澆注系統(tǒng)設(shè)計.ppt

1、16:07,1,澆注系統(tǒng)設(shè)計,16:07,2,2.DISA垂直分型澆注系統(tǒng)的設(shè)計,1封閉式澆注系統(tǒng)（增壓式）； 2開放式澆注系統(tǒng)（減壓式）; 3混和式澆注系統(tǒng) （綜合式）.,共有三種,16:07,3,澆注系統(tǒng)類型,內(nèi)澆口 綜合式,內(nèi)澆口 減壓式,內(nèi)澆口 加壓式,16:07,4,1封閉式澆注系統(tǒng)的計算公式,1036是常數(shù)，包含了鐵水的密度； F是內(nèi)澆口的面積（m ）； G是鑄件單重（冒口）Kg; T是澆注時間（S) 秒； H是靜壓高度（ mm）從澆口杯到內(nèi)澆口之間的距離； M是摩擦系數(shù)（損耗系數(shù)）（0.2-0.6）,F=1036G/Tm H,16:07,5,靜壓高度H，根據(jù)入水方式的不同有如下三

2、種計算方法。,16:07,6,只有在理想狀態(tài)時無損耗（損耗系數(shù)1），在實際狀態(tài)中損耗系數(shù)在0和1之間。損耗系數(shù)越高，損耗越小。(0M1).用不同的損耗系數(shù)計算出的澆注系統(tǒng)流量損耗：,16:07,7,對于相同的澆口面積（ m ），因形狀的不同而使摩擦損耗各不相同，這主要反應(yīng)在澆注系統(tǒng)的沖型順序和澆注時間的不同。內(nèi)澆口幾何形狀對損耗系數(shù)的影響，同樣的澆口面積因澆口的厚度不同，而使流量損耗不同：澆口越厚，損耗系數(shù)越低。,16:07,8,3.鑄件內(nèi)影響流量損失的因素,16:07,9,如果金屬液是理想流，那不摩擦和粘度的變化而產(chǎn)生能量損耗，為考慮澆注系統(tǒng)中的能量損耗，可采用損耗系數(shù)。此系數(shù)（m）說明在澆

3、注系統(tǒng)中的鐵水流速下降總量。在一般的情況下，有兩個因素的影響損耗系數(shù)，其一，由于氣體的反壓力或不正確的鐵水導(dǎo)入型腔的方式引起的澆注系統(tǒng)和鑄件的能量損耗。其二，依賴于金屬成分、澆注溫度和金屬類型的鐵水粘度。損耗系數(shù)是一個典型的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，它可作為澆注系統(tǒng)初步設(shè)計的估計值，以后在試用澆注系統(tǒng)時，在對其進(jìn)行修正。,16:07,10,4.澆注系統(tǒng)的缺陷,16:07,11,A:澆道內(nèi)有持續(xù)金屬流，兩個型腔幾乎同時開始沖型。 B:內(nèi)澆口面積與流速 不匹配，系統(tǒng)似乎 已經(jīng)充滿，操作者開始澆注下一個砂型。 C:金屬液面在系統(tǒng)內(nèi)緩慢下降，結(jié)果：鑄造缺陷。,16:07,12,上圖：橫、直澆道面積正確，但內(nèi)澆道面積大

4、小時的三個澆注階段。 總結(jié)：直澆道面積比例適當(dāng)，幾秒鐘后澆注系統(tǒng)即被充滿，在第三秒時（A） 兩個型腔幾乎同時開始充滿。 五秒鐘后砂型似乎充滿；鐵水溢出砂型頂部。操作者停止?jié)沧?，認(rèn)為可以澆注下一砂型了。（B)砂型向前移動一個砂型距離后，澆口杯中的液面卻下降了。原因：內(nèi)澆口的金屬液流速太慢，換句話說，內(nèi)澆口相對于直澆道面積和型腔容積阻流過大，這會導(dǎo)致：,16:07,13,1.澆不足 2.鑄件冷隔 3.鑄件加渣（爐渣或型砂等雜物在上浮時被突然下沉的金屬液沖入型腔）。,16:07,14,5.沖型順序,不正確的沖型順序是產(chǎn)生鑄件缺陷的主要原因。不正確的澆道尺寸會引起型腔的不同沖型，延長了澆注時間，降低了

