铸造中浇注系统设计
铸造浇注系统设计讲解
1）、入口处的连接 (与浇口
杯连接处)
采用圆角，一般要求入 口处圆角半径r≥d／4(d为 直浇道上口直径)。
这样可以减少气体的卷 入和避免尖角型砂被冲掉引 起冲砂缺陷。
2）．直浇道的形状
• 直浇道的形状—上大下小的锥形即设计锥度 上大下小的锥形，
生产中减轻水平旋涡的措施
a 用大深度浇口杯 b 浇口杯底部安放筛网等
c 在浇口杯底部设置堤坝，形成垂直旋涡。
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。
a)合理
b)不合理
• 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
④ 缩短直-横浇道拐弯处的湍流区。
直浇道窝的作用
⑤ 浮出金属液中的气泡：最初注入型内的最初金 属液中，常带有一定量的气体，在直浇道窝内 可以浮出去。
直浇道窝结构设计
直浇道窝的直径应为直浇道下端直径的1.4-2倍，高度为横 浇道直径的2倍，直浇道与横浇道的连接也应做成圆角。
直浇道窝常做成半球形、圆锥台等形状。
主要作用是捕集、保留由渣关口。
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。
1、横浇道中的液流分配
• 金属液从直浇道进入横浇道初期，以较大速度沿 长度方向向前运动，等到达横浇道末端冲击该处 型壁后，金属液的动能转变为势能，横浇道末端 附近液面升高，形成金属浪，并开始返回移动， 使横浇道内液面向直浇道方面逐渐升高，直到全 部充满。
• 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）
精选铸造工艺学浇口设计
（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。
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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 。
第7章 浇注系统设计
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。
1
浇注基本要求： （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
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）
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
第八章 浇注系统设计
Fmin
G 0.0443 H P
用上式计算浇注系统最小截面积时需仔细确定式中各因素的数值。
在计算的铸件确定以后，即已确定。铸件图上一般已标出了铸 件的重量（未标时根据铸件图可估算出铸件重量），再加上浇注系 统和冒口的重量即为G值。
影响µ值的因素很多，难于用数学计算方法确定，一般都按生产 经验和参考实验结果选定。对于航空铝、镁合金铸件所用的扩张式浇 注系统，其µ值可在0.3～0.7之间选取。实际铸造时可根据铸件合金种 类、浇注温度和铸件结构选择。
(1) 应在一定的浇注时间内，保证充满铸型 (2) 应能控制液体金属流入型腔的速度和方向 (3) 应能把混入金属液中的熔渣和气体挡在浇注系统里 (4) 应能控制铸件凝固时的温度分布
(5) 浇注系统结构应力求简单，简化造型，减少清理工作量和 液体金属的消耗。
（1）承接来自浇包的金属液，防止金属液飞溅和溢出，便于浇注；
H
p
P2 H 2C
用上式计算平均静压头有下列三种情况 (1) 采用底注式浇注系统时，因为P＝C(图中(a))，所以有： HP＝H－C/2 (2) 采用顶注式浇注系统时(图中(b))，因为P＝0，所以有： HP＝H (3) 采用中注式浇注系统时(图中(c))，HP可用上面的HM的计 算公式来计算。 HP＝H－C/8
内浇道流量不均匀现象对铸件质量有显著影响： ① 对大型复杂铸件和薄壁铸件易出现浇不足和冷隔缺陷
② 在流量大的内浇道附近会引起局部过热、破坏原来所 预计的铸件凝固次序，使铸件产生氧化、缩松、缩孔
和裂纹等缺陷。பைடு நூலகம்
为了克服内浇道流量不均匀带来的弊病，通常采用如下方法
（1）尽可能将内浇道设置在横浇道的对称位置； （2）将横浇道断面设计成顺着液流方向逐渐缩小形式； （3）采用不同断面内浇道，缩小远离直浇道的内浇道断两积； （4）设置浇口窝等。
第三章 浇注系统的设计与计算
浇注系统设计正确与否关系到铸件的成败， 是铸造生产中的关键技术
第一节 浇注系统 一、浇注系统的组元
浇口杯： 接纳、引入金属 直浇道：引入金属，形成压头 横浇道：引入金属，阻撇熔渣 内浇道：引入金属，调控温度场
