铸造工艺学-浇口设计精编版

铸造工艺学浇注系统设计工程系浇注系统：铸型中液态金属流入型腔的通道。组成：浇口杯（又称外浇口）、直浇道、横浇道、内浇道等。第7章浇注系统设计浇注基本 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ：（1）内浇道设置符合铸件凝固原则和补缩方法；（2）在规定的浇注时间内充满型腔；（3）提供必要的充型压头，保证铸件轮廓、棱角清晰；（4）使金属液流动平稳，防止紊流、卷气、金属氧化；（5）具有良好的阻渣能力；（6）金属液进入时速度不可过高，避免飞溅、冲刷；（7）保证金属液面有足够的上升速度，避免夹砂结疤、浇不足；（8）不破坏冷铁、芯撑的作用；（9）金属消耗量小，并容易清理；（10）减少砂型体积，造型、制模简单。1流体力学原理（1）帕斯卡（Pascal）定律在一个静止而且相互连通的容器中，在一给定的水平面上各点的压力是相等的；等于该给定的水平面到液体顶部的垂直距离乘以液体的密度，加上外部压力。P=Pα+ρg·h（2）伯努利（E.Bernoulli）方程（能量守衡定律）在封闭系统中移动的流体由三种不同的能量组成：位能：用位于距离基准面以上h处的单位体积的流体来表示（基准面位置任选）。EP=h（m）7.1液态金属在浇注系统中的流动7.1.1在砂型中流动的水利学特点压能：作用在单位体积流体上的压力来表示。EP=p/ρ（m）p质量压力（kg/m2）ρ金属密度（kg/m3）动能：用单位体积的流体以速度v移动时的动量来表示。EK=v2/2g定理：在一封闭系统中，单位质量流体所携带的总能量是不变的，但其位能、压能、动能可以互换。h1+p1/γ+V12/2g=h2+p2/γ+v22/2g伯努利方程（3）托里拆利（Torricelli）定理是伯努利方程的一种特殊应用。在一个流体高度h不变的容器里在i=0的水平面处有一孔口，应用伯努利方程(i=h):(v=0，为大气压力)(h=0):得：这是设计浇注系统最重要的根据之一。（4）连续流动定律单位时间内流经任一给定断面的系统时，流体的体积是常量。因此流速随着横截面积减少而增大。A1v1=A2v2（5）雷诺（Reynold）数Re=Dvρ/η。Re>2320为紊流。（2）充型伴随着热作用、机械和化学作用。（3）浇注过程是不稳定流动。（4）合金液在浇注系统中呈紊流状态。（5）多相流动。固相杂质、气相夹杂。2实际流动特点(1)流动通道多孔、透气、与金属液不润湿。充满与否取决于内外压力差。1浇口杯的作用（1）承接来自浇包的金属液，防止飞溅和溢出，便于浇注（2）减轻对直浇道底部和侧壁、型腔的冲击。（3）分离渣及气泡，防止其进入型腔。（4）增加充型压头。7.1.2浇口杯中的流动2结构形式漏斗形（bush）:挡渣效果差，结构简单。盆(池）形（basin）：挡渣效果好，结构复杂，操作相对复杂。水平涡流水平旋涡是危害浇口杯全面发挥功能的重要原因。原因：水平各向流量不均衡造成流速方向的偏斜。3浇口杯挡渣原理1）水平涡流若忽略金属粘度的影响，视液态金属为理想流体，浇口杯内液态金属应满足动量矩守衡：Mvr=常量。式中：M距离直浇道中心为r处的质点的质量vM点的切线速度rM点距离直浇道中心的距离。漏斗形等压自由液面的形成：一旦出现水平旋涡，越靠近中心，M质点的离心加速度越高，重力加速度和离心加速度的合成加速度越接近于水平，根据流体力学原理，等压面垂直于总加速度方向。等压面逐步由水平过度到垂直，形成中空的大气压力表面。对铸件质量的影响：卷气、渣沿等压面进入型腔。影响水平旋涡的因素水平旋涡使气体、渣等沿等压面进入型腔。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。而水平分速度的大小又与以下因素有关：a浇口杯内液面的深度：液面深度超过直浇道上口直径的5倍时可基本消除水平旋涡。b浇注高度：浇包嘴离浇口杯越高，越容易产生水平旋涡。c浇注方向：逆向浇注较顺向浇注为佳。生产中减轻水平旋涡的 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 a用大深度浇口杯；b用拔塞等方法，使浇口杯内液面达到一定深度时再向直浇道注入；c浇口杯底部安放筛网砂芯等；d在浇口杯底部设置堤坝，形成垂直旋涡。