铸造浇注系统设计.ppt

第七章 浇注系统设计
本章主要讲授浇注系统类型的选择，浇注最小截面尺寸的计算，其它铸造合金浇注系统的特点。要求掌握浇注系统的选择原则。
重点为浇注系统的选择原则和确定浇注位置，难点为浇注系统选择原则的灵活应用。
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概 述
浇注系统：铸型中液态金属流入型腔的通道之总称
组成：浇口杯、直浇道、直浇道窝、横浇道、内浇道
正确设计浇注系统使液态合金平稳合理的充满型腔，对铸件品质影响很大，铸件废品中的30%是因浇注系统不当引起。
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浇注系统的组成
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浇注系统设计原则
使液态合金平稳充满铸型，不冲击型壁和型芯，不产生涡流和喷溅，不卷入气体，并利于型腔内的空气和其他气体排出型外，防止金属液过度氧化及产生砂眼、冷豆、气孔。
阻挡夹杂物进入型腔，以免在铸件上形成渣孔。
调节铸型及铸件各部分温差，控制铸件的凝固顺序，不阻碍铸件的收缩，减少铸件的变形和开裂倾向。
合金液流不应冲刷冷铁和芯撑。防止冷铁的激冷效果降低及表面熔化，避免芯撑过早软化和熔化，造成铸件壁厚变化
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浇注系统设计原则
浇注系统尽可能结构简单紧凑，占砂箱面积小，体积小，有利于减少冒口体积，节约合金和型砂，提高砂箱利用率，方便造型、清理和浇注系统模样的制造
使液态合金以最短的距离，最合适的时间充满型腔，有足够的压力头，并保证金属液面在型腔内有必要的上升速度等，以确保铸件的质量；
起一定的补缩作用，在内浇道凝固前补给部分液态收缩
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浇注系统的设计内容与步骤
选择浇注系统的类型和结构；
合理地在铸型中布置浇注系统及确定内浇道的引入位置和个数；
计算浇注时间和浇注系统中的最小断面积，确定直浇道的高度（如有浇口杯则从杯中液面高度算起）
按经验比例数据决定其他组元的断面积；
大批量生产时需经过生产阶段的反复，如有不足之处，应调整以上各项设计内容，甚至修改工艺方案，直到合理并保证质量为止。
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第一节 液态金属在浇注系统的流动
型壁的多孔性、透气性和合金液的不相润湿性，给合金液的运动以特殊边界条件
在充型过程中，合金液和铸型之间有着激烈的热作用、机械作用和化学作用；合金液冲刷型壁，粘度增大，体积收缩，吸收气体、使金属氧化等；
浇注过程是不稳定流动过程
在型内合金液淹没了内浇道之后，随着合金液面上升，
充型的有效压力头渐渐变小
型腔内气体的压力并非恒定
浇注操作不可能保持浇口杯内液面的绝对稳定
一、砂型流动的水力学特点
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合金液在浇注系统中一般呈湍流状态
多相流动
    一般合金液总含有某些少量固相杂质、液相夹杂和气泡，在充型过程中还可能析出晶粒及气体，故充型时合金液属于多相流动
一、砂型流动的水力学特点
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浇口杯作用：
用来承受来自浇包的金属液流并引入直浇道，防止过浇而溢出；
避免流股直冲直浇道，减少液流对铸型的冲击
有一定的挡渣作用；
当砂箱高度低、压头不够时，又可用以增加金属液的静压头。
二、浇口杯中的流动
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浇口杯分类：漏斗形浇口杯、池盆形浇口杯
二、浇口杯中的流动
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