如何设计熔模铸造铸件浇冒口
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？。
精密铸造铸件工艺与浇冒口系统设计
第六章铸件工艺设计第一节概述为了生产优质而价廉的包模铸件，做好工艺设计是十分重要的。
在做工艺设计之前，首先要考虑选用包模铸造工艺生产时，在质量、工艺和经济方面的几个问题。
1.铸件质量的可靠性对于铸件质量上的要求，一般是包括两个方面，一是保证技术要求的尺寸精度、几何精度和表面光洁度，二是保证机械性能和其它工作性能等内在质量方面的要求。
包模铸造具有少切削、无切削的突出优点。
近年来，由于冶金技术、制模、制壳材料和工艺以及检测技术等方面的发展，包模铸件的外部和内在质量不断提高，所以它的应用范围愈来愈广。
不少锻件、焊接件、冲压件和切削加工件，都可以用熔模铸造方法生产。
这对于节约机械加工工时和费用，节约金属材料，提高劳动生产率和降低成本都具有很大意义。
但是，熔模铸造生产的铸件，由于冶金质量、热型浇注引起的晶粒粗大、表面脱碳以及内部缩松等方面的原因，铸件的机械性能(尤其是塑性)，还存在一些缺陷。
对于某些受力大和气密性要求高的铸件，采用包模铸造时，应充分考虑零件在产品上的作用和性能要求，以确保其使用可靠。
有些结构件改用包模铸造生产时，必须考虑原用合金的铸造性能是否能满足零件的质量要求，否则就需要更改材质。
2.生产工艺上的可能性和简易性熔模铸造虽然可以铸造形状十分复杂的、加工量甚少甚至不加工的零件，但零件的材质、结构形状、尺寸大小和重量等，必须符合熔模铸造本身的工艺要求。
如铸件最小壁厚、最大重量、最大平面面积、最小孔槽以及精度和光洁度要求等，都要考虑到工艺上的可能性和简易性。
3.经济上的合理性采用包模铸造在经济上是否合理，要从多方面考虑。
按每公斤的价格来说，包模铸件与同类型锻件相近甚至还高些，但是由于大幅度减少了加工量，因而零件最终成本还是低的。
但也有些零件，可以利用机械化程度较高的方法生产，例如用自动机床高速加工、精密锻造、冷挤压、压力铸造等等，这时，用包模铸造法生产在经济上的优越性就不一定显著，甚至成本还可能高一些，所以在这种情况下，就不一定选用这种方法了。
熔模铸件冒口当量热节设计法
冒口的补缩效果较差 ,此时系数 K1可取 1. 05～1. 10。 4. 2 冒口直径计算
D r = ( 1. 1 ～ 1. 3) Dg
(2)
式中 ,系数通常取 1. 2,如冒口表面撒保温剂或为发热
冒口时可取 1. 1; Dr 为冒口底部直径 。当冒口颈和冒口
的截面为非圆形时 (如腰圆或椭圆 ) ,可利用图 1,先确
献 [ 2、3 ]相应的计算图 。
图 2 铸件质量系数计算图
冒口状态分为顺补和逆补两类 :顺补是指浇注时金
属液经过冒口流入铸件 ,即补缩方向和浇注流动方向一
致 ,此状态下浇注后冒口中金属液温度高于铸件 ,此时
系数 K1取 1;逆补是指浇注时金属液经过铸件热节流入
冒口 ,此状态下浇注后铸件热节的温度高于冒口 ,因此
精密铸造
特种铸造及有色合金 2006年第 26卷第 2期
熔模铸件冒口当量热节设计法
许云祥 (中国科学技术大学 )
摘 要 将当量热节概念应用于冒口设计 ,提出了冒口的当量热节设计法 。在当量热节直径根据简化后的铸件截面尺寸 通过图表确定后 ,可以计算出冒口颈直径 、冒口直径 、冒口体积和冒口高度 。冒口的当量热节设计法 ,概念直观 ,计算简单 。 关键词 熔模铸造 ;冒口设计 ;当量热节 中图分类号 TG249. 5 文献标志码 A 文章编号 1001 - 2249 (2006) 02 - 0108 - 03
108
熔模铸件冒口当量热节设计法 许云祥
安全补缩的条件下 ,冒口应越小越好 。冒口过大 ,不仅 降低了铸件工艺出品率 ,甚至可能反而增大铸件的热 节 。 ④冒口颈应保证一定的长度 。为了避免冒口中的 缩根潜入铸件 ,冒口越大 ,冒口颈越长 。 ⑤凝固过程中 冒口在大气压差和重力差的作用下 ,将向设置冒口的铸 件热节部位产生凝固收缩流动而实现补缩 ,因此大气压 差和重力差是冒口补缩的动力 。为此当冒口位置低于 铸件热节时 ,必须保证给冒口补缩施加动力的动力源的 作用通道畅通 。
熔模铸造浇口设计
熔模铸造浇口设计浇口设计是熔模精密铸造生产中非常重要的一环，它起着固定蜡件，引到蜡流、引导金属流、补缩进而实现良好品质铸件的重任。
由于铸件各部分壁厚不完全相同，因而各部分热容量及冷却速度不尽一致。
