铸件模数计算

M
7.7 （5.21.2） 2(10.7 （5.21.2）) 3.2
1.96
六、模数的应用
1.非补缩通道
平板的边缘
M 1.2ax a 2x
在X＜2.5a范围内，模数很小，只有x≥2.5a时，模数才等于平板的模数。 因此，在平板的边缘X ＜2.5a范围内，不能作为补缩通道。
方杆和圆杆的端头
方杆 M 1.1ax 0.76a 4x
)
三、各种热节点的模数计算方法：
1）测定热节点中心和平板中心的凝固时间
设铸件平板厚度为T，凝固时间为τ，热节点中心处凝固时 间为τj，则热节点模数可依Chvorinov公式算出：
T M
j
2
在拟订工艺之前，要进行浇注试验测定其凝固时间，故应用较少。
2）热节园当量板（或杆）法
把热节部位看作热节园直径为厚度的板或杆。
十字形、 T形及L形杆的复合体——模数计算方法：
可按照长杆计算模数：
十字形杆复合体
断面积 M 散热周界长
断面积
a b
ab
A bb 1 b 2 1 b 2 a b bb ab
1
2
1
2
11
1
散热面周长
S
2b
2b
4
a 1
b
4
a
b 1
2(a
a)
1
2
2
1
M
ห้องสมุดไป่ตู้
a b - bb ab
11
当a=b时，则有M≈r
L形板接头
M
b 1
～
b 1
r
1.957 1.738
十字形、 T形及L形杆的复合体：
十字形杆接头 T字形杆接头 L字形杆接头
a≤5b，a1≤5b1
这三种杆接头的模数均为：
M=（1～1.125）M主
式中：M主为模数最大的一根杆的模数， 当两杆模数相等，且宽度等于厚度2倍的杆状复合体的模数最大，它 等于杆状体模数的1.125倍。
缸体主壁：看作厚 120mm的板， M=6cm 缸底：直径Ф400mm，侧面 为非冷面，可视为140mm厚 的板件，M=14/2=7cm
上部平板部分： 看作厚80mm板件， M=4cm
热节：缸体 主壁与斜壁 相交处，热 节圆 Ф180mm， 看作180mm 厚的当量板， M=18/2=9cm
帽状部分：看作板 件，厚100mm， M=5cm
M 8.2 6.24 1.9cm 2(8.2 6.24) 2
14mm壳壁视作板， M=1.4/2=0.7
壳壁与外肋连接处， 画出圆Φ20mm， M=2/2=1
Φ28视作板连接，考虑砂尖影 响M=（2.8X1.25）/2=1.75
例三：锅炉阀体
φ324mm法兰，视作杆-板 连接：
M 5 7.8 1.8 2(5 7.8 2)
十字形杆接头
M
a(2b12 bb1 2b2 )
4a(b1 b) 2(2b12 bb1 b2 )
当b=b1=a时，则M=1.111M杆
当b=b1，a=2b时，则M=1.154M杆 当b=b1，a=3b时，则M=1.176M杆 当b=b1，a=4b时，则M=1.191M杆 当0.5b1≤b≤2b1，则M=（1～1.191）M主
1. 简单立体的模数计算
平板：
Mδ 2
V=1cm2Xδ，A=2cm2
长杆：
M
ab 2（a
b)
V=aXbX1cm3，A=2(aX1+bX1)cm2
立方体及其内切圆柱体， 或内切球体：
Ma 6
长方体：
M （2
abc ab bc ac)
圆柱体：
r 2h
rh
M
2r 2 2rh 2(r h)
当h≥2.5b时，就成为圆杆：
Φ50视作板上凸起，
M 2.5 2.8 1.06 2(2.5 2.8 2)
4视作杆-板连接，考虑 砂尖热影响 2.4X1.25=3cm，杆截 面长(20-12.2)/2+2=5.9 非散热面c=2X2cm M 5.9 3 1.3
2(5.9 3 2)
φ364mm法兰杆板连接， 考虑砂尖，杆的截面尺寸 为：10.7X（6.2X1.2）， 非散热面C=3.2cm，则：
①板件相交
a.用1:1比例绘出相交节点的图形。 b.板壁相交处圆角半径取壁厚的1/3已足够，即r=a/3或r=b/3 c.考虑砂尖角对凝固时间的影响时，作图时让热节圆的圆周线通过r的中 心，量出热节圆半径R
热节点模数：
M R Dr 2
②杆件相交
a.用1:1比例绘出相交节点的图形。 b.板壁相交处圆角半径取壁厚的1/3已足够，即r=a/3或r=b/3 c.考虑砂尖角对凝固时间的影响时，作图时让热节圆的圆周线通过r的中
L形杆接头
M
a(b2 2bR 0.2146R2 )
