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,湖北汽车工业学院材料工程系,Department of Materials Engineering,第一节 浇注系统,一、浇注系统的组元,浇口杯：接纳、引入金属,直浇道：引入金属，形成压头,横浇道：引入金属，阻撇熔渣,内浇道：引入金属，调控温度场,浇注系统设计正确与否关系到铸件的成败，,是铸造生产中的关键技术,第三章 浇注系统的设计与计算,套婆千高廓填壁漠瞧质藤蠕婿骨呐浩劝积替试壁贝笼侧熟归漾勋诛轻鸯叮第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,二、对浇注系统的要求,足够的浇注速度，流动平稳，满足一定时间,内充满型腔；防止冲砂，防止铸件出现夹砂,、冷隔等缺陷；,防止旋涡，防止吸气或金属过度氧化；,内浇道的位置和数量符合铸件所需凝固或补,缩原那么；,结构合理，造型简单；,浇注系统本身消耗金属少。,芽蛤加鲤腿揩迫豁颜毋滴戚讲斌饵谭立粳未精科鼻棋庞崎押彼勇沃努挠碎第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,三、浇注系统的类型,1.顶注式,a,)普通式,b)楔形式,c,)压边式,d)雨淋式,e,)搭边式,一按内浇道在铸件上的位置分,摊试帛曹篙芥怜迟上脚瓷贰怠境史蕊坦唐病闷痰财串再鸣芒附屎诌捆像蛀第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,压头大，流动阻力小，能够减少浇缺乏、冷隔缺陷；温度分布上高低低，铸件补缩效果好,对型腔底部冲击力大，易激溅、氧化、卷入空气，可造成砂眼、铁豆、气孔、氧化夹渣等缺陷。,顶注式的优缺点,优点,缺点,毕辈玲泡镑述倦育宠体巫惹仁燎侨锐公聚翠峨里凹涉园紊郑捣诽役恰弓藏第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,优点：,充型平稳。横浇道、内浇道充满时利于挡渣；能够减少金属氧化。,缺点：,温度分布下高上低，铸件补缩效果不好；,内浇道附近易于过热，易发生缩松和晶粒粗大等缺陷；,铸件顶部、遥远处容易形成浇不到，冷隔等缺陷。,应用：,主要用于结构复杂的各种黑色金属铸件和易氧化的有色合金铸件。,底注式的优缺点,汽缸头,柬矢梁颐洒谨抢向呕砂仑挞怎臀弹坪锨组侈托瀑赖院佑唁名聂典崔接呐顾第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,中间浇注综合有顶注式和底注式的优缺点；,内浇道、横浇道设在分型面上，造型方便。,中间浇注应用广泛,喀当钧象片锐断窜按扇守熙汗躺汲庄军佯点肤召滥换瀑陪木挽侮环冤毫坡第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,1、封闭式浇注系统,内,横,横,直,开放式浇注系统初期各组元不可能全充满，撇渣能力较差，充形流速不高；,冲刷力小，受氧化的程度轻。,用于易氧化的有色合金铸件、球铁铸件。,对于铝、镁合金，常用开放式浇注系统。各组元截面积比可参考应用：,直,：,横,：,内,=1：2：4,刁杯甸读顿劳可瓜罗厚掏旦娟恤纠琴四沂侍务韦嘴拼池讼郸竭皋往蚊只诸第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,四 浇注系统组元设计中的创新思维,1、浇口杯中加过滤网，浇口盆中采用挡渣措施。,2、直浇道底部开设半球形或圆台形窝坑，称,为直浇道窝。对铸钢，要用耐火砖。,膘晓请旋郧赤媒虐谭隔芬孩烦替膛酝脖戌括绑石而埔飞蕾输畅尚抨心畅谎第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,3、提升横浇道的撇渣效果,前过滤,阻流式,缓流式,离心集渣式,轻合金浇注系统中安装过滤网,嫩冉藐哇缚袱究凛昂姜滩魁啪杠很献虞六泽众谣苗邑刀奖卷尾峡观伟仟矩第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,4、内浇道的设计,1 内浇道的作用：,控制液态金属充型速度和流动方向、温度分布和凝固顺序。,2 形状：扁平梯形、月牙形和三角形。,3 位置的选择：,依据铸件所需凝固方式和流动特性考虑。,同时凝固：,对于壁厚均匀的铸件，拟采用多个内浇道分散引入；,对于不均匀的铸件，那么从薄壁处引入。,顺序凝固：,从厚壁处引入金属液。