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课题二浇注系统的设置教学目的：1、掌握浇注系统的组成及作用2、掌握浇注系统的类型和位置选择教学重点：浇注系统的类型和位置选择教学难点：浇注系统的位置选择授课时数：授课班级：授课时间：教学过程：引入、讲解导入新课：由现实生活中的铸造方式引入课题一、浇注系统的组成及作用浇注系统是铸型中液态金属进入型腔的通道总称，其基本元素有：浇注系统杯、直浇道、横浇道和内浇道，对浇注系统的基本要求主要有：1、在规定时间内充满型腔，保证铸件轮廓、棱角清晰。2、使金属液流动平稳，避免严重紊流，防止卷入、吸收气体和使金属过度氧化。、3、具有良好的撇渣能力，防止产生夹渣和气孔缺陷。4、保证型内金属液面有足够的上升速度，以免形成夹砂、结疤、皱皮、冷隔等缺陷。5、金属液进入型腔时的流速不可过大，避免飞溅、冲刷型壁或砂芯。6、浇注系统结构力求简单，简化造型，减少清理工作和液态金属的消耗。1、浇注系统杯浇注系统杯的作用是承接来自浇包的金属液，防止飞溅和溢出，方便浇注；减少金属液对铸型的直接冲击；可以撇去部分熔渣、杂质，阻止其进入直浇道内；提高金属液静压力。浇注系统可分为漏斗形浇注系统和浇注系统盆两种。浇注系统杯中出现水平漩涡会带入渣滓和气体。为了减少或消除水平漩涡，最好是采用拔塞、浮塞或铁隔片等方式，2、直浇道直浇道的作用是将浇注系统杯中的金属液引入横浇道、内浇道或直接进入型腔。直浇道常做成上大下小的锥形、等截面的柱形和上小下大的倒锥形等。其金属液流态也呈充满式和非充满式流态两种。在非充满式流态条件下，金属液表面会吸收和带走气体。一般由于横浇道、内浇道或过滤网等的流动阻力，甚至等截面的柱形和上小下大的倒锥形，直浇道均能实现充满式流态，从而避免吸气。而非充满式流态仅出现在阶梯式和浇注系统中的分配直浇道和柱塞包浇注钢件是用的直浇道等特定条件下。3直浇道窝在直浇道底部设置直浇道窝可以改善金属的流动状况。其作用有：1、缓冲作用减轻金属液对直浇道底部型砂的冲刷2、缩短直横浇道拐弯处的高度紊流区浇道窝可减轻流液进入横浇道的孔口压缩现象，缩短高速紊流区，直浇道窝对减轻金属氧化、阻渣和减少卷气十分有利。3、改善内浇道的流量分布设置直浇道有利于内浇道流量分布的均匀化。列如，在S直：S横：S内=1：2.5：2.5试验条件下，无浇道窝时，两相等截面的内浇道流量分配为31.5%和68.5%；而有直浇道窝时，梁相等截面的内浇道流量分配为40.5%和59.5%。减少直-横浇道拐弯处的局部阻力系数和水头损失，也有利于金属液中气泡的浮出。4、横浇道横浇道的作用是使金属液流足量、平稳的流入内浇道，（流量分配作用），储存最初浇入的含气和渣滓的低温金属液（阻渣作用），又称捕渣道。1、阻渣原理横浇道的阻渣原理，在横浇道中流动着的金属液，除了一个向前的流动速度外，在内浇道入口出附近由于受到所形成的低压区的影响，还有一个向内浇道流动的速度，好似是内浇道将横浇道中金属液“吸进去”那样，这种现象称为“吸动”作用。具有这种作用的区域称为“吸动作用区”。由于渣团密度比金属小，渣团一面上浮，一面随金属液做水平运动。如果渣团能上浮到横浇道顶部且超过內浇道吸动区，就不致进入型腔；反之，进入该区的渣团也将会流入型腔。内浇道的吸动区已扩展至横浇道的顶部，渣团将全部进入型腔。2、强化横浇道阻渣的措施为加强横浇道的阻渣效果，常采取以下措施：1设置筛网芯的浇注系统安放筛网芯的浇注系统，金属流过筛网芯时，由于断面突然扩大，在孔眼出口处出现涡流，使渣团上浮并黏附在筛网芯的底部，所以，筛网芯的作用并非“过滤金属”。为了筛网芯底部能黏附渣团，其下部空间应被金属液充满，安放筛网芯时应使孔眼呈上小下大的状态。这种带有4mm或5-8mm锥孔的筛网芯，可制成圆形或矩形，安放在浇注系统杯内、直浇道下端或横浇道内。