1、鑄造工藝設(shè)計(jì)（澆注系統(tǒng)應(yīng)用）,鑄造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和原則,鑄造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括： 確定鑄件的澆注位置和分型面，畫(huà)出標(biāo)有機(jī)械加工余量和拔模斜度的鑄件圖?？梢栽诹慵D內(nèi)畫(huà)出，也可專(zhuān)門(mén)畫(huà)出鑄件圖。 在鑄件圖上標(biāo)出型芯的形狀、大小，分型分模面，完成模樣工藝圖。 確定造型、造芯工藝方案，包括重要型、芯的舂砂方向、出氣方向、吊芯方向 確定澆冒口系統(tǒng)和冷鐵等的大小、形狀和位置，以及澆注溫度、澆注時(shí)間等。 確定各型、芯的制造材料和方法。 設(shè)計(jì)或選用專(zhuān)用的或標(biāo)準(zhǔn)的鑄造裝備。如砂箱、冒口模、外冷鐵、刮板架等。 制訂必要的工藝文件。如工藝卡片等。 確定檢驗(yàn)方法及其他。 在不同條件下，鑄造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容將是不同的，有時(shí)

2、非常簡(jiǎn)略，例如只確定分型面、機(jī)械加工余量和澆冒口系統(tǒng)等。,鑄造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和原則,鑄造工藝設(shè)計(jì)的原則 所設(shè)計(jì)的工藝應(yīng)保證盡可能低的成本(在保證鑄件質(zhì)量要求基礎(chǔ)上）。 充分利用車(chē)間現(xiàn)有的設(shè)備，減輕操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，達(dá)到高的勞動(dòng)生產(chǎn)率。 應(yīng)盡量采用價(jià)格較便宜，容易采購(gòu)到的原材料。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)的或通用的工裝。 必須設(shè)計(jì)專(zhuān)用工裝時(shí)，在保證質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率高的前提下，盡可能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、制造方便和成本較低的專(zhuān)用工裝。 所設(shè)計(jì)的工藝應(yīng)保證盡可能使大量的鑄件很快離開(kāi)車(chē)間的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，提高車(chē)間生產(chǎn)面積的利用率。 使鑄件生產(chǎn)的上、下工序（模樣車(chē)間和機(jī)械加工車(chē)間等）成本最低。 同一鑄件可能有多種鑄造工藝方案，在保證鑄

3、件質(zhì)量和高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的前提下，應(yīng)選擇最容易、最方便的方案。使對(duì)操作工的技術(shù)要求較低，降低勞動(dòng)力成本；而且減少因操作復(fù)雜而發(fā)生的鑄造缺陷。,澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì),一、澆注系統(tǒng)組成 澆注系統(tǒng)由澆口杯（外澆口）、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道等組成。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖 1澆口杯；2直澆道；3橫澆道；4內(nèi)澆道 注意點(diǎn)：內(nèi)澆道形狀（建議使用型） 型扁平內(nèi)澆道易于清理，能提高橫澆道的擋渣效果。當(dāng)使用寬度受限制時(shí)，可用型。 型內(nèi)澆道用于鑄件垂直壁處或不宜沖刷處。 型和型內(nèi)澆道用于需內(nèi)澆道凝固較慢的場(chǎng)合，其清理較困難。 型內(nèi)澆道冷卻較快、容易清理。,澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì),二、設(shè)計(jì)原則 使液態(tài)合金平穩(wěn)充滿(mǎn)鑄型，不沖擊型壁和型芯，不產(chǎn)生渦流

4、和噴濺，不卷入氣體，并利于型腔內(nèi)的空氣和其他氣體排出型外。 阻擋夾雜物進(jìn)入型腔。 調(diào)節(jié)鑄型及鑄件各部分溫差，控制鑄件的凝固順序。 不阻礙鑄件的收縮，減少鑄件的變形和開(kāi)裂傾向。 起一定的補(bǔ)縮作用，主要是在內(nèi)澆道凝固前補(bǔ)給部分液態(tài)收縮。 控制澆注時(shí)間和澆注速度，得到完整的鑄件。 合金液流不應(yīng)沖刷冷鐵和芯撐。 澆注系統(tǒng)盡可能簡(jiǎn)單，占砂箱面積小，體積小，有利于減少冒口體積，這樣可節(jié)約合金和型砂，提高砂箱利用率，方便造型、清理和澆注系統(tǒng)模樣的制造。,澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì),三、澆注系統(tǒng)的類(lèi)型和特點(diǎn) 澆注系統(tǒng)有兩種分類(lèi)方法： 按澆注系統(tǒng)各組元截面的比例可分為封閉式、半封閉式及開(kāi)放式澆注系統(tǒng) (1) 封閉式澆注系統(tǒng)