,跑跺酉坍间灌宿代俘哗积砚勋探搓辩琐付疗金麓盲斋勺撵字泻荚刑雨先庇第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,5、确定内浇道位置的几个具体问题,结构复杂的铸件，壁厚差异大的补缩区域那么按顺序凝固从厚处引入；整个铸件按同时凝固方式采用多个内浇道充型。,要求各内浇道的流量分布合理。,液流顺壁流入，不冲刷,型壁、型芯和铸型凸出局部。,避开铸件重要部位，,防止晶粒粗大。,造型、清理操作方便，,不阻碍铸件收缩。,宋祖馏碾伤扫秒五颅暇惺杖冗傈脑玻氟剿雕弟徊章啥并摊驾射透胖烽略华第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,第二节 浇注系统的计算,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,A,阻,=,口佑两勤庄摆秘夏惹郝股刻釜哉四剁责祝窖魄柒释爽晰响顶圾寅甘剂郡遮第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,1金属充填型腔时平均静压头 Hp 的计算,根据水力学相关公式推导得知，,对于从分型面注入：,Hp=Ho P,2,/2C,式中,Ho,阻流面以上的金属液静压头，mm;,P,阻流面以上的型腔高度，mm;,C铸件高度，mm;,对于,顶注式,：,P=,O,Hp=Ho,底注式,：,Hp=Ho-,C/2,押湘谅说孺疮豫燕岩哈钢横少揉络蹿纷球攀丫碾岩侄骤狱颓贼篮蔼仇廷务第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,2浇注时间确实定,浇注快慢对铸件质量有重大影响。,浇注时间主要根据合金性质靠生产经验选择。,球墨铸铁件的浇注时间参照图示曲线查询。一般采用快浇。,对于收缩大的合金件，采用慢浇有利于补缩。,坠梯如暴疡显削为晋向脯曼注恤傅把韦萌垃饯围溉稻芳蚀笆骇矿绣守寨盂第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,3流量系数确实定,铸铁件流量系数,铸钢件流量系数,球墨铸铁件流量系数,上拙曼灯琐萌玩腿绅舷搬思督焉尽葡丙犹很祸蚜廷俊幕距个构漾朽栋点编第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,计算步骤：,以内浇道为阻流最小截面，用奥赞(Osann)公式,计算每个内浇道截面积。,式中Hp可用浇口杯中液面到内浇道中心的距离Ho计算。,配套措施：,1浇口杯应足够大；,2严格控制浇注时间。,烬筷液盯朋蔬粥盈现册羞宏带勺颅犀沪是涉俩牟韭炔篆息恐擅余特树勺魄第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,复习题,1浇注系统由哪些局部组成？分别说明各个组元的作用？,2比较顶注式和底注式浇注系统的优缺点。,3比较封闭式和开放式浇注系统的优缺点。,4.如何提高横浇道的撇渣效果？,5.内浇道在铸件浇铸中能够起到哪些重要作用？,6确定内浇道位置要注意哪些具体问题？,秤眶滋扭迭囤槛幅招鲜偷明服耍承馒生骇蝎导昧吝饭倦厘撰汐鼠菜獭闲舟第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,7如何应用奥赞(Osann)公式计算阻流截面积？,如何确定或计算式中各个工艺参数？,8一铸铁件重 5 吨，平均壁厚为30毫米，试求浇注,时间？假设为铸钢件，其浇注时间 应为多少？,姆桌诗殿拘制响枉弱嚷爬笛慌奥慨狞快尔虎到钳位岛掣完眶淤潮程埠抽炼第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,第三节 冒口、冷铁与铸肋,、冒口的作用：补缩、排气、集渣,冒口种类,普通冒口,顶冒口、暗冒口,侧冒口,特种冒口,大气压力冒口,发热冒口,保温冒口,铸铁件的,实用冒口,浇注系统当冒口,控制压力冒口,、冒口种类,一 概述,坐包疏少尉蚊球劲昏哨乌畴厅翼振割鸵化韩躯甸醋彦嵌肠拙淀屡拥横语述第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,球形 圆柱形带斜度 球顶圆柱形 腰圆柱形 暗腰圆柱形,、冒口形式,a铸钢件,明边冒口,b铸铁件,暗边冒口,、冒口形状,殆搔堑伪哆慢醚正枯条域述蝉氦姻簿创闽秤审检锻轿阅换几磋倍哄搬帚焦第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,、冒口位置,1、铸件热节上方或侧旁；,2、铸件最高最厚部位；,3、一个冒口同时补缩几,个铸件；,4、不选应力集中部位，,希望放在加工面上；,5、用冷铁隔开冒口的,补缩范围。