在铸造工艺上一般把铸件中热容量较大，冷却凝固较慢的部分叫做热节。
根据铸件结构的不同，一般铸件上有一到多个热节点。
这些热节点在浇口设计时必须予以重视，否则，铸件的内在将会受到影响。
我们今天不说铸件中存在的热节，而是说因为浇口设计带来的人为热节。
以下是两个铸件浇口设计而造成的人为热节例子。
图一，浇口设计导致铸件壁处散热不好在图一中我们可以看出，浇口与铸件之间间距很小。
按照一般产品5层半的型壳，硅溶胶型壳厚度大约为7mm左右。
按照图一中的浇口设计，浇口与铸件壁之间的距离显然很小，在制壳完成5层半后，中间部分肯定堵死，这部分铸件壁肯定散热不好。
如果在凝固过程中不能得到有效的金属液补充，很容易造成铸件内在缺陷。
图二，浇口设计导致铸件散热不良，干燥困难在图二中存在同样的问题。
浇口设计离铸件壁太近，导致在型壳制作完成后铸件与浇道中间部位堵死，形成人工热节。
而且在第二例中，支浇道直接堵在铸件上相应孔的前面，不仅影响铸件制壳生产，而且影响铸件干燥，也会影响铸件凝固散热，都会对铸件质量造成不可预估的影响。
这个结果可能并不是铸造工程师想要看到的结果，但是，实际设计造成了人工热节的出现，也可能会造成不良的后果，因此，这个设计应该是要避免的。
可能有人会说，要是铸件设计不允许哪?实际上，解决铸件补缩和散热是一个问题的两个方面。
要么，你解决补缩；要么，你解决散热。
当然，两种同时兼顾更好。
换句话说，就是你解决了补缩，设计了浇口，你就可以不用考虑散热，相反，你考虑了散热，就不一定用增加浇口来解决问题。
因为铸造的影响因素非常多，不能人为制造复杂混乱的凝固顺序让铸件质量听天由命。
铸造冒口生产工艺
铸造冒口生产工艺
铸造冒口生产工艺是一种常见的铸造工艺，用于制造各种金属制品。
在铸造过程中，冒口是为了排出废弃物和空气，并使金属流入模具中。
以下是一种常见的铸造冒口生产工艺。
首先，在准备工作中，我们需要准备模具和金属原料。
模具应根据最终产品的形状和尺寸进行设计和制造。
金属原料应选取适当的合金，并进行预熔处理以提高其流动性。
然后，我们将金属原料放入炉中，加热到适当的温度。
在加热过程中，需要掌握好合适的加热时间和温度，以保证金属原料的熔化和流动性。
接下来，我们将熔化的金属倒入预热的模具中。
在倒注过程中，需要注意控制倒注速度，保持一定的压力，并避免产生气泡或污染物。
随后，我们需要设计和制造冒口。
冒口的形状和大小应根据最终产品的形状和材质来确定。
冒口的位置应位于最后凝固的部分，以确保金属流入整个模具。
在冒口的制作过程中，我们可以使用不同的材料或技术。
一种常见的方法是使用陶瓷材料制作冒口。
陶瓷材料可以耐高温，并能够保持较好的形状。
最后，在整个制造过程中，我们需要对生产工艺进行严格的控制和监测。
我们可以通过检查样品和使用不同的测试方法来评
估产品的质量。
如果产品不符合要求，我们将需要采取相应的措施来修复或重新制造。
总结起来，铸造冒口生产工艺是一种重要的铸造工艺，可以用于制造各种金属制品。
它需要合适的模具和金属原料，并需要掌握好加热和倒注过程。
在冒口的制作过程中，需要选择合适的材料和技术。
通过严格的控制和监测，我们可以保证产品的质量和性能。
铸造浇冒口切割设计
铸造浇冒口切割设计铸造是一种常见的制造工艺，广泛应用于各个领域。
在铸造过程中，浇注口和冒口是不可或缺的组成部分，它们对铸件质量有着重要的影响。
而浇冒口切割则是铸造中的一个重要环节，下面我们来详细了解一下。
浇注口和冒口的作用是什么？浇注口是铸件的注液口，是铸造中的一个重要组成部分，它的设计与位置直接影响铸件的成型和质量。
冒口则是铸件中形成的气孔和缩孔等缺陷的出口，冒口的设计和位置也是非常重要的。
在铸造中，浇注口和冒口设计的好坏是决定铸件质量的关键因素之一。
因此，浇冒口的设计需要考虑多个因素，如铸件的形状、尺寸、材质、浇注方式、固化过程等。
合理的浇冒口设计可以保证铸件的成型完整性，减少铸件缺陷，提高铸件的质量。
而浇冒口切割则是铸造中的一个重要环节。
在铸造完成后，需要对浇口和冒口进行切割，以便将其从铸件中分离出来。
浇冒口切割的目的是确保铸件的外观完整，同时避免切割过程中对铸件造成不必要的损伤。
在浇冒口切割中，需要考虑多个因素。
首先是切割的工具和方式。
常用的浇冒口切割工具有钳子、锤子、锯子等。
不同的工具需要根据具体情况进行选择，以确保切割的效果和安全性。
同时，还需要考虑切割的方式，如手工切割、机械切割等。
不同的切割方式也会对切割效果和成本产生不同的影响。
