铸钢件冒口的设计规范
完整版铸钢件冒口的设计与计算
§4铸钢件冒口设计设计步骤：1〕确定冒口的安放位置2〕初步确定冒口数量3〕划分每个冒口的补缩区域,选择冒口类型4〕计算冒口的具体尺寸冒口计算方法：模数法+比例法+补缩液量法〔参考资料〕一模数法1计算原理要保证冒口晚于铸件凝固,需冒口的模数大于铸件被补缩部位的模数.即 廿件对于铸钢件,冒口、冒口颈、铸件的模数应满足以下比例关系：明】页冒口1M 产〔1.1-L2〕 M 什 暗侧冒口；〞伸:M M 也产1:1.1:1.2 钢液通过胃口浇注:M 鼠M.电:〔1-L03〕:L2 式中 M 虾M 件一分别为冒口、冒口颈和铸件被补缩处的模数0为了保证冒口中有足够的金属液补充铸件的收缩,还应该满足以下条件3W V 〔旷件+「皆〕忘%平式中央——冒口所能补缩的铸件体积；% 一 -冒口体积:0 --- 合金的体收缩率,具体数值,参见表4.3；斗——冒口的补缩效率.各种冒口的补缩效率值,见表4~4.表4.3确定铸钢体收缩率⑶的国袤 合金锅的体收缩率 口 二—普通碳制相同,UJ 由左图中查卅各合金先蜜体收编量相总跳枸为邑=工尢卬式中：中 合金铜中各含金无素狗含里.电分别表示出、g …E 霁合金元素对体收缩率的除正累鞋,由卜一栏中直出r 各元素分别为t1、缸、h …划：EX =以ML** Ml +&g 十品阴- ,合金兀素W Ni Mn Cr Si Al 修正系数人0.53 ■ 0.0354 +0.05 S5 M12 +1.03 -1.70 普通城飒体收埒率fi-fr总结：M冒=1.2M件P127式4-5,左边为总收缩量,右边为由冒口补充量2计算步骤1〕计算铸件模数根据铸件需补缩部位,划分补缩区,分别计算铸件的模数.计算方法：公式计算+图表计算—表4-5 〔p128-130〕.2〕计算冒口及胃口颈模数.根据热节的位置,确定胃口的类型,再根据式〔4-2〕或式〔4-3〕、式〔4-4〕. 即可计算出国口及冒口颈模数计算举例；铸钢件在下部法上处放置暗冒口补缩. 如图4-3三所示.求吩和利用表4・5中上形体计算公式,法兰处o=200mm, b—lOOnun*非散热面可得:“*0x20 …M 社=—j ---- ——cm = 3.636cm件2〔10 + 20〕-5因浇口通过冒口,故：1.05Mr = 374 cm 加冒=L2A/件=436 cmS 中左边的冒口颈…W R=〔22X 10X2〔22+10〕］四4一箝补缩铸钢件法兰的目口颈cm- 3.43cm,小于3.74cm,不能满足补缩要求,在铸件热节处将出现缩松口采用右边的冒口颈,必=Q0X 12V［2QO+I2〕］crti=3.75cm,满足了要求.计算M件用L形体计算公式,为什么不用法兰体公式去套呢？〔法兰体高度b无法确定〕图4-33B-B剖面图中200应改为220,因计算M B时用的数值是220;另外, 冒口直径为〔|〕220,其冒口颈宽也应为220.〔A-A剖面图中200改否.〕采用右边的A-A剖面冒口颈满足了要求,A-A剖面冒口颈尺寸怎么得来的呢？不要瞎懵,可列式M仝^=3.74=20X/［2 〔20+X〕］,求出X=12.生产中可根据M冒数值查出标准侧冒口,得冒口尺寸〔直径、高等〕,冒口颈尺寸,冒口体积、重量,能补缩的铸件体积及重量〔 M冒结合一查〕.3〕确定铸钢件体收缩率由表4-3求出.例如,ZG270-500的平均W C=0.35%,假设浇注温度为1560℃,可从表4-3 查出=4.7%〔碳钢e V= e C〕.£V如何查出的呢？浇注温度为1560 C; W C=0.40%, ev=5%; W C=0.20%,&V=3.8%;据此列式〔5-3.8〕 / 〔0.4-0.2〕 = 〔5-X〕 / 〔0.4-0.35〕,解出X=4.7 〔插入法,比例法〕4〕确定冒口形状和尺寸查相关表格.5〕确定冒口数目6〕校核冒口的最大补缩水平.二比例法〔热节圆法〕使冒口根部直径大于铸件被补缩处热节圆直径或壁厚, 再以冒口根部直径来确定其他尺寸.D=cd式中D ……冒口根部直径；c ••…比例系数,参见表4-6;〔查表步骤〕d ……铸件被补缩热节处内切圆直径.可用作图法画出图4-34热节圆直件a 〕壁厚均匀b 〕壁面和交查表步骤：1〕选取比例系数c 〔先按铸件结构选择冒口类型,再选比例系数〕2〕确定冒口高度〔根据直径 D 确定〕；3〕确定每个冒口长度或冒口个数〔根据冒口延伸度确定〕.三铸件工艺出品率的校核表4-7说明校核方法.采用普通冒口时,冒口尺寸 可根据表中数值进行验算 和调整,即将冒口重量代入 计算后,假设工艺出品率低于 表中数值,那么冒口尺寸偏 大,可适当减小冒口高度； 假设高于表中数值,那么应加大 冒口尺寸或增加冒口个数.四冒口计算举例 见p133例题.图535 ZG35SiMn 铸钢齿轮铸件1模数法工艺出品率= 铸件重量铸件重量+浇铸系统重 量+冒口重量轮缘与轮辐的交接处为热节,其直径d按作图法得50〔大于轮缘厚40〕;按作图法且考虑热节增大,见P126图4-31,dy=d+〔10~30〕,取d=60 〔见P134比例法〕.轮缘热节处按表4-5应为板与杆的相交体,由图4-35可得a=d=60mm, b=180mm,c=24mm.2比例法〔热节圆法〕作业：如下列图铸钢齿圈坯件ZG25,为一圆环,中径〔|〕920,厚80,高240, 有三种补缩方案：3个6190冒口, 3个6190冒口和3个冷铁,尺寸为：宽100X厚50X高240, 6个6190冒口.按有效补缩距离检验,冒口数目是否足够？。
冒口设计参考