2）垂直旋涡的挡渣作用金属液沿斜壁流下，由于流速的减低和流向的改变，形成垂直方向的旋流。1直浇道的功用（1）引导金属进入横浇道、内浇道或型腔。（2）提供足够的压头。真空吸气理论：等截面直浇道附近型砂中的气体会被吸入液流，溶于液态金属中的气体也会因压力降低而析出。7.1.3直浇道中的流动（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，增加流动阻力和端面收缩率，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r>d/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。2直浇道的流动特点金属液对直浇道底部有强烈的冲击作用，并产生涡流和高度湍流区，引起冲砂，渣孔、夹杂等缺陷。因此设置直浇道窝。1直浇道窝的作用（1）缓流作用：动能→压力能→水平流速。（2）缩短直浇道－横浇道拐弯处的高度紊流区，起阻渣、防氧化、防止气体卷入作用。（3）改善内浇道的流量分布。避免远离直浇道的内浇道过大的流量。无窝，68.5；有窝，59.5%。（4）减小直—横浇道拐弯处的局部阻力系数和水头损失。（5）浮出金属液中的气泡。3直浇道窝2结构常做成半球形，圆锥台，柱状等形状。侧壁在能顺利拔模的条件下尽量垂直，转角处避免尖角，底面作成平面。底部砂型紧实，或放干砂芯，或放耐火砖。充型要求更平稳时，需要采用更大的直浇道窝。1横浇道的作用（1）向内浇道分配洁净金属。（2）储留最初浇入的含气和渣污的低温金属液并阻留渣。（3）使金属液流平稳和减少产生氧化夹渣物。7.1.4横浇道中金属的流动2横浇道的阻渣原理阻渣条件：渣团上浮到横浇道顶部,超过内浇道吸动区。上浮阻力：F=CSρV2/2式中：F-渣团上浮阻力ρ-液态金属的密度S-渣团的水平投影面积V-渣团上浮速度C-渣团上浮阻力系数，与液体雷诺数有关，雷诺（Reynold）数Re=Dvρ/η。Re>2320为紊流。见表渣团临界上浮速度：渣团在上浮初期有一加速度，但很快就会达到渣团上浮阻力F等于渣团浮力的情况,此时渣团具有的速度为渣团临界上浮速度，V0。V0的计算如下：式中R-渣团半径ρ-金属液密度ρ渣-渣团密度g-重力加速度v0-渣团临界上浮速度，又称悬浮速度。金属液的悬浮速度：指当金属液（从上向下流动时）流速等于渣团的临近上浮速度时的速度，此时渣团处于悬浮状态。总结：a渣团半径小，对应悬浮速度也越小。b对应一定横浇道的流速有一可能上浮的临近渣团半径，只有大于临近半径的渣团才能上浮。c渣团密度相对于金属液密度越小，越有利于上浮。d横浇道内金属的流速越低，可能阻流的渣团也越小。3横浇道发挥阻渣作用应具备的条件（1）横浇道应呈充满状态：内浇道的截面、位置；（2）流速应尽量低；（3）横浇道与内浇道的位置关系要正确;a内浇道距离直浇道应足够远，使渣团能上浮到吸动区上部。b有正确的横浇道末端延长段，以容纳初流金属液；吸收液流动能使金属液平稳；防止液流折返。c封闭式浇注系统的内浇道应位于横浇道的下部，且和横浇道具有同一底面；开放式浇注系统的内浇道应重叠在横浇道之上，且搭接面积要小，但大于内浇道横截面积。e内浇道应远离横浇道的弯道；应尽量使用直的横浇道。内浇道、横浇道连接一般为垂直。d封闭式浇注系统的横浇道应高而窄，内浇道宜扁而宽。液态金属在横浇道中的流动情况提向横浇道挡渣能力的主要途径是改变横浇道的结构以增加 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 中的阻力，减慢金属液的流速，减少紊流搅拌作用。常见的方法有以下几种：1）缓流式浇注系统图缓流式浇注系统1-直浇道2-横浇道3-内浇道液态金属在横浇道中的流动情况2）阻流式（节流式）浇注系统图阻流式浇注系统a）垂直式b）水平式4强化横浇道阻渣的措施(1)在浇注系统中设置筛网芯、过滤网。(2)设置集渣包是指横浇道上被局部加高加大的部位。作用是收集熔渣，净化金属液。分为：齿形集渣包、离心集渣包。内浇道的作用：控制充型速度和方向，分配金属，调节铸件各部分的温度和凝固顺序，浇注系统的金属液通过内浇道对铸件进行补缩。