还需要考虑切割的位置和角度。
在切割浇口时，需要选择一个合适的位置和角度进行切割，以确保切口的位置不会对铸件的质量产生不良的影响。
切割冒口时，需要选择一个合适的位置和角度，以确保将冒口切割干净，同时避免对铸件造成损伤。
还需要考虑切割的安全性。
切割浇口和冒口时，需要注意安全，避免切割过程中对人员和铸件造成不必要的伤害。
切割时需要佩戴防护装备，并确保切割工具和设备的安全性。
浇冒口切割是铸造中的一个重要环节，它直接影响着铸件的质量和外观。
在浇冒口切割中，需要考虑多个因素，如工具和方式、位置和角度、安全性等。
只有合理地设计和执行浇冒口切割，才能保证铸件的质量和安全。
熔模铸件冒口当量热节设计法
熔模铸件冒口当量热节设计法熔模铸件的冒口是指连接熔化金属与铸件之间的通道，其作用是让金属在冷却过程中有足够的时间与铸型材料交换热量，以防止铸件出现缩孔、气孔等缺陷。
当然，冒口还可以作为铸件的入口，使金属液顺利流入铸型中。
因此，冒口设计的好坏对铸件的成形质量起着至关重要的作用。
熔模铸件冒口当量热节设计法是一种常用的冒口设计方法，其核心思想是建立一个等效的热节模型，通过计算这个模型的最小截面积来确定冒口的设计尺寸。
具体步骤如下：
1. 确定铸件的凝固收缩量和引起收缩的金属液量。
2. 根据铸件的几何形状和大小，确定冒口底部的面积。
3. 假设冒口底部的面积上方的金属液在冷却过程中达到了和凝固铸件相同的温度，建立等效热节模型。
4. 根据等效热节模型计算出最小截面积，即为合理的冒口设计尺寸。
5. 检查冒口的位置和形状是否合适，需满足金属液能够顺利流入铸型而不引起攻角、涡流等不良现象。
总之，熔模铸件冒口当量热节设计法是一种基于热力学原理的设计方法，可以有效避免因冒口设计不当而导致的铸件缺陷问题。
铸件浇口的设计规范
铸件浇口的设计规范1. 引言本文档旨在为铸件的浇口设计提供一些规范和指导。
浇口是铸造过程中的关键部分，直接影响铸件的质量和性能。
合理的浇口设计可提高铸件的成形性和减少缺陷的产生。
2. 浇口位置浇口的位置应根据具体铸件的形状和结构来确定。
一般而言，应选择尽可能靠近铸件壁厚最大的位置作为浇口位置，以保证铸件内部的金属能够充分流动并填充整个模腔。
同时，还应考虑到浇注过程中金属的流动方向和空气的排出，以避免产生气孔等缺陷。
3. 浇口尺寸浇口的尺寸应根据铸件的大小和形状来确定。
一般而言，浇口的直径或边长应足够大，使得金属在浇注过程中不会发生过快的凝固和困实。
同时，还应确保浇口尺寸能够满足金属充分流动的要求，以避免产生浇冒缺陷。
4. 浇注方式浇注方式的选择应根据铸件的形状、尺寸和材料来确定。
常用的浇注方式包括顶浇、底浇、侧浇等。
在选择浇注方式时，应考虑到金属在模腔内的流动路径和方向，以避免产生太多的湍流和气体夹杂。
5. 浇注温度浇注温度的选择应根据铸件的材料和结构来确定。
一般而言，浇注温度应使得金属液流动性好，同时又能保证铸件的凝固过程能够顺利进行。
浇注温度过高可能导致金属液的喷溅和气孔的产生，而浇注温度过低可能导致金属液流动性差和凝固不完全。
6. 浇注速度浇注速度的选择应根据铸件的材料和尺寸来确定。
一般而言，浇注速度应使得金属液在浇注过程中能够充分填充整个模腔并压实，同时又不能过快引起金属液的喷溅和气孔的产生。
浇注速度过慢可能导致金属液的凝固过早和铸件成形性差。
7. 浇注压力浇注压力的选择应根据铸件的材料和尺寸来确定。
一般而言，浇注压力应使得金属液能够顺利流动并填充整个模腔，同时又不能过大引起金属液的喷溅和气孔的产生。
浇注压力过小可能导致金属液无法充分填充模腔。
8. 浇注过程控制在铸造过程中，应对浇注过程进行有效的控制。
包括控制浇注温度、浇注速度和浇注压力等参数，及时发现和处理异常情况，确保铸件的质量和性能。
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•Run simulation on “naked” single casting
•进行“裸件”（单独铸件，不带任何浇冒口系统）模拟•Shell mesh in ceramic material to required thickness •确定模壳材料及厚度后进行网格划分
•Run View Factor calculation
•运行视角因数计算
•Run SOLIDCast
•运行SOLIDCast
•Go to Riser Design Wizard
•转到浇冒口设计向导
