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1、浇注系统的计算和设计浇注系统的计算和设计1、浇注系注系统计算的水力学公式算的水力学公式 在浇注系统的类型和引入位置确定以后、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就可进一步确定浇注系统各基本单元的尺寸和各基本单元的尺寸和结构结构。 目前大都采用目前大都采用水力学近似公式或经验公式水力学近似公式或经验公式计算计算出浇注系统的出浇注系统的最小截面积最小截面积，再根据铸件的，再根据铸件的结构特点结构特点、几何形状几何形状等确定等确定浇道比浇道比，确定各单，确定各单元的尺寸和结构。元的尺寸和结构。计算阻流截面的水力学公式算阻流截面的水力学公式一、平均静一、平均静压头HP的的计算算传
2、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mgHp2) 假定假定铸件（型腔）的横截面件（型腔）的横截面积S沿高度方向不沿高度方向不变 二、二、浇注注时间浇注时间对铸件质量有重要影响，应考虑浇注时间对铸件质量有重要影响，应考虑铸件铸件结构、合金和铸型结构、合金和铸型等方面的特点来选择快浇、等方面的特点来选择快浇、慢浇或正常浇注为好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。对灰灰铸铁、球墨、球墨铸铁件，快件，
3、快浇可以充可以充分利用共晶膨分利用共晶膨胀消除消除缩孔孔缩松缺陷。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快浇适用于：薄壁的复杂铸件薄壁的复杂铸件、铸型上半部分有薄铸型上半部分有薄壁的铸件壁的铸件，具有大平面具有大平面的铸件，铸件的铸件，铸件表皮易生成氧化膜的合金铸件表皮易生成氧化膜的合金铸件，采用，采用底注式浇注系统而铸件顶部又有冒口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、球的条件下和各种中大型灰铸铁件、球墨铸铁件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
4、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。慢浇法适用于慢浇法适用于有高的砂胎或吊砂的湿型有高的砂胎或吊砂的湿型；型内砂芯多，型内砂芯多，砂芯大而芯头小或砂芯排气条件差砂芯大而芯头小或砂芯排气条件差的情况的情况下；下；采用顶注法的体收缩大的合金铸件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，
5、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。 浇注系注系统的流量系数通的流量系数通常是指常是指阻流截面的阻流截面的 流流量系数量系数。2、铸铁件件浇注系注系统设计与与计算算一、一、设计步步骤通常在确定通常在确定铸造方案的基造方案的基础上上设计浇注系注系统。大致步。大致步骤为 1、选择浇注系注系统类型型2、确定内、确定内浇道在道在铸件上的位置、数目和金属引入方向件上的位置、数目和金属引入方向3、决定直、决定直浇道的位置和高度道的位置和高度 4计算算浇注注时间并核算金属上升速度并核算金属上
6、升速度 应指出，重要的是核算指出，重要的是核算铸件最大横截面件最大横截面处的型的型内金属上升速度。当不内金属上升速度。当不满足要求足要求时，应缩短短浇注注时间或改或改变浇注位置。注位置。5、计算阻流截面算阻流截面积S阻阻如果如果铸件件质量很大，量很大，则计算算铸件件质量量m时，应包括型包括型腔腔扩大量大量由于各种原因引起的增重。增重原因有：由于各种原因引起的增重。增重原因有：木模壁厚偏差木模壁厚偏差起模起模时扩砂量砂量铸型及砂芯干燥型及砂芯干燥过程中的尺寸程中的尺寸变化化合箱偏差及合箱偏差及浇注注时的的涨砂等砂等6确定确定浇口比并口比并计算各算各组元截面元截面积7绘出出浇注系注系统图形形二、二
7、、阶梯式梯式浇注系注系统的的计算算计算原理及步算原理及步骤：1、阻流面、阻流面积S阻阻的的计算算 若铸件低于若铸件低于AA水平面水平面若若AA水平面低于铸件最高点水平面低于铸件最高点2、分配直、分配直浇道截面道截面积依依经验，分配直，分配直浇道截面道截面积等于等于12倍阻流面倍阻流面积。 3、每、每层内内浇道的道的总截面截面积三、垂直分型三、垂直分型浇注系注系统的的计算算3、铸钢件件浇注系注系统的特点的特点铸钢件浇注系统铸钢件浇注系统 特点：特点：铸钢的特点是铸钢的特点是熔点高，流动性差，收缩大，易氧化，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而且夹杂物对铸件力学性能
8、影响严重，多使用，多使用底注底注浇包浇包（bottom pouring ladle, 俗称俗称漏包漏包、柱塞包），、柱塞包），要求要求浇注系统结构简单浇注系统结构简单浇注系统结构简单浇注系统结构简单、截面积大截面积大截面积大截面积大，使充型快而平使充型快而平使充型快而平使充型快而平稳稳稳稳，流股不宜分散流股不宜分散流股不宜分散流股不宜分散，有利于铸件的顺序凝固和冒口有利于铸件的顺序凝固和冒口有利于铸件的顺序凝固和冒口有利于铸件的顺序凝固和冒口的补缩的补缩的补缩的补缩，不应阻碍铸件的收缩不应阻碍铸件的收缩不应阻碍铸件的收缩不应阻碍铸件的收缩。用底注浇包浇注时，浇注系统必须是用底注浇包浇注时，浇注
9、系统必须是开放式开放式的，直的，直浇道不被充满，保证钢液不会溢出浇道以外。为快浇道不被充满，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。大铸件常采用阶梯式浇注系统。（一）底注包（一）底注包浇注系注系统的的经验计算法算法铸钢车间的的浇包容量和熔炉吨位一致，一般只有一种包容量和熔炉吨位一致，一般只有一种或几种容量的或几种容量的浇包和数种直径的包孔。生包和数种直径的包孔。生产中中先确定先确定浇包容量和包孔直径浇包容量和包孔直径，依依经验的的浇口比确定口比确定浇注系注系统各各组元尺寸。元尺寸。1、浇包
10、容量及包孔包容量及包孔选择浇包包总容量容量应大于大于铸型内金属需要量。小型内金属需要量。小浇包只包只设一一个包孔，大于个包孔，大于30t的的浇包可包可设两个包孔。每个包孔的两个包孔。每个包孔的钢液流量液流量浇注速度，不注速度，不仅决定于包孔直径，决定于包孔直径，还与包与包内内钢液深度有关。但液深度有关。但实践中践中为方便起方便起见，给出了包孔出了包孔直径和平均直径和平均浇注速度的关系。注速度的关系。2、浇注注时间和液面上升速度和液面上升速度3、其他、其他组元截面元截面积以包孔截面以包孔截面积为基准，参照下述基准，参照下述浇口比确定口比确定浇注系注系统各各组元截面元截面积 S包孔：包孔：S直：直：S横：横：S内内 1：（：（1.82.0）：）： （1.82.0） :（2.02.5） 指出图指出图51所示二种横浇道形式的优劣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。分析下图所示截面形状内浇道的应用。