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充型流速高，易喷射冲砂；
用于不易氧化的金属。
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２、开放式浇注系统
∑Ａ内> ∑Ａ横>Ａ直
开放式浇注系统初期各组元不可能全充满， 撇渣能力较差，充形流速不高；
冲刷力小，受氧化的程度轻。 用于易氧化的有色合金铸件、球铁铸件。 对于铝、镁合金，常用开放式浇注系统。各 组元截面积比可参考应用：
依据铸件所需凝固方式和流动特性考虑。 同时凝固：
对于壁厚均匀的铸件，拟采用多个内浇道分散引入； 对于不均匀的铸件，则从薄壁处引入。 顺序凝固： 从厚壁处引入金属液。
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5、确定内浇道位置的几个具体问题
结构复杂的铸件，壁厚差别大的补缩区域则按顺
三 、浇注系统的类型
（一）按内浇道在铸件上的位置分
1. 顶注式 a) 普通式
b) 楔形式
c) 压边式
d) 雨淋式
e) 搭边式
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顶注式的优缺点
优点
压头大，流动阻力小， 能够减少浇不足、冷隔缺陷； 温度分布上高下低，铸件补 缩效果好
铝合金砂型铸造案例分析- 浇冒口系统设计
横浇道尺寸 内浇口尺寸
使用以上信息，我们就可以建议一模4件的 初始工艺设计方案。
为什么没有加次冒口2、3？
在初始设计中，我们将验证从主冒口浇注 产生的温度分布变化能否使所有的凝固顺 序都指向主冒口，而不用加次冒口。如果
不行的，再添加冒口或冷铁等。
接下来，对初始设计工艺进行模拟。使用 FLOWCast™模拟充型过程，使用
及最大出品率的冒口尺寸。
联系方式 天津富宇创想科技有限公司
公司网站：
冒口冒口2推荐直径推荐直径15英寸英寸x高高3英寸英寸冒口冒口3尺寸相同直径尺寸相同直径15英寸英寸x高高3英寸英寸接下来使用浇注系统设计向导接下来使用浇注系统设计向导gatingdesignwizard?确定最优浇注时间确定最优浇注时间直浇道横浇道及内浇口尺寸直浇道横浇道及内浇口尺寸最优浇注时间最优浇注时间直浇道形状直浇道形状浇口位置浇口位置浇注系统截面比浇注系统截面比直浇道直径直浇道直径横浇道尺寸横浇道尺寸内浇口尺寸内浇口尺寸使用以上信息我们就可以建议一模使用以上信息我们就可以建议一模4件的初始工艺设计方案
行分析，得到铸件模数*。根据模数就可以
知道铸件每部分的凝固顺序，并用来确定冒 口或浇口放置的最佳位置及给出冒口尺寸。
*注: 传统的模数定义为——体积：表面积，SOLIDCast使用的是热 模数，这比传统的方法要准确的多。
铸件上的模数分布
冒口设计向导（Riser Design Wizard）通 过分析铸件上的模数分布，给出推荐的冒
铸件上的缩松（弥散的缩松）分布
X-Ray View
结论
使用浇注系统设计向导和冒口设计向导， 我们可以很快的设计出铸件工艺方案。使 用FLOWCast和SOLIDCast可以快速验证
铸造工艺设计
浇铸系统和冒口
一、. 浇注系统
浇注系统是引导金属液流入型腔的一系列通道的总称。
作用：确保液态金属能够平稳而合理地充满型腔。
浇口杯 接纳、引入金属，减轻金属液
对铸型的冲击。
组
直浇道 引入金属，提供压力头以克
服流动阻力充满型腔
成 横浇道 引入金属、阻撇熔渣
引入金属、控制金属液的充型
内浇道 速度和流动方向→调控温度场
6）冒口布置在加工面上，可借加工精整铸件表面，零件外观 质量好。
7）对不同高度上的多个冒口，应用冷铁使各个冒口的补缩范 围相隔开
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冒口尺寸计算的基本原理
冒口根部的直径d大于铸件被补缩处的热节圆直径dy 冒口高度H由所选定的系数乘以d得出。
见图4-8，表4-6。
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第四节铸造工艺方案及工艺图 32 示例
铸造工艺图是铸造过程最基本和最重要的工艺文件 之一，它对模样的制造、工艺装备的准备、造型造芯、 型砂烘干、合型浇注、落砂清理及技术检验等，都起着 指导和依据的作用。
铸造工艺图是利用红、蓝两色铅笔，将各种简明的工 艺符号，标注在产品零件图上的图样。
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铸造工艺图绘制
零件的铸造工艺图的制定及铸件图举例(一) 首先应综合考虑浇注位置和分型面的确定，1 加工余 量、2 起模斜度，3 砂芯的部位，要画出砂芯的位置、 形状和芯头。
缺点：金属液难以充满这种浇注系统中的所有单元， 撇渣能力较差，渣和气体容易随液进入型腔，造成 废品。
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2. 常见浇注系统的类型