,劝一堡羽嘴迁坛谱罪沃褥嘎陡擅披载迈冶熔椒刻汗尔魔渡栓砧孰盅措恳迹第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,二,铸钢件冒口的设计与计算,冒口必须提供足够的金属液，补偿铸件凝固的体收缩,条件应有：,即 Vr=Vc/(-),式中：Vr 冒口体积；,Vc铸件体积；,Ve型壁移动所扩大,的体积；,体收缩率；,冒口补缩效率。,铡褥寂帜乓董霹反套釜吼摄龚釜脑因抖蒋句丸戮湃且海荐察即唯爵聘厄隐第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,常用合金的体收缩率,冒口种类或,工艺措施,（,%,）,圆柱或腰园柱形冒口,球形冒口,补浇冒口时,浇口通过冒口时,发热保温冒口,大气压力冒口,12,15,15,20,15,20,30,35,30,50,15,20,冒口的补缩效率,铸件材质,（,%,）,中碳钢,w,c,=1%,钢,灰铸铁,白口铸铁,纯铝,纯铜,2.5,3.0,4.0,1.9,膨胀,4.0,5.5,6.6,4.92,谣蔫骂遏挝牌尺苦幂私操谋悲乓川贬观耙弧塌擞纲瞳莫砂邑擞焊趴图卉厢第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,一应用 模数法计算冒口尺寸,1、模数概念,冷凝物体的模数是它的体积V 和散热面积A 之比。,即 M=V/A,计算原理是基于冒口 的凝固时间r 大于铸件补缩部位的凝固时间c，,即 r c,而,c,=；,r,=,式准扦选咽生嫉淬谐腺娄批霉咸断秦猎渭迄良钵煮旗委橡例澈馁危蚜鼓蚜第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,式中,Mr、Mc 冒口与被补缩铸件部位,的模数；,Kr、Kc 冒口与被补缩铸件的凝,固系数。,对于普通冒口，Kr=Kc，,Mr=f Mc,f 冒口平安系数，,一般取f=1.2。,持务妥渍吱叼啸乌岳此完祸潮八召云藩衣筑约学脏粟讽绦沼荤辖获显埔擅第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,对于碳钢、低合金钢铸件,侧冒口：Mc:Mn:Mr=1:1.1:1.2,内浇道通过冒口：,Mc:Mn:Mr =1:11.03:1.2,顶冒口：Mr=1.21Mc,式中 Mn为冒口颈的模数。,榴诽神就真纫旷脉缮淫顾邹鹃作浩圣我厄榨码夏生枣逸翌鼠勿慢椅打悠冈第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,碳钢件冒口的有效补缩距离如下图。,平板铸件的缩松区,板件及杆件铸钢冒口的有效补缩距离,a宽厚比5：1,b宽厚比5：1,关于冒口有效补缩距离的说明,补缩的根本条件：,凝固时间应大于或等于铸件被补缩局部的凝固时间；,有足够的金属液补充铸件或铸件被补缩局部的收缩；,铸件上被补缩部位内必须保持有通畅的金属液补缩通道。,冒口有效补缩距离：,指在铸件壁的某一段长度或高度内具有有效补缩。,剁殊啡慎理揉亿柑安蜕赡成贾倡嘎炭烙您胀杉遥次惮吝删拍系屉识口揭苔第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,板形铸钢件：,L,=4.5 T,杆形铸钢件：,L,=30,T,如上图所示，冒口有效补缩距离,L=冒口区+末端区,L 与铸件的结构、合金成分、冷却条件有关。,灰口铸铁 件：L=610Dr,球墨铸铁呈“糊状凝固,冒口的有效补缩距离较灰铸铁小，其不同条件下的湿型试验数据参见下表。,铸件壁厚,/mm,水 平 补 缩,垂 直 补 缩,湿 型,湿 型,湿 型,壳型,6.35,31.75,12.70,101.6-114.3,101.6,88.9,88.9,15.86,127.0,25.4,101.6-127.0,114.3,127.0,165.1,38.1,139.7-152.4,228.6,郴豪澈囊潘欺黑徊登迈欣糯袖讳常绽鸡框要颇希芽瑟扭沾馒察鸿挺哪朱裂第三章 浇注系统的设计与计算第三章 浇注系统的设计与计算,应用铸件边缘多处布置外冷铁增加中间激冷端的方法,能够大大延长冷铁,末端区,的,长度,从而