1浇口比对浇注过程的影响浇口比指直浇道、横浇道、内浇道横截面积之比，即内浇道为阻流截面时，喷射严重。7.1.5在内浇道中的流动2内浇道流量的不均匀性多个内浇道时，一般远离直浇道的内浇道流量最大。减小内浇道流量的不均匀性的方法a缩小远离直浇道的内浇道的截面积。b增大横浇道的截面积。c严格，每流经一个内浇道，依次减小横浇道的截面积。d设置直浇道窝。3内浇道设计的基本原则（1）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；a同时凝固：内浇道在薄壁处，数量多且分散分布；b顺序凝固：内浇道开在厚壁或冒口处；c复杂铸件：采用顺序凝固与同时凝固相结合的原则。（2）方向不要冲着细小砂芯、型壁、冷铁和芯撑；（3）内浇道应尽量薄；（4）对薄铸件可用多内浇道的浇注系统实现补缩；（5）内浇道避免开设在铸件品质要求很高的部位；（6）各内浇道中金属液的流向应尽量一致；（7）尽量开在分型面上；（8）对收缩大易裂的合金铸件，内浇道的设置不应阻碍收缩。砂型浇注系统的充满条件（1）推导在横浇道任一截面r-r和内浇道入口处i-i截面用伯努力方程（2）式中：为r-r至i-i截面间的流动阻力系数若横浇道充满，r-r截面最高点的压力应高于型壁界面的压力；7.1.6浇注系统的充满理论（3）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：（4）将（4）代入（3）：（5）将（2）-（5）：化简：（6）代入连续流动定律（为r-r截面上流体的截面缩小系数）并应用托利拆里方程（H为浇注系统总压头，μ内浇道的流量系数）得横浇道充满条件：同理得直浇道的充满条件：传统理论：把液态金属视为理想液体，全部阻力系数等于零，流量系数为1。充满条件为S直>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。1封闭式浇注系统（chokedrunningsystem，pressurizedsystem）概念：在正常浇注条件下，所有组元都能为金属液充满的浇注系统。类型：内浇道阻流、部分扩张（S内/S阻≤1.5-2.5）。优点：阻渣效果好、防止卷气、消耗金属少、清理方便。缺点：喷溅、冲砂、金属氧化、流动不平稳。应用：不易氧化的各类铸铁件。不宜用于易氧化的轻合金、漏包浇注铸钢件和高大的铸铁件（充型压力很大）。7.2.1封闭式、开放式浇注系统7.2浇注系统的基本类型2开放式浇注系统（unchokedrunningsystem，unpressurizedsystem）概念：金属液不能充满所有组元的的浇注系统。一般S内/S阻≥3优点：进入型腔金属液流速小，平稳，氧化轻。缺点：阻渣效果差，带入气体，金属消耗大。注意：一般阻流设置在直浇道下端或靠直浇道的横浇道上。应用：轻合金、球铁件，漏包浇注铸钢也可采用，但直浇道不能充满，以防钢液外溢。1顶注式浇注系统（topgatingsystem）概念：以浇注位置为基准，内浇道设在铸件顶部。优点：a充型容易，减少冷隔、浇不足；b有利于自下而上顺序凝固和补缩；c冒口尺寸小，节省金属；d结构简单，便于清除。缺点：a易造成冲砂；b下落时氧化、飞溅、不平稳，产生铁豆、气孔、夹渣；c横浇道阻渣效果较差（因大部分时间内浇道处于非淹没状态）。7.2.2按内浇道在铸件上位置的分类形式：简单式、楔形式、压边式、雨淋式、搭边式。2.底注式浇注系统（bottomgatingsystem）概念：内浇道设在底部底注式浇注系统的优点：a冲型平稳；b避免金属液飞溅氧化；c无论浇口比多大，横浇道基本充满，挡渣效果好；d型腔气体容易排除。底注式浇注系统的缺点：a温度分布不利于顺序凝固和冒口补缩；b内浇道处易过热，造成缩孔、缩松、晶粒粗大；c金属液面上升中易结皮，形成浇不足、冷隔；d金属消耗较大。形式及应用：a基本形式，用于容易氧化的有色金属、形状复杂要求高的钢铁铸件；b牛角式（horngating），用于各种铸齿齿轮和有砂芯圆盘；c底雨淋，用于内表面要求高的圆筒类铸件。3中间注入式（partinggate）概念：在铸件某一高度上开设浇注系统。