顶注式 底注式
中间注入式 阶梯注入式
7
2. 常见浇注系统的类型
（3）底注式浇注系统 内（浇1）道顶开注式浇注系统 内浇道开设
铸造业浇注系统的计算
S 系数值
1.63
1.85
2.2
此式子适用于重量不超过450kg 的铸件。
②t=S13√(G*δ)
上式子中，t----时间（s）G----重量（kg） S1-----和金属液相关的系数（铸铁取 S1=2）
厚（mm）
③t=S2*√(2*P*G)
δ----铸件主要壁
上式子中，t----时间（s） G----重量（kg） P----常数，取0.62（认为一吨铁水浇注35秒为合适时间导来）
铸件冒口的尺寸计算
2.1.冒口设计的基本原理
铸件冒口主要是在铸钢件上使用。铸铁件只用于个别的厚大件的灰铸铁件和球铁件上。金属液在液态降温和 凝固过程中，体积要收缩。铸件的体收缩大约为线收缩的3倍。因此，铸钢的体收缩通常按3---6%考虑，灰铸铁 按2---3%，不过由于灰铸铁和球墨铸铁凝固时的石墨化膨胀，可以抵消部分体积收缩，所以如果壁厚均匀，铸型 紧实度高，通常不需要设计冒口。铸件的体收缩如果得不到补充，就会在铸件上或者内部形成缩孔、缩陷或者缩 松。严重时常常造成铸件报废。
其中 h 为浇口杯平面到内浇口的高度，c 为铸件的高度。公式推导从略，见有关的书籍。 以上计算出的是浇注系统的最小截面积。在不同类型的浇注系统中，最小截面积的位置是不同的。封闭式浇注系 统的最小截面积是内浇口，开放式浇注系统的最小截面积是直浇口，最常用的半封闭式浇注系统的最小截面积是 阻流段。
奥藏--:迪台尔特公式是既有理论又有实践经验确定的系数值。是个较科学的公式，计算也很有规律。到一个 新的铸造车间，最好通过实测一些铸件的浇注时间，把式子中的参数选定。 根据这个公式可以自己把常用的参数代入，造个表供本单位使用。
2.2冒口尺寸的基本计算方法
冒口计算的公式、图线、表格等有很多。介绍如下。 最常用的方法是，冒口直径 D=d0+h 理由是假定冒口和铸件以相同的速度凝固，凝固过程是从铸件的两个表面向内层进行，当铸件完全凝固终了， 正好冒口凝固了同样的厚度，这时还剩下中间的空心的缩孔，体积正好等于补缩球的体积，这部分金属液在凝固 过程中正好补缩进了铸件。 当铸件存在热节时，可以把 h 换成热节的直径 T 即可。 即 D=do+T。 另外设计冒口，还有个重要的部位，就是冒口颈，所谓冒口颈就是冒口和铸件的连接通道，冒口里的金属液 都是经由冒口颈补缩到铸件里的。所以对冒口颈的截面是有要求的，通常取冒口颈的直径 dj=（0.6~0.8）T。 冒口高度 H=（1.5~2.5）D。 H 的高度还应该考虑要高于需要补缩部位的高度，否则就成了反补缩了，铸件补缩了冒口，这是要避免的。
消失模铸造浇注系统设计
消失模铸造浇注系统设计1.选择浇注位置1）重要的加工平面应朝下或垂直放置；2）模样的大平面应垂直或倾斜放置；3）尽量将气化模截面积F与周长n之比最小的面朝上安放；4）尽量将气化模上具有开口部分（如空穴及凹槽等）朝上安放，便于填砂紧实；5）便于开设浇、冒系统和除渣排气通道；6）利于造型材料的填充，避免形成死角区；7）凝固原则，就是使截面的横截面积自下而上逐渐增大；8）浇注位置还应有利于多层铸件的排列，在涂料和干砂充填紧实的过程方便支撑和搬运，使模样某些部位加固，防止变形；9）模样在砂箱中的位置应有利于干砂充填，尽量避免水平面和水平向下的盲孔。
2.确定模样吃砂量原则：在保证铸型强度能承受住金属液冲刷和压挤力作用的前提下，吃砂量尽可能小。
表1 砂箱底部和侧面吃砂量的经验数据一箱浇注多件时，两气化模样之间的距离也可采用上述数据。
顶注的吃砂量应大些，控制在150～300mm之间。
3.选择浇注系统的形式a)顶注、 b)上注、 c)下1/3处浇注、d)阶梯浇注、 e)底注、 f)下雨淋浇注f）e）d）c）b）a）图1 浇注系统的形式对内在质量要求严格的中小件宜采用顶注，对结构复杂的大而薄的铸件宜采用底注， 下1/3处侧注及阶梯浇注系统是适用性最广、应用最多的浇注方式。
选用浇注系统时的依据： 1） 各种形式浇注系统的优缺点2） 合金本身的铸造工艺特性如流动性、易氧化性及收缩性等 3） 铸件的大小和壁厚4. 确定一箱多铸的铸件数量及模组的布置形式5. 内浇道设计（确定内浇口的截面总面积、位置和数量、内浇道的形状和尺寸）1） 内浇口截面总面积（1） 经验法 按传统砂型铸造内浇口设计，然后适当调整，一般增大15%~20%。
（2） 公式计算∑=PH t GF 31.0μ内式中：G —流经内浇道的液态金属重量（kg ）（包括铸件重和浇注系统重量）； μ—流量系数（可参考传统工艺查表）一般取0.3～0.4之间； P H —压头高度，根据模样在砂箱中位置确定；t —浇注时间，消失模采用快速浇注的方法，可按下式计算：对于中小型铸铁件：()G G K t t+=3对大型铸铁件：3G K t t =， t K 是修正值，一般取0.85左右。