5、生產(chǎn)效率，而且大大提高了廢品率。 由此可以得出結(jié)論：不僅內(nèi)澆口面積對系統(tǒng)正確沖型是重要的，而且內(nèi)澆口的面積與直澆道面積間的比例也是極為重要的。例如：,16:07,15,16:07,16,A=70mm,B=60mm,C=50mm,內(nèi)澆口一般高度為1.5-3mm，內(nèi)澆口摩擦力大流量小。,16:07,17,標(biāo)準(zhǔn)梯形直澆道的形狀,16:07,18,沖型順序,16:07,19,沖型順序,正確的沖型順序，雖然內(nèi)澆口符合理論靜壓高度，但是仍不能建立預(yù)設(shè)的壓力。 原因：橫 、直澆道不正確。,16:07,20,澆注系統(tǒng)與澆口杯之間的關(guān)系,1.把金屬液導(dǎo)入澆注系統(tǒng)，盡快建立靜壓力。 2.其設(shè)計形狀和尺寸與澆注系統(tǒng)

6、其它處的流量相對應(yīng)。 3.阻止金屬液飛濺。 4.確保最初的渣液分離，使渣和其它雜質(zhì)浮到金屬液表面。 5.防止鐵水滿溢，使鐵水不流到砂型的頂部。 6.高效率、澆口杯所提供的流量與澆口杯重量之比越高越好。,一個好的澆口杯應(yīng)具備以下幾點：,16:07,21,澆注系統(tǒng)與澆口杯之間的關(guān)系,模板上澆口杯的位置：,16:07,22,正確的順序為：,16:07,23,標(biāo)注冒口,標(biāo)準(zhǔn)冒口的任務(wù)之一是將熱節(jié)從鑄件關(guān)鍵部位移開。因此，冒口保持熱量的時間盡量長，使其有足夠的金屬液補(bǔ)縮鑄件，這就是冒口必須有最大體積和最小熱擴(kuò)散面積的原因。,冒口的類型： 圓柱形 球形 梯形 常用的冒口是圓柱或球形,附圖,16:07,24

7、,冒口有兩種類型的收縮,1.表面縮孔。 2.內(nèi)部縮松。 改善表面縮孔的對策： a.增加冒口 b.降低澆注溫度 c.增加砂型強(qiáng)度 d.順序凝固 e.改變?nèi)胨绞?f.增大冒口徑,16:07,25,設(shè)計冒口的基本原則,1.何處安置冒口 冒口用以補(bǔ)充鑄件最熱部位(最后凝固）, 因此必須比被補(bǔ)充部位凝固的晚。 2.冒口的尺寸多大 冒口必須裝有足夠多的金屬液補(bǔ)充鑄件收縮。 3.冒口的形狀如何 冒口的形狀必須以最小的體積獲得最大的熱容量，使金屬液順利補(bǔ)縮。,冒口附著在鑄件上儲存金屬液，當(dāng)鑄件凝固收縮時可及時補(bǔ)充金屬液，冒口技術(shù)有四個主要方面：,16:07,26,設(shè)計冒口的基本原則,4. 冒口與鑄件如何連接

8、（冒口徑） 冒口徑的形狀設(shè)計必須能保證冒口與鑄件間通道始終暢通，金屬液以最佳的方式對鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮。,冒口附著在鑄件上儲存金屬液，當(dāng)鑄件凝固收縮時可及時補(bǔ)充金屬液，冒口技術(shù)有四個主要方面：,16:07,27,冒口有兩種類型的收縮,1.表面縮孔。 2.內(nèi)部縮松。 改善內(nèi)部的縮松對策： a.提高CE值 b.增加砂型強(qiáng)度 c.使用冷鐵 d.順序凝固 e.減少孕育用量 f.鐵液凈化 g.鎂殘留量趨進(jìn)0.035,16:07,28,冒口徑分為兩種,1.標(biāo)準(zhǔn)冒口 2.壓邊冒口 合理布置冒口有許多的優(yōu)點： a.更好的鑄件質(zhì)量。 b. 砂型的高出品率。 c.減少熔化成本。 d.更好的模板利用率。 e.使鑄件切削量