冒口设计第一节冒口的种类及补缩原理冒口(riser，feeder head)是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。
习惯上把冒口所铸成的金属实体也称为冒口。
1.冒口的种类>>1.通用冒口(传统)>>1.普通冒口>>1.依位置分类>>1.顶冒口2.顶冒口2.依顶部覆盖分类>>1.顶冒口2.顶冒口2.特种冒口>>1.依加压方式分>>1.大气压力冒口2.压缩空气冒口3.发气压力冒口2.依加热方式分>>1.保温冒口2.发热冒口3.加氧冒口4.电孤加热冒口、煤气加热冒口3.易割冒口2.铸铁件的实用冒口(均衡凝固)>>1.直接实用冒口(浇注系统当冒口)2.控制压力冒口3.冒口无补缩2.冒口形状冒口的形状有圆柱形、球顶圆柱形、长(腰)圆柱形、球形及扁球形等多种3.通用冒口补缩原理>>1.基本条件>>1.冒口凝固时间大于或等于铸件(被补缩部分)的凝固时间2.有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩，补偿浇注后型腔扩大的体积3.在凝固期间，冒口和被补缩部位之间存在补缩通道，扩张角向着冒口2.选择冒口位置的原则>>1.冒口应就近设在铸件热节(hotspot)的上方或侧旁2.冒口应尽量设在铸件最高、最厚的部位。
对低处的热节增设补贴或使用冷铁，造成补缩的有利条件3.冒口不应设在铸件重要的、受力大的部位，以防组织粗大降低强度4.冒口位置不要选在铸造应力集中处，应注意减轻对铸件的收缩阻碍，以免引起裂纹5.尽量用一个冒口同时补缩几个热节或铸件6.冒口布置在加工面上，可节约铸件精整工时，零件外观好7.不同高度上的冒口，应用冷铁使各个冒口的补缩范围隔开3.冒口有效补缩距离的确定>>冒口的有效补缩距离为冒口作用区与末端区长度之和，它是确定冒口数目的依据，与铸件结构、合金成分及凝固特性、冷却条件、对铸件质量要求的高低等多种因素有关，简称为冒口补缩距离1.铸钢件冒口的补缩距离有色合金的冒口补缩距离外冷铁的影响补贴(padding)的应用第二节铸钢件冒口的设计与计算铸钢件冒口属于通用冒口，其计算原理适用于实行顺序凝固的一切合金铸件。
铸件冒口设计的原则及方法
图 ４ 冒口放在两热节之间的工艺对比
放在最后凝固的部位和几何热节处，形成 的接触热节和冒口补缩液流通效应的影 响，会使冒口安放处铸件的凝固时间延长， 相应增加对冒口补缩时间的要求，同时也 对热节处的内在质量产生不利的影响。为 此，文献［４］提出了动态顺序凝固的概念。 动态顺序凝固是指冒口离开热节，放在近 热节处，利用冒口根处形成的接触热节和 冒口补缩液的流通效应，实现铸件各部分 朝向冒口的顺序凝固。其实质是使铸件的 几何热节与设置冒口形成的接触热节相分 离，并控制次热节处所形成的接触热节，使 其凝固模数比几何热节的大，比冒口的小， 将凝固顺序由薄壁→次热节→几何热节→ 几何热节处的接触热节→冒口，改变为薄 壁→几何热节→次热节处的接触热节→冒 口，既避免了接触热节处热量过分集中，又 利用接触热节的热效应，在冒口和几何热 节之间形成补缩通道，保证冒口对几何热 节的补缩。
采用模数法计算出的冒口体积，应该
用补缩液量法进行校核，即冒口体积 V 应 r
满足式（１）。
３．２ 热节圆比例法
热节圆比例法是一种经验性方法。采
用作图法或几何公式计算出热节圆直径 T， 然后根据铸件不同截面形状确定例系数α的数值多来源于工程实
科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
１０１
科技创新导报 ２００８ ＮＯ．２７ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
工 程 技 术
图 ５ 冒口直径与铸件厚度热节圆直径的 关系
使膨胀压力得以控制，避免铸型扩大，一般
铸件凝固过程中，冒口液面不断下降， 体积减少，散热表面积增加，冒口模数动态
变小；铸件获得补缩液体后热量增加，凝固
铸钢车桥铸件技术规范
铸钢车桥铸件技术规范铸钢车桥铸件技术规范一、铸件第一次抛丸1、铸件经第一次抛丸，粘砂90%以上基本抛干净，允许拐角有不超过2毫米厚的粘砂。
2、浇冒口切割线的粘砂要彻底清除干净。
二、表面质量1、非加工面1.1表面粗糙度：连片和单个小刺高于基面1.5毫米要磨除1.2浇冒口痕迹、披缝、多肉、粘砂、氧化皮必须清除1.3冷隔凹陷的痕迹长小于40毫米，深小于1毫米不焊补。
长大于40毫米一律焊补。
1.4错箱值不大于2毫米。
1.5铸件弯曲变形量不影响整体机械加工。
1.6热处理后铸件焊补可不进行二次热处理2、加工面2.1浇口、冒口痕迹、披缝、多肉长度小于80毫米，凸出要小于3毫米;长度大于80毫米，凸出要小于5毫米。
2.2 凹陷不超过所在平面加工余量2/3.2.3 热处理后再焊补要进行二次低温热处理。
三、不允许存在的缺陷1、铸件不得有未经修补、影响使用寿命的裂纹、冷隔、缩松，夹砂等缺陷。
2、铸件不得有较大连片密集气孔、缩孔、砂眼和铁豆;3、铸件不得有危及与该铸件直接配合的零件寿命的任何铸造缺陷;4、铸件不得有不符合图样和技术要求的其他缺陷。
四、允许存在无须修补的缺陷1 在非加工面上：1.1单个缺陷（砂眼、气孔）小于5毫米，深度小于壁厚的1/4，在直径100毫米圆内小于5个，一般一个独立表面总数不多于12个，间距大于10毫米1.2 缩孔、缩松不大于该处热节圆1/42 在加工后存在的缺陷：2.1非主要工作面上孤立的圆滑的凹孔、非裂纹式沟槽，缺陷不大于5毫米。
深度小于该壁厚的1/4，数量在直径100毫米圆内小于4个，一个独立表面上不多于10个，间隙大于40毫米。
