层内浇道。

3.2.2按内浇道在铸件上的位置分类,阶梯式浇注系统,特点：

充型平稳，排气效果好；,有利于冒口补缩；,计算要准确，避免发生紊乱充型；,适用：

结构复杂。

充型方式：

底注式底层中层上层内浇道,高大的中大型铸件,应用：

垂直分型的优先采用。

3.2.3选择浇注系统类型应考虑的因素,浇注位置和分型面；,铸造合金性质（氧化性、流动性、收缩性）；,铸件结构尺寸（高度、壁厚）；,浇注系统结构复杂程度。

（影响造型和清理）,3.3计算阻流断面积的水力学公式,3.3.1奥赞公式,Ho浇注系统压头高度P上型腔高度C型腔高度,设：

模型,3.3计算阻流断面积的水力学公式,3.3.1奥赞公式,成立条件：

浇注系统为充满流动,封闭式浇注系统；对于开放式的型腔液面要淹过内浇道。

浇口杯液面保持不变,型腔内压力与外界相同,当F内F阻时，依靠调整其它系数来修正。

式中,是浇注系统计算的基本公式。

3.3计算阻流断面积的水力学公式,3.3.1奥赞公式,3.3.2公式参数的确定,

（1）平均静压头H均,假设型腔断面积沿高度无变化。

a.按实际系统与计算系统浇注做功相同来确定：

b.按实际系统与计算系统浇注时间相同来确定：

3.3.2公式参数的确定,

（2）浇注时间t,浇注时间对铸件质量的影响：

快浇,减少夹砂结疤，易冲砂、胀砂、抬箱,适用：

薄壁复杂件、大平面件、表皮易氧化件,充型快，对型和芯冲击大,慢浇,易夹砂结疤、冷隔、浇不足,适用：

芯多、芯大件,充型慢，对型和芯冲击小,3.3.2公式参数的确定,

（2）浇注时间t,采用经验公式。

这些经验公式可分为四类：

a.,（m为铸件重量）,b.,（为铸件壁厚）,c.,d.,例如,3.3.2公式参数的确定,（3）流量系数,流路结构和尺寸浇口比合金特性铸型特性浇注温度,影响因素,一般采用经验数值（查表），并加以调整。

3.3.2公式参数的确定,（4）浇注金属液重量m,在奥赞公式中的重量，一般应包括铸件重量和浇冒口重量。

而在进行浇冒口设计之前这个重量是未知的，所以一般采用经验公式：

与生产批量、浇冒口形式、材质、件重等有关。

为重量系数。

本次课结束,谢谢大家,