(3.571R 2b) 2(b2 2bR 0.2146R2 )
T形、十字形及L形杆接头——模数计算方法
用一倍厚度法，求体积和散热面积
T形杆接头
杆接头体积
V
a
(
2b2 1
bb1
b2)
杆接头散热面积
A
a(4b1
3b)
2(
2b2 1
bb1
3. 应用举例
例一 补缩通道计算
凸①视作杆，则：
M 11.5 6.6 2.62 2(11.5 6.6) 7
将②视作板，则： M 7 2 3.5
将③视作有梯形截面的杆，
A （12.7 7.6） 30.7 311.6 2
L 12.7 7.6 30.7 32 7 76
M 311.6 76 4.1
M
10.7 7.5 2（10.7 7.5）- 3.2
2.37
5视作板接头，考虑砂尖 影响，热节圆直径 3X1.2=3.6cm，
M=3.6/2=1.8
3阀座视作杆-板连接，考虑砂 芯的影响，86/50=1.72，所以， 查表取k=1.55，取杆的截面尺 寸5X(5X1.55)=5X7.8，看成方 杆，非散热面c=2X2，则:
d.将法兰看作厚度为Dr的角形杆，
用扣除非散热面法计算热节模数：
M
Dr b
2Dr b c
3）用“一倍厚度法”求热节模数
M b2 ab 2a2 4a 3b
对齿轮轮缘和辐板间形成的T形热节所进 行的分析计算表明：
一般情况下，一倍厚度法所得模数值稍 大，热节圆当量杆法所得模数次之，用扣除 散热面积法所得模数略小，总的来说，用上 述不同方法计算出的模数值相近，皆能满足 工艺设计的精度要求。
四、圆筒类铸件有效壁厚的修正
当砂芯直径d小于铸件外 径D的27%时，一般将筒 形体看作实心圆柱体来 计算模数
砂芯直径 d，cm
系数，k
5δ 4δ 3δ 2δ 1．5 δ δ
δ/2
1．28 1．33 1．4
1．5
1．57 1．67 1．8
五、举例：求缸体模数
Ф220mm孔的 四周部分:看 作厚80mm的板 件，M=4cm
板件相交，可按照长杆计算模数：
断面积 M 散热周界长
T形板接头
断面积 A 2a2 ab b2 散热面周长 S 4a 3b
2a2 ab b2 M
4a 3b 当a=b时，则有M≈r
十字形板接头
断面积 A 2a2 ab 2b2
散热面周长 S 4a 4b
2a2 ab 2b2 M 4（a b)
M
断面积 断面周长
b 4
环形体和空 心圆柱体：
当b<5a时，将其视为展开的长杆体：
M ab 2(a b)
当b≥5a时，将其视为展开的板：
M a 2
2. 接头部分的模数计算
杆（环形体）——板（大法兰）连接：
设Dm=na，则 V=Dmabπ=a2bnπ A=2a2nπ+aπ (n+1)(b-c)+aπ(n-1)b=aπ (2an-2bn-cn-c)
分析
比较模数可知，补缩通道在①②⑤⑦等部位， 但都被凝固较早的部分隔开，这些部位易产 生缩松或缩孔。
1
2（a a)
1
当a=a1，b=b1，a=2b时， M 3a 16
一根杆的模数为：
M ab a 1 2(a b) 6
M
3a 16 1.125
Ma
1
6
T形杆复合体
断面积
S 2(a a1 )
散热面周长
A ab a1b1 bb1
M A ab a b1 1 bb1 S 2(a a1 )
例二：阀体铸钢件
Φ269mm法兰视作杆-板连接的L型接头， 考虑砂尖的影响，杆的截面尺寸取为： 7.4X（5X1.2)，非冷却面C=2.6cm，则：
阀座部分视作杆-板连接， Φ27视作板连接，考虑砂尖的 影响，M=(2.7X1.25)/2=1.7
Φ244mm法兰视作杆-板连 接的L型接头，考虑砂尖的 影响，杆的截面尺寸取为： 8.2X（5.2X1.2)，非冷却面 C=2cm，则：
心，量出热节圆半径Dr
d.将热节处看作厚度为Dr的杆件
热节点模数：
M
Dr b
2Dr b
③管与法兰相交
a.用1:1比例绘出相交节点的图形。 b.板壁相交处圆角半径取壁厚的1/3已足够，即r=a/3或r=b/3 c.考虑砂尖角对凝固时间的影响时，作图时让热节圆的圆周
线通过r的中心，量出热节圆半径Dr
L形杆复合体
M A ab a b1 1 bb1 S 2(a a1 )
T形、十字形及L形杆接头：
T形杆接头 M
a(2b12 bb1 b2 )
a(4b1 3b) 2(b12 bb1 b2 )
当b=b1=a时，则M=1.066M杆