铸造工艺与模具-浇注系统设计ppt课件.ppt

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1、第三章浇注系统设计3.1概述浇注系统是铸型中液态金属流入型腔的通道之总称。什么是好的浇注系统？浇注系统尺寸所占比例小；合金液以要求速度填充模具；仅是液态金属（无渣、氧化和砂）进入模腔；消除表面紊流；浇注系统部分便于从铸件上去除。浇注系统的主要功能使液态合金平稳充满砂型；阻挡夹杂物进入型腔，以免形成渣孔；调节铸型与铸件各部分的温度分布以控制铸件的凝固顺序；起一定的补缩作用，在内浇道凝固前补给部分液态收缩；让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；充型流股不要正对冷铁和芯撑；合理的

2、浇注系统应能节约金属，有利于减少冒口的体积。结构简单紧凑，利于提高铸型面积的利用率，便于造型和从铸件上清除。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。合金液在砂型中流动的水力学特点1.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；2

3、.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；3.浇注过程是不稳定流动过程；4.合金液在浇注系统中一般呈紊流状态；5.多相流动。尽管如此，运用水力模似还是可以提供一些有益的情况。3.2浇注系统类型选择3.2.1浇注系统的组元作用：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。①浇口杯液态金属在浇口杯中的流动液态金属在平底的浇口杯中流动时易出现水平涡流。流量分布不均匀造成流速方向偏斜。水平分速度对直浇道中心线偏斜

4、，形成水平涡流运动。在涡流中心区形成一个漏斗形充满空气的等压自由液面的空穴。容易将空气和渣子带入直浇道。图浇口杯中涡流运动浇口杯中液体要有必要的深度，并在整个浇注过程中连续供给金属液，保持液面不变，浇包嘴尽可能接近和迅速浇满浇口杯。图浇注状态对液流运动的影响(a)合理(b)、(c)不合理浇口杯还应有合理的形状和结构，以防止产生水平涡流，提高浇口杯的挡渣能力。金属液沿斜壁流下，其流速的减低和流向的改变，形成垂直方向的涡流，有利于杂质的上浮。图浇口杯的挡渣作用漏斗形浇口杯：结构简单，制作方便，容积小，消耗金属液少；只能用来接纳和缓冲浇注的金属流股，挡渣能力小；

5、主要用在小型铸铁件及铸钢件，广泛用于机器造型。漏斗口的直径应该比直浇道大一倍以上。为了挡渣，可用带滤网的漏斗形浇口杯。浇口杯的结构分析挡渣作用明显，但是制作程序复杂，消耗的金属较多，主要用于中大型铸铁件。浇口盆的深度应该大于直浇道上端直径的5倍。图池形浇口杯在浇口杯底部加设凹坑有利于形成垂直涡流及增强挡渣能力，可有效的吸收金属液的冲击，并在浇注时阻止缓慢浇入的金属液进入直浇道。待包嘴对准，才快速浇注和充满直浇道，使渣子进入的最少。纵向顺浇方便浇注工作，不易产生垂直涡流，轻质点夹杂物进入直浇道的可能性大；纵向逆浇易形成垂直涡流，有助于夹杂物上浮。侧向浇注形成

6、垂直涡流的可能介于上述两者之间，液流从一侧流向直浇道，易形成水平涡流。图平底浇口杯中浇注方向对液流流向的影响a)侧向浇注b)纵向顺浇c)纵向逆浇纵向逆浇时排渣、排气效果最好；纵向顺浇时效果较差；侧向浇注虽然金属液从浇口杯一侧越过底坎流向直浇道时会出现水平涡流，但涡流的旋转速度也因底坎的限制而小得多。图底坎和浇注方向对液流流向的影响a)纵向逆浇b)纵向顺浇c)侧向浇注在池形浇口杯中增设隔板和在浇口杯出口处又有底坎，就能把浇包落入浇口杯中流股的紊乱搅拌作用限制在浇注去范围内，且能急剧改变流股方向，形成使轻质点杂质上浮的流向。图带隔板和底坎的浇口杯a)合理b)不

7、合理拔塞浇口杯a)熔化铁隔片浇口杯b)扒塞浇口杯c)浮动闸门浇口杯即使带隔板和底坎（或凹坑）的浇口杯，也不能完全阻挡浇注开始时液流带入的气体和夹杂物，故浇注重要铸件时，常在浇注前用各种方法将直浇道堵住，等浇口杯充满后再打开，并一直保持浇口杯的液面高度。②直浇道直浇道多为圆形或方形断面的锥形管道，作用是从浇口杯向下引导金属液进入浇注系统的其他组元或直接导入型腔，并提供足够的压力头，使金属液在重力作用下能克服流动过程中的各种阻力，充满型腔的各个部分。液态金属在直浇道中的流动特点直浇道一般不能挡渣，而且金属液通过时容易带入气体。当气体被卷入时容易带入气体。当气体

8、被卷入型腔时而又不能顺利逸出时，就会在铸件中形成气孔。图液体从浇口