2.2 主要工作面上孤立的圆滑的凹孔、非裂纹式沟槽，缺陷不大于3毫米，深度小于3毫米，总面积不超出所在面的1%，间隔大于40毫米。
注：以上凹陷的缺陷，也可以用金属修补胶进行修补。
五、铸件尺寸公差应符合图纸的技术要求六、铸件重量公差±3%七、铸件化学成分和力学性能、金相组织、硬度7.1 化学成分（%）①残余元素总量不超过1%② ZG35Mn为广西方盛厂家专用的材质7.2 机械性能注：⑴ZG270—500,适用于厚度小于等于100mm的铸件，当铸件厚度超过100mm时，表中的σ0.2仅供设计使用。
铸铁件冒口定量设计课件
（4）横浇道模数 Mh
Mh=f横.f2.Mc
f横=0.75~0.85 f2 ——收缩模数系数 Mc ——铸件模数 根据横浇道模数Mh，求出横浇道尺寸
10 浇注系统充填与补缩一体化设计
（1）充填设计（保证浇注时间，大流量，平稳 洁净，有合理的流态，可控的流动路径）
（2）补缩设计（足够的补缩时间和补缩量） （3）取二者较大者,再核算 （4）给出二者都满足的尺寸
（5）内浇道模数Mn
Mn=f内f2.f4Mc f内=0.35~0.40 f2 ——收缩模数系数 f4 ——冒口颈长度系数 f4=0.8~1.0 Mc ——铸件模数 根据内浇道模数Mn，求出内浇道尺寸
11 铸铁件冒口系列
12 结论
（1）冒口位置不要放在铸件的几何热节上； （2）冒口颈 短、 厚、 宽。 （3）铸铁件收缩时间分数，流通效应系数对
提高中国铸件在国际市场上 的竞争力
谢谢
Qm= G Mc3
3 铸铁件均衡凝固冒口设计方法
（1）收缩模数计算法（3f法） （2）查表法 （3）分段比例查表法
4 收缩模数计算法（3 f法）
（1）冒口体模数MR MR=f1f2f3Mc
f1 ——冒口平衡系数 f2 ——收缩模数系数 f3 ——冒口压力系数 Mc ——铸件模数
取f1=1.2 f2=√P f3=1.1~1.3
冒口，冒口颈大小的影响显著。 （4）无冒口铸造的本质是浇注系统当冒口。
均衡凝固技术1988年获 国家科技进步二等奖
1989年国家科委成都均衡凝固推广班
谢谢
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提高铸造企业工艺水平和 铸件品质
铸造工艺学冒口设计
铸造工艺学是一门 研究金属材料成型 规律和工艺方法的 科学
铸造工艺学涉及到 金属材料的性能、 组织结构、成分和 加工方法等方面
铸造工艺学是机械 制造领域中重要的 分支之一
铸造工艺学在汽车 、航空航天、能源 等领域有着广泛的 应用
铸造工艺学的研究对象和内容
添加标题
研究对象：铸造工艺学是研究铸造生产过程及其相关技术的一门学科，包括铸造材料、铸造设备、铸造工 艺等方面的内容。
置，以获得最佳补缩效果
注意浇注温度对冒口的影响
浇注温度过低可能导致冒口 补缩不足，产生缩孔、缩松 等缺陷
合适的浇注温度需要根据合 金种类、铸件结构、浇注系
统等因素固，影响补缩效果
在实际生产中，可以通过调 整浇注温度来优化冒口设计，
提高铸件质量
注意浇注时间对冒口的影响
优化冒口位置： 将冒口设置在 铸件的非重要 部位或应力集 中区域，以减 少后续加工或 修复工作量。
考虑环保因素： 选择环保型冒 口材料，减少 废弃物对环境 的影响，降低
处理成本。
05 冒口设计的具体方法
确定冒口的位置
确定冒口的位置：根据铸件的结构和尺寸，选择合适的冒口位置，以保证铸件的质量和生产效 率。
球墨铸铁材质的冒口设计实例
材质特性：球墨铸 铁具有高强度、高 韧性、耐磨性等特 点
冒口设计原则：根 据铸造工艺要求， 确定冒口的位置、 大小和形状
实例分析：以某实 际生产中的球墨铸 铁零件为例，详细 介绍冒口的设计过 程和优化方案
效果评估：通过对 比分析，阐述优化 后的冒口设计对提 高铸件质量、降低 废品率等方面的作 用
添加 标题
壁厚对冒口尺寸的影响：壁厚越大，需要的 冒口体积也越大，以补偿铸件凝固过程中的 收缩。
重力浇铸冒口设计原则
重力浇铸冒口设计原则
重力浇铸是一种常见的铸造工艺，它的冒口设计对于铸件的质量和成本都有着重要的影响。
下面我们来探讨一下重力浇铸冒口设计的原则。
冒口的位置应该尽可能地靠近铸件的最高点，这样可以使铸件内部的气体和杂质更容易地排出，从而避免铸件内部的缺陷和夹杂。
同时，冒口的位置也应该考虑到铸件的形状和结构，以便于冒口的顺利切割和去除。
冒口的形状应该尽可能地简单，以便于切割和去除。
一般来说，圆形或方形的冒口是比较常见的选择，因为它们可以很容易地被机器切割和去除。
此外，冒口的大小也应该根据铸件的大小和形状来确定，以确保冒口能够顺利地排出铸件内部的气体和杂质。
第三，冒口的数量和位置也应该根据铸件的大小和形状来确定。
一般来说，较大的铸件需要更多的冒口，以便于更好地排出内部的气体和杂质。
此外，冒口的位置也应该考虑到铸件的结构和形状，以便于冒口能够顺利地切割和去除。
冒口的设计还应该考虑到铸件的成本和生产效率。
一般来说，冒口的设计应该尽可能地简单和经济，以便于降低生产成本和提高生产效率。
此外，冒口的设计还应该考虑到铸件的质量和性能，以确保铸件能够满足客户的要求和需求。
重力浇铸冒口设计是铸造工艺中非常重要的一环，它的设计原则应该考虑到铸件的形状、结构、大小、成本和生产效率等多个方面。
只有合理地设计冒口，才能够保证铸件的质量和性能，从而满足客户的要求和需求。
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§4 铸钢件冒口设计设计步骤：1）确定冒口的安放位置2）初步确定冒口数量3）划分每个冒口的补缩区域，选择冒口类型4）计算冒口的具体尺寸冒口计算方法：模数法＋比例法+补缩液量法（参考资料）一模数法1 计算原理要保证冒口晚于铸件凝固，需冒口的模数大于铸件被补缩部位的模数。