浇注系统设计
通常用最大相对流量偏差值K来评价内浇道中的 流量不均匀性。
K=(δmax-δmin)/(Qn-1) δmax—— 内浇道中最大流量 δmin—— 内浇道中最小流量 Q —— 系统中的总流量 n —— 内浇道的个数
（图3-2-29） 不同分布的内浇道中，最大流量偏 差与F损／F内的关系
由于内浇道在分型面上开设，就能方便地 按需作出布置，有利于控制金属液的流量分 布和铸型的热分布，对形状复杂的铸件十分 有利。这种浇注系统应用很普遍，适用于中 等重量、高度不大、中等壁厚的铸件。
４. 阶梯式浇注系统 金属液应该是先按底注方式又最下层内浇道引入
型腔，待金属液面接近第二层内浇道时，才有第二层 内浇道引金属液进入型腔，……如此类推，使金属液 由下面逐层按顺序充填型腔，最热的金属液经最高的 那层内浇道进入型腔顶部或顶冒口中，见图3-2-8。
应用：重量不大，不高和形状简单的薄壁或 中等壁厚的铸件。
顶注式浇注系统的其它形式： 雨淋式和压边浇口
２. 底注式浇注系统：
它是内浇道开设在型腔底侧或底下的浇 注系统。
优点：金属液充型平稳，液面逐渐升高， 可以避免冲击，飞溅和氧化及由此而形成的 铸件缺陷。型腔内气体容易逐渐排出。整个 浇注系统较快充满，有利于横浇道撇渣。
浇口杯分为漏斗形浇口杯和浇口盒
（一）、漏斗形浇口杯
漏斗形浇口杯撇渣效果差，但结构简单，节 约金属，多用于一般铸铁小件。（图3-2-10 a）
对于重要的件，常配合过滤网使用。（图3-210 b）
（二）、浇口盒
对于较大的铸件，为了能较好的初次撇渣和 控制流量以及均匀地供给金属，常采用浇口盒， 如图3-2-11 a 所示，金属也从侧面进入浇口杯时， 产生二支股流，一支股流在垂直面内运动，会耗 损能量，减小流量，但有利于渣和气泡上浮。
铸造工艺学浇注系统设计
铸造工艺学浇注系统设计一、引言铸造是制造业中非常重要的一种工艺。
在铸造的过程中，浇注系统设计是一个至关重要的环节。
浇注系统设计的好坏直接影响到铸件的质量和成本。
因此，本文将探讨铸造工艺学浇注系统设计的相关内容。
二、浇注系统的基本组成浇注系统是将熔化的金属倒入铸型中的设备。
一个完整的浇注系统通常由浇口、流道、浇道和进气系统组成。
下面将分别对这些组成部分进行介绍。
1. 浇口浇口是铸件与浇杆相连的部分。
浇口的设计要考虑到金属的流动性和气体的排出。
一般来说，浇口的形状应当为圆形或方形，尽量避免使用锥形或不规则形状的浇口。
2. 流道流道是将熔化金属从浇口引导到铸型中的管道。
流道的设计要保证金属可以顺利地流动，不产生气体团聚和金属氧化。
流道的截面积要逐渐增大，以确保金属流动的顺畅。
3. 浇道浇道是将熔化金属从炉中引导到浇口的管道。
浇道的设计要考虑金属流速和温度的均匀性。
一般来说，浇道的截面积要比流道大，以减少金属的回流和氧化。
4. 进气系统进气系统是将熔化金属中的气体排出的装置。
进气系统的设计要考虑金属的温度和粘度，保证气体可以顺利地排出，避免气泡和气孔的产生。
三、浇注系统设计要点1. 浇口位置浇口的位置要尽量选在铸件最厚部位的上方，保证金属可以顺利地充填整个铸型，并避免气体团聚。
此外，浇口的位置也要尽量避免对铸件表面造成损伤。
2. 流道和浇道设计流道和浇道的设计要满足金属流动的需要，保证金属可以顺利地流动并充填整个铸型。
流道和浇道的截面积要合理选择，使金属流速均匀，避免金属氧化和渣夹杂。
3. 进气系统设计进气系统的设计要保证气体可以顺利地排出，避免气泡和气孔的产生。
进气系统的位置要选择在最容易产生气孔的位置，如铸件表面和浇注系统连接处。
四、浇注系统设计实例分析以某种铸造工艺为例，介绍浇注系统设计的具体步骤和方法。
通过实例分析，展示浇口、流道、浇道和进气系统的设计原理和关键点。
五、结论本文从浇注系统的基本组成、设计要点以及实例分析等方面，探讨了铸造工艺学浇注系统设计的相关内容。
铸造工艺学第3章 浇注系统设计
适用于各类灰铸铁件及球铁件。
封
A杯>A直<A横<A内
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
闭 A杯>A直>A集渣包出 的阻流挡渣装置处。
开口
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 A直>A阻<A横后<A 放式的优点。
式内
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
金属液进入横浇道后，起初以较大的速度沿着它 的长度方向往前流动，直到横浇道的末端处，并 冲击该处的型壁，使液流的动能变为位能，在横 浇道末端处附近的金属液面就升高，形成金属浪 并开始返回移动，直到退回的金属浪与从直浇道 流出的液流相遇后，横浇道中的液面将同时上升 到充满为止。
3.1.4 液态金属在横浇道中的流动情况
横浇道起挡 渣作用应 具备的条 件
横浇道必须呈充满状态