2设置过滤网以过滤网为目的的过滤网具有更小的孔眼。铝合金用的过滤网常用薄皮钻孔制成（孔直径为2-4mm），也可应用钢丝或玻璃纤维编织成的过滤网，孔径越小，过滤效果越好。近几年，金属过滤技术的发展以能提供用于黑色和反日铁合金铸件的各种更小孔径的过滤网，如陶瓷网格过滤板、泡沫陶瓷或其他高熔点的纤维网，使金属净化。3设置集渣包的浇注系统横浇道上被局部加高、加大的部分称为集渣包。金属液以切线方向进入圆形的集渣包，称为离心集渣包。金属流入集渣包，因断面积突然增大，流速降低并在集渣包内产生漩涡，使密度较小的渣团向漩涡中心集中、浮起而滞留在顶部。离心集渣包的出口截面积应小于入口，方向须和液流旋转方向相反，保证金属液流充满集渣包且使浮起的渣团不致流出集渣包。当离心集渣包兼有冒口作用时，其结构与尺寸应依补缩需要来设计，出口截面积应按冒口颈的大小来确定。4设计合理的横浇道、内浇道形式，降低流速、强化排渣。5、内浇道内浇道的作用是控制金属充满铸型的速度和方向，调节铸型各部分的温度呵呵铸件的凝固顺序，并对铸件有一定的补缩作用。设计内浇道时应力求使其流量分布均匀，金属充填型腔时平稳、无喷射和飞溅现象发生。在设计多个内浇道时，其流量的分布是关键。实验表明：同一横浇道上有多个等截面的内浇道时，各内浇道的流量应不等。一般条件下，远离直浇道的内浇道的流量最大并先进入金属液，而靠近直流道的流量小，且后进入金属液。为了使各内浇道的流量均匀，通常采用的包括方法：缩小远离直浇道的內浇道的截面积，或使横浇道截面积依比例逐步缩小小结：1、浇注系统的组成及作用2、浇注系统的类型和位置选择作业：补充习题课题二浇注系统的设置教学目的：1、掌握浇注系统的组成及作用2、掌握浇注系统的类型和位置选择教学重点：浇注系统的类型和位置选择教学难点：浇注系统的位置选择授课时数：授课班级：授课时间：教学过程：引入、讲解导入新课：由现实生活中的铸造方式引入课题二浇注系统的类型和位置选择浇注系统常用的方法有两种：一种是根据各组元截面积的比例关系的不同，即阻流截面位置的不同，分为封闭式开放式和半封闭式浇注系统。另一种是按內浇道在铸件上的相对位置不同，将浇注系统分为顶注式底注式中注式和阶梯注入式等类型，１浇注系统类型的选择各种类型的浇注系统各有其特点和应用范围。（１）按截面比例关系分类１）封闭式浇注系统直浇道出口截面积大于横浇道截面积总和，横浇道出口截面积总和大于內浇道截面积总和的浇注系统，称为封闭式浇注系统。封闭式浇注系统因充满快，故在浇注后不久就有较好的挡渣能力，可减少金属液的消耗，且清理方便。但金属液进入型腔的线速度高，易冲坏砂型和砂芯，易产生喷溅并使金属液的氧化加剧。因此，封闭式浇注系统主要用于中小型铸铁件。２）开放式浇注系统直浇道出口截面积小于横浇道截面积总和，横浇道出口截面积总和小于內浇道面积总和的浇注系统，称为开放式浇注系统。开放式浇注系统挡渣能力很差，消耗金属也较多，但充型平稳，主要用于易氧化的有色金属铸件球墨铸铁件及使用漏包浇注的钢铁件。３）半封闭式浇注系统直浇道出口截面积小于横浇道截面积总和，但大于內浇道截面积总和的浇注系统，称为半封闭式浇注系统。半封闭式浇注系统对铸件的冲刷比封闭式浇注系统小的多，挡渣作用则比开放式好。因此，在各类铸铁件上，尤其是球墨铸铁件及表面干型中广泛应用。（２）按內浇道相对位置分类１）订注式浇注系统融金属从铸型顶部引入型腔的浇注系统，称为顶注式浇注系统，顶式浇注系统的特点：１对铸型底部冲击力大，流股与空气接触面积大，金属液会产生激溅、氧化、易造成砂眼、铁豆、气孔、氧化夹渣等缺陷。２利于顶部冒口对铸件的补缩，减少轴向缩松的倾斜及冒口的体积。３可减少薄壁铸件浇不到，冷隔等缺陷，浇注系统的结构简单而紧凑，便于造型，金属消耗量也少。顶注式浇注系统有两种特殊的结构形式―压边浇注系统和雨淋浇注系统。