特点：a兼有顶、底注式的优、缺点。b开设方便（可在分型面上开设）应用：高度不大的中等壁厚铸件。概念：在铸件不同高度上开设多层内浇道。优点：a冲型平稳；b排气顺利；c温度梯度有利于补缩；d减轻内浇道局部过热。缺点：a造型复杂；b若设计不正确，上下各层内浇道同时流入金属液，出现“乱浇”。应用：中大型高度大的铸件、具有垂直分型面的铸件优先采用。4阶梯式浇注系统（steppedgating）形式：a多直浇道阶梯式；b用塞球法控制的阶梯式；c控制组元比例的阶梯式；d带反冲或反直浇道的阶梯式。按浇注系统各单元截面积的比例分类表7-3浇注系统按各单元截面比例分类类型截面比例关系特点及应用封闭式A杯>A直>A横>A内阻流截面在内浇道上。浇注开始后，金属液容易充满浇注系统。挡渣能力较强。但充型液流的速度较快，冲刷力大，易产生喷溅。一般地说，金属液消耗少，且清理方便，适用于铸铁的湿型小件及干型中、大件。开放式A直上<A直下<A横<A内阻流截面在直浇道上口（或浇口杯底孔）。当各单元开放比例较大时，金属液不易充满浇注系统，呈无压流动状态。充型平稳，对型腔冲刷力小，但挡渣能力较差。一般地说，金属液消耗多，不利于清理，常用于非铁合金、球墨铸铁及铸钢等易氧化金属铸件，灰铸铁件上很少应用。按浇注系统各单元截面积的比例分类续上表半封闭式A直<A横A横>A内A直>A内阻流截面在内浇道上，横浇道截面为最大。浇注中，浇注系统能充满，但较封闭式晚。具有一定的挡渣能力。由于横浇道截面大，金属液在横浇道中流速减小，故又称“缓流封闭式”。充型的平稳性及对型腔的冲刷力都优于封闭式。适用于各类灰铸铁件及球铁件。封闭开放式A杯>A直<A横<A内A杯>A直>A集渣包出口A直>A阻<A横后<A内A直>A阻<A内<A横后阻流截面设在直浇道下端，或在横浇道中，或在集渣包出口处，或在内浇道之前设置的阻流挡渣装置处。阻流截面之前封闭，其后开放，故既有利于挡渣，又使充型平稳，兼有封闭式与开放式的优点。适用于各类铸铁件，在中小件上应用较多，特别是在一箱多件时应用广泛。目前铸造过滤器的使用，使这种浇注系统应用更为广泛。按金属液导入铸件型腔的位置分类表7-4按内浇道在铸件上的位置浇注系统的分类按金属液导入铸件型腔的位置分类续上表按金属液导入铸件型腔的位置分类续上表按金属液导入铸件型腔的位置分类续上表7.3.1奥赞公式7.3计算阻流截面的水利学公式把浇注系统视为金属液的流动管道，即把砂型视为不透气的管道，可利用水力学原理计算浇注系统的最小截面积（阻流截面积）。奥赞公式就是计算阻流截面面积的水力学公式，其适用于封闭式浇注系统。根据奥赞公式计算阻流截面面积，再根据浇口比确定浇注系统其它部分的截面积，是浇注系统设计的重要方法。·在浇口杯顶面和内浇口（阻流截面）用伯努利方程：1奥赞公式的形式式中：H0阻流以上金属液的总压头v阻流处金属液的流速g重力加速度Σhr金属液流经浇注系统时压头损失总和。ξi局部阻力系数Si测定ξi时指定的某处截面积。S阻阻流截面积。·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ρ金属液密度τ1充填下半型时间μ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τ2内，存在着瞬间τ，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：得到：阿暂公式将两个计算的公式合并为一个通式，即阿暂公式：式中：m－流经阻流的金属总质量(g);τ－充填型腔的总时间(s);μ－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(cm);S阻－阻流截面面积，单位cm2由奥赞公式，简化的铸铁件阻流截面计算公式式中：m－流经阻流的金属总质量(kg);τ－充填型腔的总时间(s);μ－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(cm);S阻－阻流截面面积，单位cm2式中：Hp平均计算压头Ho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）的总高度由奥赞公式，简化的铸铁件阻流截面计算公式平均计算压头的计算浇注时间影响铸件质量，一般结合铸件结构、合金特点、铸型特点来选取浇注时间。