充型过程的水模拟实验

充型过程的水模拟实验

实验学时：3h 实验性质：验证性实验要求：必开所属课程：材料成形工艺

一、实验目的

⒈了解在充填过程中浇注系统各组元产生的主要物理现象及带来的后果；

⒉了解几种典型浇注系统的结构及其优缺点。

⒊了解阶梯式浇注系统的优缺点，掌握阶梯式浇注系统的要领。

二、实验内容

⒈在充填过程中浇口杯出现的水平旋涡及吸气现象；垂直旋涡及捕渣效果；

⒉有机玻璃模型直浇口中的吸气现象及防止措施；

⒊横浇道中各断面压力分布，充满情况；

⒋不同横浇道捕渣效果的观察。

三、实验用仪器设备和材料

⒈ZS-1型浇注系统水模拟实验台；

⒉各种浇注系统有机玻璃模型、U型测压计（用水，自制）、乳胶管、钢板尺、支架；

⒊聚苯乙烯泡沫颗粒（渣团的“模拟物”）。

四、实验方法和步骤

⒈浇口杯中水平和垂直旋涡及吸气现象；

⑴将二元浇注系统模型1（等截面直浇道）放到水力模拟实验台架上，按以下次序

进行观察和测量水平旋涡出现和消除时，浇口杯中液面的高度。（注意用阀门控制水量）（ａ）浇注在浇口杯的中部；图1—2（ａ）

（ｂ）浇注在浇口杯的侧壁上；图1—2 （ｂ）

实验时注意观察浇口杯液面深度和浇注高度对形成水平涡流的影响、液体流入直浇道的状况、吸气情况，并放入模拟渣团，绘简图记录之。

图1—1 模型1 图1—2

⑵将模型2（图1—3）放到水力模拟实验台支架上，观察垂直旋涡出现的情况及渣

团的运动。

浇注时让下落的流股靠近浇口杯的侧壁，开始浇注时应慢，保持一定的液面高度，绘简图记录渣团的运动。

⒉有机玻璃直浇道中的吸气现象及防止措施

⑴将模型1放到实验台架上，保持浇口杯液面呈接近充满状态，观察直浇道上三个

小孔有何现象，然后与测压计胶管连接并测出三个小孔的压力值，填入表1中。

若以手指堵住直浇道下部的一部分，观察吸气现象有无变化。

表1 模型1 直浇道小口负压值

表2 模型2 直浇道小口压力值

图1—3 模型2

⑵ 用模型2（直浇口上大下小，1：50），同样保持浇口杯到接近充满状态，观察直

浇道三个小孔有何现象，用简图描绘说明之。然后与测压计胶管连接并测出三个小孔的压力值，填入表2中。

⒊ 横浇道压力分布及充填情况

将有机玻璃模型3（图1—4）放到实验台架上，按以下次序进行充填实验并记录填入表3中。

3

表 3

各压力管水柱高，总压头高记入表4。

表 4 各压力管水柱高（mm）总压头高mm

⒋不同横浇道捕渣效果的观察。

依次将7、12、10、15、17号的有机玻璃模型放到实验台架上，将渣团“模拟物”聚苯乙烯泡沫颗粒放入浇口杯内，观察各横浇道的捕渣效果。

⒌将两种不同的阶梯系统模型依次放到实验台架上，利用该水箱放水口阀门（有机玻璃片）控制水量导入浇口杯中，观察水在浇注系统中的流动及充型情况并记录下来。

五、实验组织和安排：

1、每次实验分一大组，每组12~16人，轮流到实验室进行实验。

2、因有机玻璃模型只有一套，极易损坏，故主要由老师操作，学生观测和读取数据。

六、实验报告和思考：

1、填写上述表格内的实验数据。

2、思考并回答下列问题：

⑴根据实验结果说明产生水平旋涡的缺点和防止方法。

⑵有机玻璃直浇道中的吸气现象在砂型中是否存在，如何避免这种吸气现象。

⑶根据实验结果说明横浇道水柱压力分布的规律，当内浇道开放到多大的比例时开始

出现横浇道不充满。

⑷简述各种浇注系统的除渣效果。

⑸阶梯式浇注系统为什么能逐层引入？条件是什么？

⑹有那些因素可能影响该系统的逐层引入？

⑺通过实验，你认为设计阶梯式浇注系统的关键是什么？