总结：M冒=1.2M件P127式4-5，左边为总收缩量，右边为由冒口补充量。
2 计算步骤1）计算铸件模数根据铸件需补缩部位，划分补缩区，分别计算铸件的模数。
计算方法：公式计算＋图表计算－表4-5（p128-130）。
计算M件用L形体计算公式，为什么不用法兰体公式去套呢？（法兰体高度b无法确定）图4-33B-B剖面图中200应改为220，因计算M B时用的数值是220；另外，冒口直径为φ220，其冒口颈宽也应为220。
（A-A剖面图中200改否.）采用右边的A-A剖面冒口颈满足了要求，A-A剖面冒口颈尺寸怎么得来的呢？不要瞎懵，可列式M颈=3.74=20X/[2（20+X）]，求出X=12.生产中可根据M冒数值查出标准侧冒口，得冒口尺寸（直径、高等），冒口颈尺寸，冒口体积、重量，能补缩的铸件体积及重量（M冒结合εV查）。
3）确定铸钢件体收缩率由表4-3求出。
例如，已知ZG270-500的平均W C=0.35%，若浇注温度为1560°C，可从表4-3查出εV=4.7%（碳钢εV=εC）。
如何查出的呢？浇注温度为1560°C；W C=0.40%，εV=5%；W C=0.20%，εV=3.8%；据此列式（5-3.8）/（0.4-0.2）=（5-X）/（0.4-0.35），解出X=4.7（插入法，比例法）4）确定冒口形状和尺寸查相关表格。
5）确定冒口数目6）校核冒口的最大补缩能力。
二比例法（热节圆法）见p133例题。
1 模数法轮缘与轮辐的交接处为热节，其直径d按作图法得50（大于轮缘厚40）；按作图法且考虑热节增大，见P126图4-31,dy=d+(10~30),取d=60（见P134比例法）。
铸造工艺学冒口设计方案
保温作用：冒口可 以减缓铸件凝固速 度，提高铸件质量
冒口的设计原则
保证补缩量：根据铸件的结 构、尺寸、壁厚等确定冒口 的补缩量
便于操作：冒口的位置应便 于操作，以便于浇注和清理
减少金属消耗：在保证补缩 量的前提下，尽量减少冒口 的金属消耗
避免形成热节：冒口的设计 应避免形成热节，以防止铸 件产生缩孔和缩松等缺陷
计算法
冒口体积计算 冒口直径计算 冒口高度计算 冒口材料选择
实验法
实验目的：确定最 佳冒口尺寸和位置
实验步骤：设计多 种方案，进行实际 铸造实验
实验结果：观察铸 件质量，分析实验 数据
结论：根据实验结 果，确定最佳冒口 设计方案
05 冒口的设计优化
减小冒口体积
优化冒口结构： 采用合理的冒 口结构，如分 片式、组合式 等，以减
冒口的设计原则： 根据铸件的结构、 尺寸、材质等因 素进行设计
冒口的设计方法： 根据铸造工艺学 原理，采用合适 的冒口尺寸、形 状和位置
冒口设计的实际 应用：在铸铁件 生产中，根据实 际情况选择合适 的冒口设计方案， 提高铸件质量和 生产效率
铝合金铸件的冒口设计
口体积
降低冒口高度： 通过减小冒口 高度，减少冒 口体积，同时 保证补缩效果
减小冒口直径： 采用较小的冒 口直径，以减 小冒口体积， 同时保证补缩
效果
改进冒口材料： 采用轻质、高 强度、低热膨 胀系数的材料 制作冒口，以 减小冒口体积
提高冒口补缩效率
确定冒口的位置和数量 选择合适的冒口类型 优化冒口尺寸和形状 控制冒口补缩时间
铸造工艺学冒口设计 方案
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铸造工艺学冒口设计方案
铸造工艺学冒口设计方案引言铸造作为一种重要的制造工艺，在工业领域中得到广泛应用。
冒口设计是决定铸件质量的关键要素之一。
合理的冒口设计可以提高铸件的质量，减少缺陷率，提高生产效率。
本文将介绍铸造工艺学中的冒口设计方案。
冒口设计的基本原则冒口设计的基本原则是确保铸液顺利进入铸型腔体，并使气体和杂质得以排出，同时避免冒口产生不良缺陷。
以下是冒口设计的基本原则：1.冒口应位于铸件最后凝固的部位，以避免冒口残留在最终铸件中。
2.冒口位置应选择在铸件上部，以利于铸液的顺利流入铸型腔体。
3.冒口的形状应考虑冷却过程中的热传递和凝固规律，以避免冷挤缩并保证铸件的凝固完整性。
4.冒口尺寸应根据铸件的大小和冷却速率进行合理的选择。
冒口设计的步骤进行冒口设计时，需要按照以下步骤进行：1.确定铸件的凝固模式：根据铸件的形状和材料特性，确定铸件的凝固模式，例如自上而下凝固、自下而上凝固等。
2.确定冒口位置：根据铸件的凝固模式和形状，选择冒口位置，使冒口尽量位于铸件的上部，以利于铸液的顺利流入铸型腔体。
3.确定冒口形状：根据铸件的形状和凝固规律，选择合适的冒口形状，例如斗形冒口、圆形冒口等。
4.确定冒口尺寸：根据铸件的大小和冷却速率，选择合理的冒口尺寸，以确保铸液足够流动，并使冷却过程中的缩孔最小化。
冒口设计的优化方法为了进一步提高冒口设计的准确性和效果，可以采用以下优化方法：1.模拟计算：利用铸造工艺学软件进行模拟计算，通过模拟铸造过程，预测冒口设计的效果，以减少试验次数和成本。
2.经验参数法：根据类似铸件的经验参数，选择合适的冒口尺寸和形状。
3.图形化分析法：通过绘制铸件的凝固曲线和冷却曲线，分析冒口设计的合理性，并进行必要的调整和优化。
结论冒口设计是铸造工艺学中的重要环节，对铸件的质量和生产效率具有直接的影响。
合理的冒口设计可以提高铸件的质量，减少缺陷率。
在冒口设计过程中，需要根据铸件的凝固模式、形状和材料特性，选择合适的冒口位置、形状和尺寸。