液流的流动速度宜低于渣 粒的悬浮速度 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到金属 液顶面，横浇道的顶面应高出内浇道 吸动区一定距离，末端应加长；
内浇道和横浇道应有正确 的相对位置。
3.1.4 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3-14 上台面铸件的倾斜浇注
3.3.2 浇注系统的计算
（二）阻流组元（或内浇道）截面积的计算及各组元 之间的比例关系的确定 阻流组元截面（简称阻流截面)的大小实际上反映了浇 注时间的长短。在一定的压头下阻流截面大，浇注时 间就短，所以阻流截面的大小对铸件质量的影响与浇 注时间长短的影响基本一致。生产中有各种确定阻流 截面尺寸的方法和实用的图、表，大多都是以水力学 原理为基础的，此处着重介绍水力学计算法。
第三章 浇注系统设计
m Nnq
m —— 浇注金属质量(kg)；N —— 同时浇注的浇包数； n —— 单个浇包的包孔数。
四、铸造非铁合金的浇注系统
特点：密度小、熔点低、热容量小而热导率大，且极 易氧化和液态吸气性强。 常见铸造缺陷：非金属夹杂、浇不到、冷隔、气孔、 缩孔、缩松及裂纹、变形等。
设计非铁合金浇注系统应注意： 非铁合金降温快，应快浇。 1)浇注温度不高，对 型砂的热作用较轻。
二、计算举例（浇注系统设计方法和步骤） 图3-19为灰铸铁件的垂直分型浇注系统的结构形 式，即模板布置简图。
1．绘制模板布置简图 模板布置来自于工艺设计方案和参照造型机标准模 板尺寸及合理吃砂量(图中A、B、C三个尺寸)等。据此 确定出各层铸件内浇道的金属压力头为： h1 =100mm； h2 =250mm； h3 =350mm。 2．计算型内金属质量m 每个铸件质量 2kg，共布置12件。铸件工艺出品率 （灰铁件）按70％估计，则型内金属质量（即铁液质量 数）为2×12 kg / 0.7 = 34.3 kg。
3．确定浇注时间和浇注速度q 造型机产率为300箱／h，节拍12s／型。据表3-8查出 浇注时间为8s。约用2s充满浇注系统，则充填单个型腔的 净浇注时间为6s。每个型腔的浇注速度应为2kg/6s≈0.33 kg/s。
4．选用浇口杯 根据铸型的浇注速度，参照表3-7，可查出浇口杯 尺寸。 如用手工浇注，使用4号浇口杯，铁液积存5.5kg； 如用自动浇注，使用2号浇口杯，铁液积存4kg。
A直： A横： A内＝1：2：4
第二节
浇注系统组元中金属液的流动特性及组元设计
一、浇口杯(盆)
1．漏斗形浇口杯
特点：漏斗形浇口杯结构简 单，制作方便，其本身消耗 金属液少。 适用：小型铸件，在机器造 型中广泛使用。 杯底安放滤孔芯，可挡 渣并对金属液起缓冲作用。
优化重力铸造浇注系统设计减少气孔缺陷
优化重力铸造浇注系统设计减少气孔缺陷优化重力铸造浇注系统设计减少气孔缺陷重力铸造是一种常见的铸造工艺，它通过重力作用将熔化金属浇注到铸型中，形成所需的零件。
然而，在实践中，我们常常面临气孔缺陷的问题，这会影响铸件的质量和使用性能。
因此，优化重力铸造浇注系统设计，减少气孔缺陷是至关重要的。
一、汇流系统优化设计汇流系统是重力铸造浇注系统的关键组成部分，它负责将熔融金属导入铸型中。
为减少气孔缺陷，我们可以采取以下优化设计措施：1. 提高汇流道的灌注速度灌注速度是影响气孔缺陷形成的重要因素之一。
较低的灌注速度会导致气体在熔融金属中产生气泡，进而形成气孔。
因此，通过增加汇流道的直径或缩短灌注时间，可以有效提高灌注速度，减少气孔缺陷的产生。
2. 优化汇流道的设计汇流道的设计也对气孔缺陷的产生起着重要作用。
设计时应尽量避免汇流道中的锐角和死角，以减少金属流动时的阻力和涡流的产生。
此外，适当增加汇流道的长度和宽度，有助于均匀分布金属液体，进一步减少气孔缺陷。
二、浇注温度和金属液体处理除了优化汇流系统，合理控制浇注温度和金属液体处理也是减少气孔缺陷的关键措施。
1. 控制浇注温度较高的浇注温度有助于提高金属流动性，减少金属液体与气体接触的时间，降低气孔产生的可能性。
因此，在实际操作中，我们应根据具体材料的熔点和流动性，合理控制浇注温度，以减少气孔缺陷的风险。
2. 增加金属液体的净化处理金属液体中的氧、水分和杂质都可能成为气孔缺陷的源头。
因此，在铸造过程中，我们可以通过增加净化剂和除湿剂的使用量，有效去除金属液体中的氧和水分，减少气孔的形成。
此外，严格控制金属液体中杂质的含量，也可以减少气孔缺陷的发生。
三、模具设计优化除了浇注系统的优化，模具的设计也是减少气孔缺陷的重要环节。
1. 提高模具的通气性能模具通气性能差是气孔缺陷产生的主要原因之一。
因此，在模具设计中，应增加通气孔的数量和大小，确保熔化金属在浇注过程中能够顺利排出气体，以减少气泡的形成。
铜合金铸件浇注系统设计
八、铜合金铸件浇注系统（一）铜合金铸件浇注系统的形式铜合金按铸造性能分两大类：一类是锡青铜和磷青铜；另一类是无锡青铜和黄铜。