9、最小。 這是因為合理的澆冒口設(shè)計可以大大減少冒口的尺寸和數(shù)量。,16:07,29,壓邊冒口,壓邊冒口是避免鑄件的收縮，防止不完整鑄件的極好方法，當(dāng)由于模板空間限制或鑄件清理需要而不能使用傳統(tǒng)冒口時，就要使用傳統(tǒng)冒口。,16:07,30,凝固模數(shù),M=V/A(cm),1.凝固模數(shù)M選擇公式直接輸入：,M冒口系數(shù) （凝固模數(shù)）,V=體積,A=表面積,凝固模數(shù)的計算公式 附圖,16:07,31,凝固模數(shù),MR K*Mc,2.冒口的模數(shù)（MR)取決于被補(bǔ)縮鑄件的模數(shù)（MC)與冒口（K) 的乘積：,MR冒口模數(shù),Mc =鑄件模數(shù),K的取值：灰鐵（0.61.0),球鐵（0.81.1）,16:07,32,D

10、N1/3DR,3.冒口徑的計算公式：,(DN為冒口徑橫截面積直徑，DR為冒口橫截面直徑）。,冒口徑直徑是冒口直徑的1/3，冒口徑長度2-3mm,16:07,33,圓形:D /4,4.冒口徑的面積及形狀：,矩形：a*b,梯形（a+b）*h/2,a,方形 a,16:07,34,冒口徑,決定冒口徑是冒口技術(shù)的最關(guān)鍵部分。與鑄件連接的通道封閉后，冒口就沒有用了，當(dāng)冒口徑的直徑至少為冒口橫截面積的三分之一時，冒口的凝固模數(shù)可以保證在液態(tài)收縮結(jié)縮前，冒口內(nèi)的金屬始終具有流動性。 DN1/3DR (DN為冒口徑橫截面積直徑， DR為冒口橫截面直徑）。,16:07,35,冒口計算范例,為更好的說明冒口計算，此

11、處以球鐵的萬向節(jié)冒口設(shè)計為例。很顯然圓柱支柱是鑄件最緊實部分，這部分冷卻最慢，凝固最晚，因此在金屬收縮時需要金屬補(bǔ)縮。模板的布置圖如下：冒口放置在圓柱的頂部，以便（1）獲得順序凝固 （2）補(bǔ)縮時借助重力,16:07,36,冒口計算范例,如圖：,16:07,37,冒口計算范例,冒口和冒口徑的計算如下： a )鑄件的模數(shù)（Mc)以支柱作為鑄件補(bǔ)縮的部分，因此模數(shù)為： McD * H /2(D+2H)=3.5*8/2(3.5+2*8)=0.72cm,16:07,38,冒口計算范例,b）鑄件用球鐵澆注，因此冒口系數(shù)K0.8-1.1，取K=1.1,則冒口模數(shù)為： MRK*Mc MR1.1*0.72cm

12、MR0.79cm,16:07,39,C)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)冒口形狀，從圓柱形冒口中選擇與計算值最接近且大于計算值的冒口。MR=0.84(6#)符合條件： MR 0.79cm,16:07,40,d) 冒口直徑為：DR=45mm e)冒口徑的橫截面積計算如下： 冒口徑直徑： DN1/3DR=45/3=15mm 冒口徑的面積（為圓形） AN= D /4177mm f)選擇方形冒口徑，則“a”值可輕易求得： A=177mm A=13.3mm,16:07,41,g)與冒口相連的冒口徑必須設(shè)計合理，使沖型時金屬液自然流入型腔，在最后的階段補(bǔ)縮時仍有足夠金屬液注入。 冒口與鑄件間的距離應(yīng)盡量小，盡量使冒口徑受熱不凝固。鑄件上的冒口徑為凹槽形這是為了：1.形成熱節(jié)，保持金屬液流暢通。 2.鑄件清理時容易去處冒口。,16:07,42,開放式澆注系統(tǒng),16:07,43,對比封閉式和開放式澆注系統(tǒng)的優(yōu)缺點,16:07,44,綜合式澆注系統(tǒng),16:07,45,澆注系統(tǒng),16:07,46,鑄造常見的幾種缺陷,1.冷隔,2.砂渣眼,3.掉砂,4.粘板,5.押入,6.錯模,7.粘砂,8.氣孔,9.縮孔,10.打聯(lián),16:07,47,分析對鑄件缺陷產(chǎn)生原因,a)因澆道位置引起的鑄件缺陷。 b)因澆道形狀引起的鑄件缺陷。 c)因澆