澆注系統(tǒng)的計(jì)算和設(shè)計(jì).ppt

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澆注系統(tǒng)的計(jì)算和設(shè)計(jì) 1 澆注系統(tǒng)計(jì)算的水力學(xué)公式 在澆注系統(tǒng)的類型和引入位置確定以后 就可進(jìn)一步確定澆注系統(tǒng)各基本單元的尺寸和結(jié)構(gòu) 目前大都采用水力學(xué)近似公式或經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出澆注系統(tǒng)的最小截面積 再根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 幾何形狀等確定澆道比 確定各單元的尺寸和結(jié)構(gòu) 計(jì)算阻流截面的水力學(xué)公式 一 平均靜壓頭HP的計(jì)算 傳統(tǒng)的解法中假定 1 金屬液從澆口杯頂液面至流出阻流所作的功 可用總質(zhì)量m 重力加速度g和平均計(jì)算壓力頭Hp的連乘積來(lái)表示 即等于mgHp2 假定鑄件 型腔 的橫截面積S沿高度方向不變 二 澆注時(shí)間 澆注時(shí)間對(duì)鑄件質(zhì)量有重要影響 應(yīng)考慮鑄件結(jié)構(gòu) 合金和鑄型等方面的特點(diǎn)來(lái)選擇快澆 慢澆或正常澆注為好 快澆的優(yōu)點(diǎn) 金屬的溫度和流動(dòng)性降低幅度小 易充滿型腔 減小皮下氣孔傾向 充型期間對(duì)砂型上表面的熱作用時(shí)間短 可減少夾砂結(jié)疤類缺陷 對(duì)灰鑄鐵 球墨鑄鐵件 快澆可以充分利用共晶膨脹消除縮孔縮松缺陷 快澆的缺點(diǎn) 對(duì)型壁有較大的沖擊作用 容易造成漲砂 沖砂 抬箱等缺陷 澆注系統(tǒng)的重量稍大 工藝出品率略低 快澆適用于 薄壁的復(fù)雜鑄件 鑄型上半部分有薄壁的鑄件 具有大平面的鑄件 鑄件表皮易生成氧化膜的合金鑄件 采用底注式澆注系統(tǒng)而鑄件頂部又有冒口的條件下和各種中大型灰鑄鐵件 球墨鑄鐵件 慢澆的優(yōu)點(diǎn)金屬對(duì)型壁的沖刷作用輕 可防止?jié)q砂 抬箱 沖砂等缺陷 有利型內(nèi) 芯內(nèi)氣體的排除 對(duì)體收縮大的合金 當(dāng)采用頂注法或內(nèi)澆道通過(guò)冒口時(shí) 慢澆可減小冒口 澆注系統(tǒng)消耗金屬少 慢澆的缺點(diǎn)澆注期間金屬對(duì)型腔上表面烘烤時(shí)間長(zhǎng) 促成夾砂結(jié)疤和粘砂類缺陷 金屬液溫度和流動(dòng)性降低幅度大 易出現(xiàn)冷隔 澆不到及鑄件表皮皺紋 慢澆還常降低造型流水線的生產(chǎn)率 慢澆法適用于有高的砂胎或吊砂的濕型 型內(nèi)砂芯多 砂芯大而芯頭小或砂芯排氣條件差的情況下 采用頂注法的體收縮大的合金鑄件 合適的澆注時(shí)間與鑄件結(jié)構(gòu) 鑄型工藝條件 合金種類及選用的澆注系統(tǒng)類型等有關(guān) 每種鑄件 在已確定的鑄造工藝條件下 都對(duì)應(yīng)有適宜的澆注時(shí)間范圍 由于近年來(lái)普遍認(rèn)識(shí)到快澆對(duì)鑄件的益處 因此澆注時(shí)間比過(guò)去普遍縮短 特別是灰鑄鐵和球墨鑄鐵件更是如此 澆注系統(tǒng)的流量系數(shù)通常是指阻流截面的流量系數(shù) 2 