教学课件PPT浇注系统设计.ppt

7.1 概述 浇注系统的功能 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。 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. 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 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；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。可用带滤网的漏斗形浇口杯。 池盆形浇口杯：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。 常用浇口杯类型 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。 直浇道的结构设计 直浇道的结构设计 直浇道的形状 上大下小的锥形。 特例：机器造型机上使用直浇道多是上小下大的倒锥形，这时要靠增加直浇道的出口阻力，如在直浇道中增加滤网，阻流片使充满； 直浇道的结构设计 直浇道与横浇道的连接 要增设直浇道窝的结构防止冲砂和卷气，使金属液的紊乱程度降低。窝座的直径一般为横浇道宽的2倍左右面，最好接近横浇道的高度，直浇道与横浇道的连接也应做成圆角。 直浇道窝 直浇道窝的作用：减小金属液的紊流和对铸型的冲蚀作用，减小局部阻力和压头损失，有利于渣、气与金属液分离并上浮。 湿型砂强度低，必要时可在直浇道底放一干芯片（或耐火砖片）以承受金属液的冲击。 ③ 横浇道 横浇道用以连接直浇道与内浇道，并将金属平稳而均匀的分配给各个内浇道； 主要作用是捕集、保留由浇道流入的夹杂物，所以又称“捕渣器”，是浇注系统最后一道挡渣关口。 要求横浇道平稳、缓慢地输送金属液，而低速流动又可减少充填时对型腔时的冲击，利于渣粒在横浇道中上浮并滞留在其顶部而不进入型腔。 撇渣原理 撇渣原理 吸动区范围大小与内浇道中的液流速度成正比例，还随内浇道断面的增大及内浇道、横浇道高度比值得增大而增大。生产中常将横浇道做成高梯形，内浇道制成扁平梯形，内浇道置于横浇道之下，使横浇道高度为内浇道高度的5~6倍。 为了使从直浇道急转弯进入横浇道的金属液的流动比较平稳，以及使渣来得及浮到横浇道顶部，直浇道中心到第一个内浇道的距离为L≥5h横，浇道末端要加长一段距离，以减少最后一个内浇道的吸动作用，甚至加上冒渣口，及使聚集在加长段中的夹杂物不再随液流返回到横浇道的工作段中去。 横浇道断面形状 内浇道的断面形状有梯形，圆形和圆顶梯形三种。梯形和圆顶形主要用于浇注灰铸铁和有色金属合金铸件，圆形断面的横浇道散热最少，但撇渣效果差，用于浇注铸钢件。 横浇道具有撇渣作用的条件： 横浇道必须呈充满状态； 液流的流动速度低于渣粒的悬浮速度（渣粒能在横浇道中浮起）； 液流的紊流搅拌作用要尽量小； 应使夹杂物有足够的时间上浮至顶面，横浇道的顶面应该高出内浇道区一定距离，末端应加长； 内浇道和横浇道应有正确的相对位置。 ④ 内浇道 内浇道的作用是引导金属液进入型腔。 内浇道比较短，本身不能挡渣，但是合理的结构尺寸与与横浇道的连接方式将有利于横浇道的挡渣。 内浇道可以调节铸型与铸件各部分的温差和凝固顺序；分配金属液；控制金属液流的充型速度与方向，使之平稳充型。 内浇道在铸件上开设位置的选择 对壁厚均匀的铸件，应当采用同时凝固的方式，可选用多个内浇口分散引入金属液。壁厚不均匀的铸件，可从薄壁处引入，这样可以平衡铸型各部分的温差，使铸件大体在相同时间凝固，当