慢浇的优点有：冲刷作用轻；有利于型（芯）内气体排出；采用顺序凝固时，慢浇可减小冒口的尺寸。慢浇的缺点有：对上表面烘烤时间长，易产生夹砂类缺陷；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。慢浇的应用：有高的砂胎或吊砂的湿型；型内砂芯多、大或排气困难；顶注法浇注体收缩大的合金铸件。快浇的优点：金属温度和流动性降低幅度小，易充满型腔;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。快浇的缺点：冲击大;工艺出品率低。快浇的应用：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。7.3.2浇注时间1）快浇与慢浇的特点依据铸件结构、铸型工艺条件、合金种类、浇注系统类型等确定浇注时间。2）浇注时间的确定式中：τ－浇注时间（t）G－浇注金属的质量（kg）δ－铸件壁厚（块体类铸件取尺寸的一半）S1－系数，灰铁取2.0，快浇时取1.7－1.9；铸钢件取1.3－1.5；需要慢浇时取3－4.金属液在铸型内的上升速度小，容易产生浇不足、冷隔和夹砂类缺陷；金属液在铸型内的上升速度大，气体的溢出困难，金属湍流程度大，容易氧化和卷气。型内金属液面的上升速度的计算公式：式中：C－铸件（或某段）的高度；τ－铸件（或某段）的浇注时间。7.3.3金属液在铸型内的上升速度充型速度应满足金属液上升速度的核算和确定铸铁件：只核算最小上升速度。铸钢件：只核算最小上升速度。易氧化合金：式中：R－型腔的水利学半径。Re－型腔内允许的金属液雷诺数，用实验法确定。υ－合金液的运动粘度。流量系数代表实际金属液的流量与理想流体流量的比值。流量系数实际上反映了流动阻力的影响。浇注系统的流量系数一般只指阻流截面的流量系数。流量系数的影响因素：浇注系统的结构、尺寸、浇口比；铸件的复杂程度；铸型条件；合金特性；浇注温度。流量系数的确定方法水利模拟实验法：用于重要件或大批量生产的铸件。经验数据法7.3.4流量系数μ的确定总重量114Kg,壁厚20mm，浇温1330，湿型，直浇道高度350mm，两个内浇道开在分型面上，切向引入，型内设有出气冒口，计算其内浇道截面尺寸。G＝114Kg，δ＝20mm,H0=35cm,C=28cm,P=12.5cm已知：G＝114Kg，δ＝20mm,H0=35cm,C=28cm,P=12.5cm①浇注时间;②验算液面上升速度：③求流量系数：④确定平均计算压头：⑤求内浇道总面积：⑥设计单独单个内浇道的截面。b=16mm奥赞公式应用举例1）选择浇注系统类型开放式浇注系统封闭式浇注系统顶注式底注式中间注入式2）确定内浇道在铸件上的位置、数目、引入方向；内浇道所在处的铸件壁厚，是在薄壁处，还是在厚壁处；是位于铸件的上部还是下部；冲刷的情况严重程度。7.4铸铁件浇注系统设计与计算1设计步骤3）决定直浇道的位置和高度直浇道位置：在横、内浇道的对称中心点上。流程短、流量均匀。踞第一个内浇道应有足够的距离。直浇道高度：一般等于上砂箱高度。 式中：HM－最小剩余压力头L－直浇道中心到铸件且最远点的水平投影距离α－压力角，大小依据下表要求。4）计算浇注时间，并核算金属上升速度重点是最大截面处型内金属液的上升速度。5）计算阻流截面面积S阻，考虑增重3-7%。6）确定浇口比，并计算各组元截面积；7）绘出浇注系统图.7。4.1用流体力学公式计算浇注系统的尺寸（二）浇注时间的计算液态金属从开始进入铸型到充满铸型所经历的时间叫浇注时间（用τ表示）。计算450kg以下铸件壁厚（2.5-15mm）；各类铸铁件的的浇注时间，常用公式如下：τ=S1m½（7-35）式中：τ—浇注时间（s）；m—包括冒口在内的铸件总重量（kg）；S1—系数。流量系数μ的确定（一）（二）浇注时间的计算液态金属从开始进入铸型到充满铸型所经历的时间叫浇注时间（用τ表示）。计算10吨以下各类铸铁件的的浇注时间，常用公式如下：（7-37）式中：—浇注时间（s）；—包括冒口在内的铸件总重量（kg）；—铸件壁厚（mm）；—系数。