Go to Riser Design Wizard 转到冒口设计向导
Select “Design Risers”
Then “Next”选择“设计冒口”然后点击下一步
One Feed Area identified –check “Plot Feed Area” then “Next”识别出一个补缩区-勾选“显示补缩区”然后点击“下一步”
Maximum casting modulus (Mc) identified as 0.56cm 识别出铸件的最大模数（Mc）是0.56厘米
Enter value near Max –say 0.55 then Click “OK”
输入接近最大值的一个值，-这里输入0.55然后点击“确定”
Contact point (area of max Mc) identified
识别最大模数的位置
•Modulus = volume/surface area or area/perimeter for long bars.
•If bar is square, length of side = 4x required modulus.
•模数=体积/表面积或者对于长杆形状铸件的话=表面积/周长，
•如果杆截面积是正方形，那么一边的尺寸=4x需要的模数
•Max Mc in this case = 0.56cm
•在这个案例中最大的模数Mc=0.56cm
•Riser (bar) modulus (Mr) should be 20% larger ie1.2(Mc) = 0.67
•冒口（模头）模数（Mr）应该是铸件模数的1.2倍=1.2x0.56=0.67
•For square bar, bar size = 4x required modulus = 4(0.67) = 27 mm square.
•正方形截面积的模头，模头尺寸=4x需要的模数=4x0.67=27平方毫米
•Contact neck modulus (Mn) (when poured through) should be equal to Mc (0.56). •冒口颈（浇口）模数（Mn）（模头-浇口-冒口）应该等于铸件模数Mc（0.56）•For square bar, bar size = 4x required modulus = 4(0.56) = 23 mm square.
•如果是正方形截面积的杆，其尺寸=4x需要的模数=4x0.56=23平方毫米
•Contact can be reduced by reducing length of contact (distance of casting from bar),•typically Mn= 0.6(Mc) if length of neck is less than smaller cross section of contact. •Therefore for short neck, contact Mn= 0.6(0.56) = 0.336.
•减小浇口的长度（铸件到模头的距离）可以减小浇口的尺寸，通常，如果浇口的长度•小于截面积的小边的话，Mn=0.6(Mc),因此，对于短冒口颈来说，Mn=0.6x0.56=0.336•For round neck, diameter = 4(Mn) = 4(0.336) = 13.4mm diameter.
•圆的浇口的话，直径=4（Mn）=4x0.336=13.4毫米直径
•Further reductions in diameter are possible if neck is “notched” and taken away •from casting at an angle of approx30 degrees. Notching neck also creates fracture •(break off) point for alloys such as white irons.
•如果冒口颈做成易割样式的话，其直径可以进一步降低，可以做成大约30度。
•易割冒口颈也产生断裂点。
Bar 模头27x27
Plane of symmetry镜像
Short Contact =14
mm diameter短浇口
=14毫米直径
30 deg
10
Run FLOWCast 运行FLOWCast 做流场分析
Run SOLIDCast运行
SOLIDCast做温度场分析
Plot of Material Density。