铸造工艺学冒口设计
(2)按比例确定轮缘冒口 尺寸
1)冒口补贴按下列经验 比例关系确定:
d1=(1.3-1.5)dy; 42 42
R1=R件+dy+(1-3)mm;R2=(0.5-1)dy;δ=5-15mm 2)冒口尺寸用下述比例关系计算: 暗冒口宽:B=(2.2-2.5)dy 明冒口宽:B=(1.8-2.0)dy 冒口长:A=(1.5-1.8) B 3）计算冒口补缩距离，L=4dy。当两冒口距离超过此值时，应放置冷
① 在热节的上方或侧旁；
② 尽量在铸件最高、最厚部位， 低处热结设补贴或冷铁；
③不应设在铸件最重要、受力 大的部位；
④ 不要选在铸造应力集中处，
应减轻对铸件的收缩阻碍，避免 裂纹；
⑤ 尽量用一个冒口同时补缩几 个热节或铸件；
⑥ 冒口布置在加工面上，可节 约铸件精整工时，外观好；
⑦ 不同高度的冒口，用冷铁使
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补贴种类： 金属补贴 加热（耐火隔片）补贴 发热（保温）补贴 补贴的位置： 水平补贴：最大长度为 冒口模数的4.7倍，其它尺 寸如图。 垂直补贴：试验条件和 关系曲线如图，生产条件变 化时补贴厚度乘以补偿系数。
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局部热节的补贴尺寸：采用A·Heuvers氏滚圆法。重要部 位的热节可用扩大滚圆法。
铁或设水平补贴。
（3)轮毂冒口尺寸
1）轮毂补贴按下列关系确定
D1=（1.1-1.3）dy
2）当轮毂较小时用一个冒口，冒口尺寸为：
冒口直径：D=Φ2-（15-20）mm，Φ2是轮毂直径
冒口高度：H=（2-2.5）d1+r r的值待d1确定后按图作出。当轮毂较
铸钢件冒口尺寸和数量的确定
铸钢件冒口尺寸和数量的确定在铸造工艺中，冒口是用来排出铸件中的气体、液体和固体杂质的道具。
冒口的尺寸和数量的确定是铸造过程中非常重要的一步，关系到铸件质量和铸造效果。
下面将介绍铸钢件冒口尺寸和数量的确定方法。
冒口尺寸的确定冒口的尺寸包括冒口直径、高度和宽度。
冒口尺寸的确定主要受到以下几个因素的影响：1.铸件材料的性质：不同的铸件材料具有不同的液态流动性和凝固收缩性，因此，冒口尺寸需要根据铸件材料的性质来确定。
一般来说，液态流动性较好的材料需要较小的冒口直径和高度，而凝固收缩性较大的材料需要较大的冒口尺寸。
2.铸件的几何形状：不同形状的铸件对冒口尺寸的要求也不同。
例如，具有复杂内腔的铸件需要设置多个小冒口，以便排除内部气体和液体；而具有大体积的铸件可以设置较大的冒口来提高液态金属的流动性。
3.铸件的厚度：铸件的厚度也会影响冒口尺寸的确定。
较厚的铸件需要设置较大的冒口，以确保金属熔体能够完全填充整个铸件，避免产生内部缺陷；而较薄的铸件可以设置较小的冒口，以减小杂质的产生。
4.铸件的质量要求：不同的铸件对质量的要求也不同，因此，冒口尺寸需要根据铸件的质量要求来确定。
一般来说，对质量要求较高的铸件需要设置较大的冒口，以确保铸件内部的气体和杂质能够顺利排出。
综合考虑以上因素，可以通过经验公式或模拟计算的方法来确定冒口尺寸。
在实际操作中，也需要根据铸造工艺和经验进行适当调整。
冒口数量的确定冒口数量的确定主要受到以下几个因素的影响：1.铸件的大小和形状：冒口的数量需要根据铸件的大小和形状来确定。
通常情况下，较大的铸件可以设置多个冒口，以便铸料顺利充实整个铸件；而较小的铸件可以设置较少的冒口，以减小杂质产生的可能性。
2.铸件的结构和壁厚：冒口的数量还需要考虑铸件的结构和壁厚。
复杂的铸件结构或较大的壁厚会导致金属熔体流动不畅，因此需要设置更多的冒口，以确保金属熔体完全填充整个铸件。
3.铸件质量的要求：冒口数量还与铸件质量的要求相关。
3.4.3及3.4.4 铸钢及铸铁件冒口设计
3.4.3 铸钢件冒口设计与计算
四、铸件模数的计算
1. 正立方体
2. 圆柱体
3. 具有“无限大”尺寸的物
体 4. 圆筒壁 5. 交接立方体
3.4.3 铸钢件冒口设计与计算
四、铸件模数的计算
4. 圆筒壁
5. 交接立方体
6. 冒口颈的模数（riser neck）
铸钢件：Mn＞Mc 铸铁件：Mn＜Mc
选择圆柱形冒口，由标准冒口表查得冒口尺寸：
D=160mm，H=24mm 校核冒口个数： 估计冒口个数1000/（D+4.5a×2）≈1.6 ≈2 按两个冒口校核长度方向 4.5×50+4×50+4.5×50+2×160=970＜1000
增加一个冒口，按三个冒口校核 970+160+4×50=1330＞1000 宽度方向校核
4.5×50×2+160=610 ＞600
校核冒口最大补缩能力：
εv（Vr+Vc）=5%（100×60×5+π（16/2）2 ×24×3）
=2223（cm3）
Vrη=15 %π（16/2）2 ×24×3=2170 （cm3）
增大冒口尺寸，D=180mm
εv（Vr+Vc） = 2415 cm3 ＜Vrη=2746 cm3
有先有后，相互交错重叠，而铁水是相通的，这时膨胀、 收缩就可以叠加相抵，铸件表现出来的收缩实质上是胀缩 相抵的剩余量。然而就某一点而言，是收缩在前，膨胀在 后，二者是不能相抵的。
3.4.4 铸铁件实用冒口设计
图3-3-24 铸铁件凝固时收缩和膨胀的叠加 曲边三角形ABC—铸件的总收缩 曲边三角形ADC —铸件总膨胀 曲边三角形AB‘P—铸件的表观收缩 AC—铸件凝固时间 AP—铸件表观收缩时间 （冒口作用时间） P—均衡点（收缩量等于膨胀量的时间）
铸钢件冒口的设计规范.