5、F杯F直F橫F內(nèi) 阻流截面在內(nèi)澆道。澆注開(kāi)始后，金屬液容易充滿(mǎn)澆注系統(tǒng)，又稱(chēng)“充滿(mǎn)式”澆注系統(tǒng)，呈有壓流動(dòng)狀態(tài)； 擋渣能力較強(qiáng)，但充型液流的速度較快，沖刷力大，易產(chǎn)生噴濺； 一般地說(shuō)，金屬液消耗少且清理方便，適用于鑄鐵的濕型小件及干型中、大件,澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì),(2) 開(kāi)放式澆注系統(tǒng) F直上F直F內(nèi) 阻流截面在內(nèi)澆道，橫澆道截面為最大。澆注中，澆注系統(tǒng)能充滿(mǎn)，但較封閉式晚； 具有一定的擋渣能力。由于模澆道截面大，金屬液在橫繞道中流速減小，故又稱(chēng)“緩流封閉式”。故充型的平穩(wěn)性及對(duì)型腔的沖刷力都好于封閉式； 用于各類(lèi)灰鑄鐵件及球鐵件,澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì),(4) 封閉- 開(kāi)放式-（推薦使用） F杯F直F直F集

6、渣包出口F阻F阻F內(nèi)F橫 阻流截面設(shè)在直澆道下端，或在橫澆道中，或在集渣包出口處，或在內(nèi)澆道之前設(shè)置的阻流擋渣裝置處； 阻流截面之前封閉，其后開(kāi)放，故既有利于擋渣，又使充型平穩(wěn)，兼有封閉式與開(kāi)放式的優(yōu)點(diǎn)； 適用于各類(lèi)鑄鐵件，在中小件上應(yīng)用較多，特別是在一箱多件時(shí)應(yīng)用廣泛。目前鑄造過(guò)濾器的使用，使這種澆注系統(tǒng)應(yīng)用更為廣泛； 注：F杯、F直、F橫、F阻、F內(nèi)等分別指澆口杯、直澆道、橫繞道、阻流片、內(nèi)澆道等各組元最小處的總截面積。,澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì),2. 根據(jù)內(nèi)澆道的注入位置可分為頂注式、中注式、底注式及分層注入式。,澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì),壓邊澆口頂注式澆注系統(tǒng)的一種特殊結(jié)構(gòu)形式 原理：邊澆注邊補(bǔ)縮。金屬液流通

7、過(guò)壓邊縫隙順壁充型，實(shí)現(xiàn)鑄件自上而下順序凝固，且通過(guò)窄縫澆注延長(zhǎng)了澆注時(shí)間，故澆注過(guò)程中就有補(bǔ)縮作用。充型過(guò)程中縫隙周?chē)蜕氨贿^(guò)熱，補(bǔ)縮通道不會(huì)很快冷卻而切斷。 關(guān)鍵點(diǎn)：壓邊寬度約2-7毫米，大件和球鐵件取上限或更寬?？p隙過(guò)寬，會(huì)使充滿(mǎn)過(guò)快，則失去邊澆邊補(bǔ)縮作用造成鑄件出現(xiàn)縮松或縮孔,壓邊澆口,澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì),球墨鑄鐵件澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求： 金屬液要平穩(wěn)地充填型腔，以免鐵水在充填型腔過(guò)程中產(chǎn)生黑渣、二次氧化。 要求快澆，使鐵水迅速充滿(mǎn)型膠。 要求澆注系統(tǒng)有擋渣作用，但形式要簡(jiǎn)單，以免鐵水在澆口內(nèi)發(fā)生二次氧化。,帶有過(guò)濾片的澆注系統(tǒng)應(yīng)用,特點(diǎn)： 能有效濾除夾渣及非金屬雜質(zhì)。 能梳整紊亂的金屬液流，

8、減少湍流，使金屬液流變得平滑整潔。 可以任何角度放置于澆注系統(tǒng)中。安放位置靠近型腔越好。 使用陶瓷過(guò)濾器時(shí)可不考慮其他擋渣措施，簡(jiǎn)化澆注系統(tǒng)。 注意點(diǎn)：不能用過(guò)濾器來(lái)控制澆注速度。過(guò)濾器工作面積應(yīng)為澆注系統(tǒng)阻流截面的4-6 倍，以確保澆注速度不受影響。,實(shí)際是需根據(jù)過(guò)濾片通過(guò)率來(lái)計(jì)算,帶有過(guò)濾片的澆注系統(tǒng)應(yīng)用,表面/渣餅和縱深多重過(guò)濾,過(guò)濾器種類(lèi)：,陶瓷網(wǎng)格型,陶瓷泡沫型,主要是表面過(guò)濾,The controlling cross-section 卡脖/阻流,過(guò)濾器應(yīng)用,傳統(tǒng)的澆注系統(tǒng),傳統(tǒng)澆系特點(diǎn)： 截面逐漸縮減用以蓖渣（如同封閉式），這使得金屬液流動(dòng)加速?zèng)_向型腔并在內(nèi)澆口處金屬液速度最高(