鑄鐵件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 一 設(shè)計(jì)步驟通常在確定鑄造方案的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng) 大致步驟為 1 選擇澆注系統(tǒng)類型2 確定內(nèi)澆道在鑄件上的位置 數(shù)目和金屬引入方向3 決定直澆道的位置和高度 4 計(jì)算澆注時(shí)間并核算金屬上升速度應(yīng)指出 重要的是核算鑄件最大橫截面處的型內(nèi)金屬上升速度 當(dāng)不滿足要求時(shí) 應(yīng)縮短澆注時(shí)間或改變澆注位置 5 計(jì)算阻流截面積S阻 如果鑄件質(zhì)量很大 則計(jì)算鑄件質(zhì)量m時(shí) 應(yīng)包括型腔擴(kuò)大量 由于各種原因引起的增重 增重原因有 木模壁厚偏差起模時(shí)擴(kuò)砂量鑄型及砂芯干燥過(guò)程中的尺寸變化合箱偏差及澆注時(shí)的漲砂等 6 確定澆口比并計(jì)算各組元截面積 7 繪出澆注系統(tǒng)圖形 二 階梯式澆注系統(tǒng)的計(jì)算 計(jì)算原理及步驟 1 阻流面積S阻的計(jì)算 若鑄件低于A A水平面 若A A水平面低于鑄件最高點(diǎn) 2 分配直澆道截面積依經(jīng)驗(yàn) 分配直澆道截面積等于1 2倍阻流面積 3 每層內(nèi)澆道的總截面積 三 垂直分型澆注系統(tǒng)的計(jì)算 3 鑄鋼件澆注系統(tǒng)的特點(diǎn) 鑄鋼件澆注系統(tǒng)特點(diǎn) 鑄鋼的特點(diǎn)是熔點(diǎn)高 流動(dòng)性差 收縮大 易氧化 而且?jiàn)A雜物對(duì)鑄件力學(xué)性能影響嚴(yán)重 多使用底注澆包 bottompouringladle 俗稱漏包 柱塞包 要求澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 截面積大 使充型快而平穩(wěn) 流股不宜分散 有利于鑄件的順序凝固和冒口的補(bǔ)縮 不應(yīng)阻礙鑄件的收縮 用底注澆包澆注時(shí) 澆注系統(tǒng)必須是開(kāi)放式的 直澆道不被充滿 保證鋼液不會(huì)溢出澆道以外 為快速而平穩(wěn)地充型 對(duì)一般中小鑄件多用底注式 高大鑄件常采用階梯式澆注系統(tǒng) 一 底注包澆注系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法鑄鋼車間的澆包容量和熔爐噸位一致 一般只有一種或幾種容量的澆包和數(shù)種直徑的包孔 生產(chǎn)中先確定澆包容量和包孔直徑 依經(jīng)驗(yàn)的澆口比確定澆注系統(tǒng)各組元尺寸 1 澆包容量及包孔選擇澆包總?cè)萘繎?yīng)大于鑄型內(nèi)金屬需要量 小澆包只設(shè)一個(gè)包孔 大于30t的澆包可設(shè)兩個(gè)包孔 每個(gè)包孔的鋼液流量 澆注速度 不僅決定于包孔直徑 還與包內(nèi)鋼液深度有關(guān) 但實(shí)踐中為方便起見(jiàn) 給出了包孔直徑和平均澆注速度的關(guān)系 2 澆注時(shí)間和液面上升速度 3 其他組元截面積以包孔截面積為基準(zhǔn) 參照下述澆口比確定澆注系統(tǒng)各組元截面積S包孔 S直 S橫 S內(nèi) 1 1 8 2 0 1 8 2 0 2 0 2 5 指出圖51所示二種橫澆道形式的優(yōu)劣 分析下圖所示截面形狀內(nèi)澆道的應(yīng)用