铸钢件冒口的设计规范钢水从液态冷却到常温的过程中，体积发生收缩。
在液态和凝固状态下，钢水的体积收缩可导致铸件产生缩孔、缩松。
冒口的作用就是补缩铸件，消除缩孔、缩松缺陷。
另外，冒口还具有出气和集渣的作用。
1、冒口设计的原则和位置1.1冒口设计的原则1.1.1、冒口的凝固时间要大于或等于铸件（或铸件被补缩部分）的凝固时间。
1.1.2、冒口所提供的补缩液量应大于铸件（或铸件被补缩部分）的液态收缩、凝固收缩和型腔扩大量之和。
1.1.3、冒口和铸件需要补缩部分在整个补缩的过程中应存在通道。
1.1.4、冒口体内要有足够的补缩压力，使补缩金属液能够定向流动到补缩对象区域，以克服流动阻力，保证铸件在凝固的过程中一直处于正压状态，既补缩过程终止时，冒口中还有一定的残余金属液高度。
1.1.5、在放置冒口时，尽量不要增大铸件的接触热节。
1.2、冒口位置的设置1.2.1、冒口一般应设置在铸件的最厚、最高部位。
1.2.2、冒口不可设置在阻碍收缩以及铸造应力集中的地方。
1.2.3、要尽量把冒口设置在铸件的加工面或容易清除的部位。
1.2.4、对于厚大件一般采用大冒口集中补缩，对于薄壁件一般采用小冒口分散补缩。
1.2.5、应根据铸件的技术要求、结构和使用情况，合理的设置冒口。
1.2.6、对于清理冒口困难的钢种，如高锰钢、耐热钢铸件的冒口，要少放或不放，非放不可的，也尽量采用易割冒口或缩脖型冒口。
2、设置冒口的步骤与方法冒口的大小、位置及数量对于铸钢件的质量至关重要。
对于大型铸钢件来说，必须把握技术标准及使用情况，充分了解设计意图，分清主次部位，集中解决关键部位的补缩。
以模数法为例，冒口设计的步骤如下：2.1、对于大、中型铸钢件，分型面确定之后，首先要根据铸件的结构划分补缩范围，并计算铸件的模数（或铸件被补缩部分的模数）M铸。
2.2、根据铸件（或铸件被补缩部分）的模数M铸，确定冒口模数M冒。
2.3、计算铸件的体收缩ε。
2.4、确定冒口的具体形状和尺寸。
铸铁件冒口设计
Qm=
G Mc3
（2）球铁件收缩时间分数
Pc=
1.0 e
(0.65Mc+0.01Qm)
3 冒口体模数MR MR=f1f2f3Mc
f1 ——冒口平衡系数 取f1=1.2
f2 ——收缩模数系数 f2=√Pc f3 ——冒口压力系数 f3=1.1~1.3
4 冒口颈模数MN
MN=fp.f2.f4 Mc
（3）直浇道模数 MZ MZ=f直.f1f2f3Mc
f1 ——冒口平衡系数 取f1=1.2
f2 ——收缩模数系数 f3 ——冒口压力系数 f3=1.1-1.3 f直浇道流通效应系数=0.70-0.80
（4）横浇道模数 Mh
Mh=f横.f2.Mc
f2 ——收缩模数系数 f横浇道流通效应系数=0.75~0.85
⑸冒口的压力使铸件凝固过程处于正压 状态； ⑹冒口颈 短、 薄、 宽。
可见，铸铁件均衡凝固有限补缩 设计的冒口位置、冒口大小、冒口补缩 时间等与顺序凝固有显著不同。
2 铸铁件收缩时间分数
（1）灰铸铁件收缩时间分数 PC=
PC=
AP AC
1.0
e (0.5Mc+0.01Qm)
e=2.7
Mc ——铸件模数 Qm ——质量周界商
fp ——流通效应系数 fp=0.45-0.55 f4 ——冒口颈长度系数 f4=0.8~1.0
5 冒口个数（均衡段的个数）
均衡段 冒口位置
均衡段
6 无冒口铸造工艺
无冒口铸造的本质是浇口当冒口
7 浇口当冒口补缩工艺
（1）补缩模型
（2）浇注系统流通效应：金属液流
过、通过直浇道、横浇道、内浇道 时，周围的型砂被加热，凝固时间 延长的热效应。为此，小的浇注系 统模数可以有长的凝固时间。流通 效应系数推荐为： f直浇道流通效应系数=0.70~0.80 f横浇道流通效应系数=0.75~0.85 f内浇道流通效应系数=0.35~0.40
铸件浇冒口设计原则
铸件浇冒口设计原则1. 引言铸件浇冒口设计是铸造工艺中至关重要的一环，它直接影响到铸件的质量和性能。
合理的浇冒口设计可以保证铸件的完整性和均匀性，减少缺陷的产生，提高生产效率和产品质量。
本文将介绍铸件浇冒口设计的原则和方法。
2. 浇冒口的作用浇冒口是铸造过程中用来引导和控制熔融金属流动的通道，它的作用主要有以下几个方面： - 引导熔融金属流入模腔，填充整个模腔； - 隔离气体和杂质，防止其进入模腔； - 提供热量，保持熔融金属的温度； - 方便浇注和冷却。
3. 浇冒口设计原则3.1 浇冒口的位置浇冒口的位置应根据铸件的形状、尺寸和结构特点进行合理选择。
一般来说，应将浇冒口设置在铸件上部或侧部，尽量避免将浇冒口设置在底部，以防止底部产生缺陷。