浇注系统的计算表7-12型内铁液液面允许的最小上升速度型内铁液液面上升速度可按下式计算：（7-38）式中：—铸件最低点到最高点的距离（mm）—浇注时间（s）。铸件壁厚/mm>40mm，水平浇注大平板铸件>40mm，上箱有大平面10~404~10<4最小上升速度值/mm·s-18-1020-3010-2020-3031-100浇注系统的计算假定铸件（型腔）的横截面面积沿高度方向不变，则有：式中—阻流截面以上的金属液压头，即阻流截面至浇口杯液面高度（cm）；—铸件（型腔）总高度（cm）；—阻流截面以上（严格说，是阻流截面重心以上）的型腔高度(cm)。（三）平均静压头的计算浇注系统的计算图平均静压头的计算实例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H均=H0底注式P=C，则H均=H0-C/2中间注入P=C/2，则H均=H0-C/8（四）最小剩余压力头铸件最高点踞浇口杯应有足够的距离 式中：HM－最小剩余压力头L－直浇道中心到铸件且最远点的水平投影距离α－压力角，大小依据下表要求。7.4.2用浇注比速计算浇注系统的尺寸用于各种合金，各类浇注系统计算，主要用于大型和重型铸件上。阻流面积公式：A=m/τKLK与m和Kv的关系如图7-41当浇注δ《35mm的简单平板时，K与δ的关系见表7-15浇注时间用以下经验公式：τ=1.11Sm½S取决于壁厚，见表7-16浇注系统的计算表灰铸铁小件（<100kg）内浇道总断面积（cm2）7.4.3.图表法（1）索伯列夫图表（2）确定小型灰口铸铁件表格图表法查阻流截面面积浇注系统的计算图端盖铸件工艺图（三）计算举例如图所示的灰铸铁端盖件。浇注总重（包括浇冒口）为114kg，壁厚为20mm，浇注温度1330℃，湿型，直浇道高度为350mm，两个内浇道开在分型面上，切向引入，型内有出气冒口，计算其内浇道截面积及尺寸。已知：G=114kg，δ=20mm，H0＝35cm，C=28cm，P=12.5cm。浇注系统的计算计算步骤：（1）求浇注时间：（s）（2）验算液面上升速度：（mm/s），由表可知，基本满足要求。（3）求流量系数μ值按表查得μ=0.5，再按表修正：1）浇注温度升高，μ值+0.05；2）有出气冒口，μ值+0.05；3）有两个内浇道，阻力增大，μ值-0.05。因此，浇注系统的计算（4）确定平均压头（）（cm）（5）求内浇道总面积（cm2）（6）求单个内浇道形状尺寸，选取图b）所示的方梯形截面，求b值：（mm）7．5阶梯式浇注系统的计算·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。·计算原理及步骤先封闭后开放。a阻流截面的计算（如图）若铸件低于阻流截面若铸件高于阻流截面其中，计算平均压头b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。c每层内浇道的总截面积通过阻流截面的流量通过低层内浇道的流量设（K推荐0.25-0.5）.则低层内浇道截面积：上层内浇道截面积：根据顺序凝固要求的高低为底层截面积的1-2倍。7．6垂直分型浇注系统的计算计算原理·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。计算：每个铸件内浇道的截面积：式中：ｍ一个铸件的质量τ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。(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7-18。小的薄壁件可以浇注系统做冒口进行补缩。(3)设计方法举例·草拟模板布置图，初步确定各层铸件内浇道的金属压力头。计算型内金属质量·根据型内金属质量确定浇注时间和浇注速度按表7-18为8s。充填每个型腔的时间为8-2=6s选用浇口杯用表经验数据。根据浇注方式和浇注速度。·计算内浇道截面积取μ=0.5。分直浇道截面积·水平横浇道尺寸1铸钢的特点A熔点高，流动性差（浇注温度高，应快浇；对型砂的热作用大，粘砂，开放式浇注系统）B收缩大（易产生缩孔，浇注系统符合铸件定向凝固原则）C易氧化，钢渣较稀，力学性能对夹杂物敏感（平稳充型，挡渣）。