其性能特点、浇注系统形式和适用范围见表!"!"#$%。
表!"!"#$%铜合金浇注系统的形式和适用范围合金种类性能特点浇注系统形式适用范围锡青铜和磷青铜结晶温度范围宽，易产生缩松；氧化倾向较小雨淋式压边式滤渣网式大型长套类铸件短小圆套、圆盘及轴瓦类铸件大、中型复杂件无锡青铜和黄铜结晶温度范围窄，易产生缩孔，易氧化多采用底注法，呈开放式，并常设有滤渣网或集渣包，内浇口做成喇叭状各类铸件（二）铜合金铸件浇注系统的设计铜合金铸件浇注系统的截面比见表!"!"#$&。
铜合金铸件重量和直浇道直径的关系见图!"!"#!#。
表!"!"#$&铜合金浇注系统断面比例及适用范围合金种类各部分截面积比例适用范围锡青铜!直’!横’!内(#’（#)!*!）’（#)!*$）!直’!网’!横’!内(#’+),’（#)!*!）’（#)!*$）复杂的大、中型铸件。
采用底部注入式，且内浇道处不设暗冒口!直’!横’!内(#)!’（#)-*!）’#阀体类铸件。
采用雨淋式浇口，且内浇道处设暗冒口补缩!直’!网’!横’!内(#)!’#’#)-’（!*$）阀体类铸件。
采用带滤渣网的浇注系统无锡青铜及黄铜!直’!网’!横’!内(#’+),’#)!’（$*#+）复杂的大型铸件!直’!网’!横’!内(#’+),’#)!’（#)-*!）中、小型铸件特殊黄铜!直’!直出’!横’!网’!内(#’+)&’（!*!)-）’#’（#+*$+）螺旋桨注：!直出一直浇道出口处的总断面积；!网—滤渣网眼的总断面积。
·#.-·w ww .b zf xw .c o m·!"#·w ww .b zf x w .c o m图!"!"#!$铜铸件重量与直浇道直径的关系（三）铜合金浇注系统的尺寸锡青铜铸件用浇注系统尺寸见表!"!"#%&。
铸造手册中非铁合金铸件浇注系统尺寸的确定
铸造手册中非铁合金铸件浇注系统尺寸的确定铸造是制造业中常见的一种工艺，通过将熔化的金属或非金属材料注入模具中，然后冷却凝固成型，来制造各种零部件和构件。
而在铸造过程中，浇注系统是至关重要的一环，它直接影响着铸件的质量和成型效果。
本文将从深度和广度的角度，探讨铸造手册中非铁合金铸件浇注系统尺寸的确定。
一、什么是铸造手册中的非铁合金铸件浇注系统尺寸？铸造手册中的浇注系统尺寸，指的是对于非铁合金铸件来说，根据铸件的设计和要求，在进行铸造时所需要的浇注系统的各项尺寸参数。
这些尺寸参数包括浇口直径、浇道截面积、浇道长度以及浇注冒口的设计尺寸等等。
二、确定铸造手册中非铁合金铸件浇注系统尺寸的重要性1. 影响铸件的质量浇注系统的尺寸设计不合理会导致浇注不充分，使得铸件出现缺陷，比如气孔、热裂纹等。
合理确定浇注系统的尺寸对于保证铸件的质量至关重要。
2. 影响铸造效率合理的浇注系统尺寸可以降低金属的浇注阻力，提高浇注速度，从而提高铸造的效率。
3. 影响工艺成本如果浇注系统设计不合理，会导致金属浪费或者二次加工，增加了生产成本和周期。
三、如何确定铸造手册中非铁合金铸件浇注系统尺寸？1. 按照铸件的形状和尺寸进行确定铸件的形状和尺寸是确定浇注系统尺寸的基础。
不同形状和大小的铸件，其浇注系统的尺寸也会有所不同。
2. 根据金属流动原理设计根据金属液体在浇注系统中的流动原理，合理设计浇口、浇道和冒口的尺寸和位置，以保证金属充分、均匀地填充模腔。
3. 结合铸造工艺要求根据具体的铸造工艺要求，包括金属的浇注温度、浇注方式、模具的放热要求等，综合考虑确定浇注系统尺寸。
四、个人观点和理解在确定铸造手册中非铁合金铸件浇注系统尺寸时，我认为应该遵循以下原则：一是充分考虑金属流动原理及浇注系统设计的合理性，以保证铸件质量；二是结合具体的铸造工艺要求，使得浇注系统尺寸能够满足铸造过程中的各种要求。
只有在这样的基础上，确定的浇注系统尺寸才能最大程度地保证铸件的质量，提高铸造效率，并节约工艺成本。
铸造浇注系统设计-课件(1)
池盆形浇口杯
特点：挡渣作用明显，但是制作程序复杂，消耗 的金属较多 应用：主要用于中大型铸铁件。 结构：浇口盆 的深度应该大 于直浇道上端 直径的5倍。
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浇口杯中应避免出现水平涡流
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，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。
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
2)采用纵向逆浇，设置底坎、挡板和闸门等； 3)采用特殊结构的浇口杯：拔塞式、浮塞式、铁隔 片式、闸门式等； 4）浇口杯与直浇道相连的边缘做成凸起状。
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三、直浇道中的流动