同时，还应考虑浇注过程中金属液的流动方向，使其能够顺利填充整个模腔。
3.2 浇冒口的形状和尺寸浇冒口的形状和尺寸直接影响到熔融金属的流动和铸件的凝固过程。
一般来说，浇冒口的形状应尽量简单，避免过于复杂，以便于制作和清理。
浇冒口的尺寸应根据铸件的体积和冷却速度进行合理确定，以保证熔融金属在浇注过程中能够顺利流动，并在凝固过程中提供足够的热量。
3.3 浇冒口与模腔的连接方式浇冒口与模腔的连接方式应能够保证熔融金属的顺利流动，并避免产生二次气体和杂质。
常用的连接方式有直接连接、斜坡连接和弯道连接等，具体选择应根据铸件的形状和尺寸进行合理决策。
3.4 浇冒口的数量和布局浇冒口的数量和布局应根据铸件的形状和结构特点进行合理设计。
一般来说，对于大型铸件，应设置多个浇冒口，以保证熔融金属能够均匀地填充整个模腔；对于尺寸较小的铸件，可以考虑设置单个浇冒口。
同时，还应注意浇冒口的布局，避免产生过多的焊缝和应力集中。
3.5 浇冒口的排气和除渣在浇注过程中，熔融金属中会存在气体和杂质，因此浇冒口的设计应考虑到排气和除渣的问题。
一般来说，可以在浇冒口附近设置排气孔和除渣孔，以便及时排除气体和杂质，保证铸件的质量。
铸钢件冒口的设计与计算
铸钢件冒口的设计与计算一、设计原则1.冒口尺寸：冒口尺寸应根据铸件的形状、尺寸和质量要求来确定。
一般情况下，冒口的尺寸应为铸件尺寸的1-3倍。
不同形状的铸件，冒口尺寸也不同，一般来说，大件应配置大冒口，小件应配置小冒口。
2.冒口形式：根据铸件的形状，常见的冒口形式有楔形冒口、透镜形冒口、阶梯形冒口等。
选择合适的冒口形式可以保证铸件在凝固过程中得到充分供应的熔体，并且从冒口处排出熔体中的气体和杂质。
3.冒口位置：一般情况下，应将冒口位置选择在铸件最高点或最容易凝固的部分。
同时，冒口位置还应考虑到工艺操作的方便性，以及排气和填充模具的情况。
二、冒口形式1.楔形冒口：楔形冒口即将铸料与铸件连接的冒口，其形状呈楔形，冒口与铸件之间的连接处称为冒口头。
楔形冒口适用于形状简单的铸件，如块状、盘状等。
楔形冒口的计算公式为：冒口高度H=λ（64Q/πλ）^(1/3)；冒口底面积A=Q/H，其中Q为凝固收缩前后铸件的体积差，λ为凝固收缩系数。
2.透镜形冒口：透镜形冒口的形状呈透明透镜的样子，适用于中小型的铸件，其优点是能够提供均匀的供熔体，避免大量的气体和杂质混入。
透镜形冒口的计算公式为：冒口高度H=λ(256Q/πλ^2)^(1/4)；冒口底面积A=Q/H；3.阶梯形冒口：阶梯形冒口由多个楔形冒口组成，适用于尺寸较大、结构复杂的铸件。
阶梯形冒口的计算较为复杂，首先需要计算整个冒口的总高度和底面积，然后根据冒口内各个楔形冒口的高度和底面积之和来确定每个楔形冒口的尺寸。
三、计算方法在进行铸钢件冒口的设计与计算时，一般需要考虑以下几个参数：1.铸件尺寸：包括最大尺寸、最小尺寸、平均尺寸等。
2.凝固收缩率：铸钢件在凝固过程中会产生一定的收缩，该值一般根据实验数据来确定。
3.冒口高度与底面积：根据冒口形式选择相应的计算公式进行计算。
4.填充时间：铸钢件的填充时间一般根据模型铸造实验的经验确定。
以上是关于铸钢件冒口的设计与计算的详细介绍。
厚大断面铸件小冒口铸造工艺 有设计原则
厚大断面铸件小冒口铸造工艺有设计原则本文作者：向新强我厂生产的数控轧辊磨床大拖板上的电机滑板（材质HT250），楔横轧机支架（材质QT500－5）其壁厚在150～350mm，属于厚大断面铸件，铸造难度大，按常规工艺则难于补缩，我们采用了小冒口铸造工艺，解决了该生产难题，提高了工艺合格率，又减少了加工切除冒口工序，降低了生产成本，缩短了生产周期。
１．小冒口铸造工艺原则灰铸铁件在冷却和凝固过程中既有液态冷却收缩、凝固收缩，又有石墨析出产生的膨胀。
.宏观上铸件成形过程中所表现出来的体积变化就是膨胀、收缩叠加相抵的净结果，厚大断面铸件的小冒口铸造工艺必须遵循的一个重要原则是充分利用铸件本体的石墨化膨胀。
要建立起这一原则，必须从浇注系统设计、合金成分析及浇注温度控制等多方面进行严格控制。
任何一个环节失控都不能得到合格铸件。
对于厚大断面灰铸铁件而言，则是按照均衡凝固理论，充分利用灰铸铁在凝固前的石墨化膨胀达到不用大冒口补缩的效果。
2. 浇注系统设计小冒口铸造工艺的浇注系统设计要求做到使金属液体平稳地注入型腔。
浇注系统各单元设计时，要求具有较好的挡渣作用，也就是说要尽可能缩短浇注时间，防止铁液的二次氧化，并防止铸件在石墨化膨胀到来之前可能产生的铁液回流现象，靠铸件自身的石墨化膨胀获得致密的铸件。