D线收缩大（内应力大，易热裂，浇注系统不阻碍收缩）。7.7各种合金浇注系统的特点7.7.1铸钢件的浇注系统2浇注特点A浇注系统必须是开放式。可在冒口的下部设置内浇道。C底注浇包（bottompouringladle）：俗称漏包。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。B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。底注包浇注系统的经验计算　（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7-19。（2）浇注时间和液面上升速度浇注时间：按公式：及表7-20初步确定浇注时间。平均浇注速度式中：液面上升速度：大于表3-4-7中规定的最小上升速度值。改进措施：（3）其它组元截面积为加强冒口的补缩效果，常在每个冒口的下部设置内浇道，使浇注系统更加开放，不受以上比例的限制。利用底注包浇注工艺特性曲线传统计算法的缺点：浇注速度采用平均值与实际情况不符，所设计浇注系统不精确。底注包的浇注工艺特征：浇注速度q、浇包内存钢液m、累计浇注时间τ和浇包内金属压力头h之间的特定流体力学函数关系。每一只确定的浇包都可用一组方程表示其浇注工艺特征（见公式3-4-42、43、44、45）。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、τ、h、m的对应关系。从而根据工艺尺寸来确定工艺参数。1轻合金的特点A易氧化生成氧化膜，产生夹渣缺陷（要求流动平稳，层流，必须采用开放式底注浇注系统）B比热小，导热快降温快，（需要快速充型，采用能够快速充满的浇注系统结构）C流动性好（直浇道弯曲）D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。7.7.2轻合金铸件的浇注系统小于20kg铸件20-50kg铸件大于50kg铸件2浇口比3例子1可锻铸铁的特点A熔点高，流动性差（浇注温度高，应快浇；对型砂的热作用大，粘砂，封闭式浇注系统）B收缩大（易产生缩孔，浇注系统符合铸件顺序凝固原则）C易氧化（平稳充型，挡渣）。D线收缩大（内应力大，易热裂，浇注系统不阻碍收缩）。7.7.3可锻铸铁的浇注系统2示例1球墨铸铁的特点体收缩大，缩孔缩松倾向大，浇注温度低，并易产生夹杂和皮下气孔。采用开放式浇注系统（或半封闭式浇注系统）采用顺序凝固原则。2浇口比一般采用如下比例。7.7.4球铁的浇注系统铝青铜：采用底注、开放式浇注系统，并设置滤渣网、集渣包。锡青铜和磷青铜：采用雨淋、压边、顶注式浇注系统。黄铜：按顺序凝固的原则设计浇注系统。7.7.5铜合金铸件的浇注系统1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。2、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。3、越是没有本领的就越加自命不凡。4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。5、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。6、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。8、业余生活要有意义，不要越轨。9、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。10、你要做多大的事情，就该承受多大的压力。11、自己要先看得起自己，别人才会看得起你。12、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。13、无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。14、我只是自己不放过自己而已，现在我不会再逼自己眷恋了。谢谢大家