9、紊流最嚴(yán)重) 內(nèi)澆口在橫澆道下部,第一股金屬流暢通無(wú)阻地進(jìn)入型腔 由于這種澆系需要一定的時(shí)間充滿(mǎn),延遲其擋渣效果 澆注速度由內(nèi)澆口控制 傳統(tǒng)澆系很難勝任三大功能的兩項(xiàng):擋渣和減少紊流,過(guò)濾器應(yīng)用,澆注系統(tǒng)的主要功能：1. 提供金屬液進(jìn)入型腔的通道；2.金屬液盡量平穩(wěn)；3.阻止渣/砂和其它反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入型腔；,The controlling cross-section阻流截面,過(guò)濾器應(yīng)用,帶過(guò)濾器的澆系,帶過(guò)濾器的澆系： 過(guò)濾器蓖渣而不是橫澆道 澆注系統(tǒng)截面積在過(guò)濾器之后遞增,金屬液流向型腔的速度是個(gè)減速的過(guò)程（如同封閉-開(kāi)放式）；金屬液在內(nèi)澆口處的速度最低（減少?zèng)_刷）； 內(nèi)澆口開(kāi)在橫澆道的上部,

10、確保第一股鐵水不能流入型腔； 通常這種澆系在金屬液進(jìn)入型腔之前處于充滿(mǎn)狀態(tài) 澆注速度由阻流截面控制；,過(guò)濾器應(yīng)用原則,澆系的三大功能均能發(fā)揮：阻渣、澆系充滿(mǎn)紊流最小、澆系簡(jiǎn)化提高出品率,Slag chamber積渣包,Entry side,Exit side,試驗(yàn)展示,Model for water flow test 水流模型實(shí)驗(yàn),Direction of flow,試驗(yàn)展示,Model for water flow test 水流模型實(shí)驗(yàn),大量夾雜積累在過(guò)濾器前端,實(shí)例結(jié)果,過(guò)濾器應(yīng)用原則,過(guò)濾器芯座設(shè)計(jì)： 精心設(shè)計(jì)和尺寸準(zhǔn)確的芯座確保過(guò)濾器準(zhǔn)確安放和鎖定； 芯座的設(shè)計(jì)確保過(guò)濾器在吹砂和砂

11、箱移動(dòng)時(shí)鎖定； 澆注時(shí)芯座支撐過(guò)濾器，降低損壞風(fēng)險(xiǎn)，確保金屬液不旁流；,帶有過(guò)濾器的澆注系統(tǒng),過(guò)濾器安放位置,（a）在流道槽內(nèi)水平安放，金屬液由上型流向下列; （b）在流道槽內(nèi)傾斜安放，金屬液由上型流向下型; （c）在直澆道底部作垂直安放; （d）在流道槽內(nèi)作垂直安放; （e）在垂直分隔的澆口盆內(nèi)作垂直安放; （f）在型內(nèi)孕育的系統(tǒng)中，安放在流道槽的水平位置;,帶有過(guò)濾器的澆注系統(tǒng),內(nèi)澆道和橫澆道高度比 內(nèi)澆道形狀扁平梯型； H橫=(5-6)H內(nèi)防止吸動(dòng)作用產(chǎn)生雜質(zhì)進(jìn)型腔（針對(duì)放置在橫澆道底部） 內(nèi)澆道與橫澆道連接方式 放置在橫澆道底部（在同一平面）-適用于封閉式澆注系統(tǒng) 放置在橫澆道頂部（不在同一平面）封閉-開(kāi)放式澆注系統(tǒng),關(guān)鍵是防止第一股鐵水進(jìn)內(nèi)澆道,帶有過(guò)濾器的澆注系統(tǒng),澆注系統(tǒng)比例,實(shí)際截面比需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)整,澆注系統(tǒng)計(jì)算,依據(jù)大孔出流理論（水平） 示例,澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn),使液態(tài)合金平穩(wěn)充滿(mǎn)鑄型，不沖擊型壁和型芯，不產(chǎn)生渦流和噴濺，不卷入氣體；-采用封閉-開(kāi)放式，合理選各澆道截面比 利于型腔內(nèi)的空氣和其他氣體（如泥芯氣）排出型外。-控制各內(nèi)澆道截面比例分布，保證氣體是按一定方向排出 阻擋夾雜物進(jìn)入型腔。-盡可能采用過(guò)濾片澆系去渣（簡(jiǎn)化澆系設(shè)計(jì)） 調(diào)節(jié)鑄型及鑄件各部分