直浇道的功用： 引导金属液进入横浇道、内绕道或直接导入型腔； 提供足够的压力头，使金属液克服各种流动阻力，
在规定时间内充满型腔。
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
(完整word版)消失模铸造浇注系统设计
消失模铸造浇注系统设计浇注系统和浇注是获得高质量铸件的重要工序，浇注系统很关键，要经过反复试验，浇注系统可以用泡沫塑料板材来制造，但浇注系统最好是发泡成型，如果可能与模型成为一体，只有这样才能减少飞边，因为薄而复杂的浇注系统在操作过程中很容易损坏，所以使浇注系统简化很重要。
浇注系统和浇注操作的目的是减少浇注时产生紊流的倾向，减轻金属液的氧化，防止产生冷隔、皱皮等缺陷，应用成功的浇口设计有很多类型，如顶注、底注、雨淋式浇注，压边浇口、牛浇口等。
金属液的充型速度必频与模型热解的速度相同，浇注速度慢或出现断流的现象，都会引起严重的塌箱，金属液量一定要充分，以保持一定的金属静压头防止金属液前沿与熔融模型之间的空隙处发生他乡。
铁或铝和氧的亲和性、铁或铝的吸气性以及模型结构对控制浇注的成功至关重要。
浇注时泡沫塑料模型要发生一些列的变化，包括熔融、解聚、热解、聚合物裂解等，模型的热解产物会引起很多铸造缺陷，如铝合金中的气孔、缩松，铸件中的碳缺陷，以及铸钢件中的增碳等。
金属液充型过程中，模型在约75℃时开始软化，164℃时溶熔，316℃时开始解聚，在580℃时开始分解，设计浇注系统和浇注过程中，要防止气体、干砂、模型的热解残留物卷入金属液中，减少模型热解残留物取决于浇注系统的设计、浇注速度、模型的几何形状（尤其是模型的表面和体积之比）、涂料、砂箱的排气、真空的使用、模型的密度及种类等。
浇注系统的主要作用是用金属液充填型腔，同时必须不对铸型和金属两者产生部可接受的损坏，浇注系统能够在型内建立温度梯度、提供补给金属，以促进健全的铸件，浇注过程中，浇注系统内的金属流不仅要支撑铸型，还要通过浇注系统排除模型的热解产物，在涂料和干砂的充填、紧实的过程中，浇注系统还可用以支撑和搬运，浇注系统还要有一定的强度，便于操作并使模型某些部位可能加固，防止变形。
浇注出铸件后，必须去掉浇注系统。
浇注系统应该与铸件部重要的部位相连并且面积应尽量减小，一般情况下，面积越小，可增加浇注系统装配模型数量。
熔模铸造浇注系统计算
熔模铸造浇注系统计算熔模铸造是一种常用的制造复杂和精密铸件的工艺，其浇注系统的设计和计算对于确保铸件质量和生产效率具有重要意义。
本文将介绍熔模铸造浇注系统的计算方法和步骤，并详细阐述其中的关键要点。
1.浇注系统的设计原则1.1浇注系统应保证熔融金属顺利流入模腔，并避免气体和杂质的混入。
1.2浇注系统应能够提供足够的金属流量和压力，以填充模腔和充实铸件。
1.3浇注系统应使金属液的速度和压力逐渐减小，以避免金属的喷溅和侵蚀模具。
1.4浇注系统设计应考虑模具的结构特点和铸件形状，以获得良好的浇注效果。
2.浇注系统的主要计算参数在进行浇注系统的计算前，需要收集和确定以下参数：2.1铸件的形状和尺寸：包括铸件的几何形状、尺寸、壁厚等。
2.2材料的液态性能：包括铸造合金的熔点、密度、表面张力等。
2.3系统的性能：包括浇注管道和浇注头的直径、长度和形状等。
2.4浇注过程的条件：包括金属液的温度、浇注速度和压力等。
3.浇注系统的计算步骤根据以上参数和原则，进行浇注系统的计算，一般可分为以下几个步骤：3.1确定浇注管道和浇注头的几何参数：根据铸件的形状和尺寸，确定浇注管道和浇注头的直径、长度和形状。
通常，浇注管道和浇注头的直径会逐渐减小，以保证金属液的速度和压力逐渐降低。
3.2计算浇注头的流速和压力：根据材料的液态性能和浇注过程的条件，计算金属液在浇注头中的流速和压力。
这一步需要考虑金属液的粘度、密度以及浇注头的形状、长度等参数。
3.3计算浇注管道和浇注头的阻力：根据浇注管道和浇注头的形状和尺寸，计算流动的阻力。
这一步需要考虑流动的雷诺数、曼宁系数和摩擦因数等参数。
3.4确定浇注时间和浇注压力：根据铸件的尺寸和形状，计算金属液的流速和浇注时间，进而确定浇注压力。
通常，浇注时间应保证金属液充分填充模腔，并保持一定的冲刷效果。
4.浇注系统的优化完成上述计算后，可以进行浇注系统的优化，包括以下几个方面：4.1浇注管道的优化：可以通过改变浇注管道的形状和尺寸，减小阻力和压力损失，提高浇注效率。
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4、阶梯式浇注系统
阶梯式浇注系统适用于高度大 的中、大型铸件。具有垂直分 型面的中大件可优先采用
二、按浇铸系统各基本组元截面积比例分类
1、封闭式浇注系统：
阻流－在一个浇注系统中截面积最小的浇道 ∑S内≤∑ S横≤ S直，例如1: 1.2 : 1.5 或半封闭式：S内≤ S直≤ S横
封闭式浇注系统可理解为正常浇注条件下， 所有组元能被金属液充满的浇注系统，也 称为充满式浇注系统。