灰铸铁件浇注系统各单元截面积的比例按封闭式设计，采用全封闭浇注系统，不仅挡渣效果好，而且能有效地防止气体卷入，使浇道各部分在浇注过程中始终处于充满状态。
其比例一般为：F直：F横：F内=1.5：1.25：1，内浇道以扁平梯形截面为佳。
同时为了提高横浇道的撇渣作用，一般横浇道与内浇道二者高度之比≥3为宜。
在实际生产中常用简便的方法来确定ΣF内的大小：ΣF内=K√G1+G2式中 K——经验系数，通常取K=0.85；G1——铸件重量（kg）；G2——浇注冒口重量（kg）。
内浇道形状的设计以扁平为宜。
扁平式内浇道对于早凝固有利。
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铸钢件冒口的设计规
钢水从液态冷却到常温的过程中，体积发生收缩。
在液态和凝固状态下，钢水的体积收缩可导致铸件产生缩孔、缩松。
冒口的作用就是补缩铸件，消除缩孔、缩松缺陷。
另外，冒口还具有出气和集渣的作用。
1、冒口设计的原则和位置
1.1冒口设计的原则
1.1.1、冒口的凝固时间要大于或等于铸件（或铸件被补缩部分）的凝固时间。
1.1.2、冒口所提供的补缩液量应大于铸件（或铸件被补缩部分）的液态收缩、凝固收缩和型腔扩大量之和。
1.1.3、冒口和铸件需要补缩部分在整个补缩的过程中应存在通道。
1.1.4、冒口体要有足够的补缩压力，使补缩金属液能够定向流动到补缩对象区域，以克服流动阻力，保证铸件在凝固的过程中一直处于正压状态，既补缩过程终止时，冒口中还有一定的残余金属液高度。
1.1.5、在放置冒口时，尽量不要增大铸件的接触热节。
1.2、冒口位置的设置
1.2.1、冒口一般应设置在铸件的最厚、最高部位。
1.2.2、冒口不可设置在阻碍收缩以及铸造应力集中的地方。
1.2.3、要尽量把冒口设置在铸件的加工面或容易清除的部位。
1.2.4、对于厚大件一般采用大冒口集中补缩，对于薄壁件一般采用小冒口分散补缩。
1.2.5、应根据铸件的技术要求、结构和使用情况，合理的设置冒口。
1.2.6、对于清理冒口困难的钢种，如高锰钢、耐热钢铸件的冒口，要少放或不放，非放不可的，也尽量采用易割冒口或缩脖型冒口。
2、设置冒口的步骤与方法
冒口的大小、位置及数量对于铸钢件的质量至关重要。
对于大型铸钢件来说，必须把握技术标准及使用情况，充分了解设计意图，分清主次部位，集中解决关键部位的补缩。
以模数法为例，冒口设计的步骤如下：
2.1、对于大、中型铸钢件，分型面确定之后，首先要根据铸件的结构划分补缩围，并计算铸件的模数（或铸件被补缩部分的模数）M铸。
2.2、根据铸件（或铸件被补缩部分）的模数M铸，确定冒口模数M冒。
2.3、计算铸件的体收缩ε。
2.4、确定冒口的具体形状和尺寸。
2.5、根据冒口的补缩距离，校核冒口的数量。
2.6、根据铸件结构，为了提高补缩距离，减少冒口的数量，或者使冒口的补缩通道畅通，综合设置外冷铁及冒口增肉。
2.7、校核冒口的补缩能力，要求ε（V冒+V件）≤V冒η。
3、设计冒口尺寸的方法
3.1、模数法
在铸件的材料、铸型的性质和浇注条件确定之后，铸件的凝固时间决定于铸件的模数。
模数M=V/A（厘米），V—体积（厘米3）；A—散热面积（厘米2）。
随着办公条件的改善，计算机的普及，模数可以用计算机进行计算。
方法是：用SolidWorks软件画出铸件（或铸件被补缩部分）的立体图，计
算出铸件的体积和散热面积，然后用公式M=V/A计算模数。
冒口的凝固时间大于铸件的凝固时间，冒口的模数一般是铸件模数的 1.1～1.2倍，M冒=1.1～1.2M铸
对于厚实铸件，如：圆柱体、块状铸件，用模数法确定的冒口往往偏
大，故必须采取一些方法加快铸件的凝固，同时延长冒口的凝固时间。
通
常采用以下方法：1、加放、外冷铁；2、补浇冒口；3、采用保温冒口。
采用以上措施后，M冒=KM铸，K按下表进行选择。
铸件壁厚铸件模数冷铁及冒口补浇情况K
≤100
不下冷铁 1.25～1.2
局部下冷铁 1.2～1.1
100～200 下冷铁，冒口不补浇 1.1～1.0
＞200
下较多冷铁，冒口不补浇 1
＞14.5 下满冷铁，冒口补浇一次0.9
＞23 下满冷铁，冒口补浇二次0.9～0.85 ＞28.5 下满冷铁，冒口补浇3～4次0.85～0.80
注：对于要求比较高的铸件、探伤件，尽量不放冷铁。
3.2、热节圆法
根据铸件壁厚部位热节圆的大小来确定冒口尺寸的一种方法。
热节圆法主要适用于轮形铸件，一般冒口与热节不连通，需要用滚热节圆的方法确定冒口增肉，然后确定冒口尺寸。
可以用绘图软件画出铸件热节的形状，然后画出热节的切圆，即为热节圆。