优点 封闭式浇注系统有较好的阻渣能力，可防止金属液卷入气
体，消耗金属少，清理方便 缺点
进入型腔的金属液流速度高，易产生喷溅和冲砂，使金属 氧化，使型内金属液发生扰动、涡流和不平静
用于不易氧化的金属铸件。
Hale Waihona Puke 2、开放式浇注系统：∑S内≥∑S横≥ S直；例如1.5 : 1.2 : 1 或半开放式： ∑S内≥ S直≥∑ S横
4、内浇道的功用
控制充型速度和方向，分配金属 ，调节铸件各部位的温度和凝固顺序 ，浇注系统的金属液通过内浇道对铸 件有一定补缩作用。设计内浇道时还 应避免流入型腔时的喷射现象和飞溅
，使充型平稳。
第二节、浇注系统的基本类型及选择 一、按浇注系统 的引入位置分类
1、顶注式浇注 系统
顶注式浇注系统
优点:
容易充满，可减少薄壁 件浇不到、冷隔方面的 缺陷
充型后上部温度高于底 部，有利于铸件自下而 上 的顺序凝固和冒口的 补缩
冒口尺寸小，节约金属
内浇道附近受热较轻
结构简单，易于清除
缺点:
易造成冲砂缺陷金属， 液下落过程中接触空气， 出现飞溅、氧化、 卷入 空气等现象，使充型不 平稳
过度氧化。 5.具有良好的阻渣能力。 6.金属液进人型腔时线速度不可过高，避免飞溅、冲刷型壁或砂芯。 7.保证型内金属液面有足够的上升速度，以免形成夹砂结疤、皱皮、
冷隔等缺陷。
第一节、浇注系统各单元的作用：
1、浇口杯的作用：①承接来自浇包的金属液，防止金属液 飞溅和溢出，便于浇注；②减轻液流对型腔的冲击、分离 渣滓和气泡，阻止其进入型腔；③增加充型压力头。
第四章 浇注系统
浇注系统的作用：将液态金属引入铸型。
典型浇注系统的结构 a)封闭式 b)开放式 1-浇口杯，2-直浇道，3-直浇道窝，4-横浇道，5-末端延长段，6-内浇道
对浇注系统的基本要求
1.所确定的内浇道的位置、方向和个数应符合铸件的凝固原则或补缩 方法。
2.在规定的浇注时间内充满型腔。 3.提供必要的充型压力头，保证铸件轮廓、棱角清晰。 4.使金属液流动平稳，避免严重紊流。防止卷入、吸收气体和使金属
2、直浇道的功用：
①从浇口杯引导金属向下，进入横浇道、 内浇道或直接导入型腔。
②提供足够的压力头，使金属液在重力作 用下能克服各种流动阻力，在规定时间内充 满型腔。
直浇道窝
作用： 1、缓冲作用 2、缩短直- 横拐弯处的高度紊乱区 3、改善内浇道的流量分布 4、减小直- 横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
① 横浇道应成充满流态，即满足充满的条
件
② 流速应尽可能低
③ 内浇道的位置关系要正确
a)内浇道距直浇道应足够远，使渣固有条件浮起到超过内浇道 的吸动区。 b)有正确的横浇道末端延长段 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。 d）封闭式浇注系统的横浇道应高而窄，一般取高度为宽度之2 倍。内浇道宜扁而薄，以降低其吸动区。 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 道同横浇的连接，呈锐角时初期进渣较多；呈钝角时增加紊流 程度。
3、横浇道的功用
①向内浇道分配洁净的金属液
②储留最初浇入的含气量和渣污的低温 金属液并阻留渣滓
③使金属液流平稳和减少产生氧化夹渣 物
横浇道的阻渣原理
横浇道内，在内浇道入口周围存在一个区域，被称为内浇道 的吸动区，只要金属进入该区就会自动流入内浇道。显然， 进入该区的渣团也将会流入型腔。
横浇道发挥阻渣作用应具备的条件
易产生砂孔、铁豆、气 孔和氧化夹杂物缺陷， 大部分浇注时间，内浇 道工作在非淹没状态，
横浇道阻渣条件相对较 差
2、底注式浇注系统 ---内浇道设在铸件底部
底注式浇注系统的优点：
内浇道基本在淹没状态下工作，充型平稳。 可避免金属液发生飞溅、氧化。 无论浇口比是多大，横浇道基本工作在充满状态下，有利于阻渣。 型腔内的气体容易排出。 缺点： 充型后金属的温度分布不利于顺序凝固和冒口补缩； 内浇道附近容易过热，导致缩孔、缩松和晶粒粗大等缺陷； 金属液面在上升中容易结皮，难于保证高大的薄壁铸件充满，易形成浇
不到、冷隔等缺陷。 金属消耗大；
应用:
主要用于结构复杂的各种黑色金属 铸件和易氧化的有色金属铸件。
3、中间注入式浇注系统
对内浇道以下的型腔部分为顶注 式；对内浇道以上的型腔部分相 当于底注式。故它兼有顶注式和 底注式浇注系统的优缺点。由于 内浇道在分型面上开设，故极为 方便，广为应用。适用于高度不 大的中等壁厚的铸件。
在正常浇注条件下，金属液不能充满所有组元的浇注系统，又 称为非充满式浇注系统。
主要优点 进入型腔时金属液流
速度小，充型平稳，冲 刷力小，金属氧化轻。 主要缺点
阻渣效果稍差，内浇 道较大，金属消耗略多
适用于易氧化的有色金属铸 件(如轻合金铸件)、球铁件 等、漏包浇注的铸钢件也宜 采用开放式浇注系统，但直 浇道不能成充满态，以防钢 水外溢，造成事故。