他们都能细化流股，有边浇边补缩的作用。底注式浇注系统熔融金属从铸型底部引入型腔的浇注系统，称为底注式浇注系统，底注式浇注系统的特点是：充型平稳，不会产生激溅、铁豆，型腔内的气体易排出，金属氧化少，但金属液在上升的过程中长时间与空气接触，表面易生成氧化膜从而影响铸件的表面质量，对逐件的补缩不利。底注式浇注系统主要用于高度不大、结构复杂的铸件。刚铸件及易氧化的铝镁合金、铝青铜及黄铜等多采用底注式浇注系统。牛角浇注系统和反雨淋式浇注系统都属于底注式浇注系统。牛角式浇注系统是指形状像牛角呈圆滑曲线型，截面尺寸变化的底注浇注系统，多用于有色合金小铸件，反雨淋浇注系统的特点是：铸件温度分布均匀，同一截面上的金相组织比较一致；进入型腔的金属液不旋转，可避免熔渣黏附在芯子上，改善了筒形铸件的内表面质量。反雨淋浇注系统一般用于要求组织致密且无任何铸件缺陷的有色金属铸件。中注式浇注系统型腔分布在上下型内时，内浇道开设在分型面上，使金属液由铸型中部引入型腔的浇注系统，称中注式浇注系统。中注式浇注系统对于铸件在分型面以下的部分是顶浇，对上半部分则是底浇，故兼有顶注式和底注式的特点，广泛应用于各种壁厚均匀、高度较小、水平尺寸较大的中、小型铸件上。阶梯式浇注系统在铸件上的高度方向上开设诺干內浇道，使熔融金属从底部开始，逐层地从诺干不同高度引入型腔的浇注系统，称阶梯式浇注系统阶梯式浇注系统的特点是：平稳充型，避免因压头过高或熔融金属从高处落下冲击型腔，造成严重的喷射和激溅。金属液自下而上地充满型腔，有利于排气，而且铸件上部的温度高于下部，有利于实现顺序凝固，可使冒口充分补缩铸件。内浇道分散，减轻了局部过热现象。阶梯式浇注系统可减少铸件上的砂眼、气孔、冷隔、浇不到、缩孔、缩松、氧化等缺陷，而使其组织致密。但其结构复杂，造型和清理工作也较复杂。阶梯式浇注系统广泛应用于高大，复杂，大型及重型铸件上。2、内浇道位置的选择确定內浇道在铸件上的具体位置，应遵循下面一些原则：1）对要求同时凝固的铸件，内浇道应开在铸件壁薄的地方。轮廓尺寸较大的薄壁铸件，要设置较多的內浇道，使金属液很快而且均匀地充满铸型。2）对要求顺序凝固的铸件，內浇道应开设在铸件厚壁的地方。当条件许可时，最好是把内浇道开设在冒口处，使金属液通过冒口进入型腔，以提高冒口的补缩效率。3）內浇道不要开设在铸件的重要部位，因为在浇注过程中，高温金属液流经內浇道使其附近的砂型局部过热，易引起铸件组织局部晶粒粗大或产生缩松、热裂等缺陷。4）应使金属液严着型壁注入型腔，而不要从正面冲击砂型或砂芯，尤其是不能冲击型腔中薄弱的突出部分，防止冲坏而产生砂眼缺陷。5）内浇道不应开在靠近冷铁和芯撑的地方，以免削弱冷铁的激冷作用，防止芯撑融化而失去支撑作用，造成砂芯漂浮。6）对旋转体铸件，內浇道开设应使金属液沿着铸件切线方向注入，并力求方向一致，便于杂质上浮和气体的排除7）浇道开设不应妨碍铸件收缩。8）浇道开设应使落砂和清理方便。以上介绍了浇注系统的类型、特点及应用范围，以及內浇道的开设位置。在实际生产中，各种因素互相制约。因此，应在保证铸件质量的前提下，力求工艺简单，操作方便，省工省料。实训项目设置铸型浇注系统1、实训设备造型用工具、辅具。2、操作步骤（1）根据铸件的特点，确定浇注系统在铸件浇注时的位置为中注式。（2）设置內浇道的位置、数量，确定直浇道、横浇道。3、质量分析浇注系统的作用是将金属液合理而正确地引入型腔内，得到优质的铸件。正确选择浇注系统的机构、尺寸和合理地安排进入型腔的位置，显得非常重要。合理的浇注系统能保证铸件质量，且节省金属的消耗；如果浇注系统安排得不合理，就会使铸件产生气孔、砂眼、夹杂物、冷豆、缩孔、裂纹和浇不到等缺陷。4、评分标注小结：1、浇注系统的组成及作用2、浇注系统的类型和位置选择作业：补充习题课题三冒口冷铁的设置教学目的：1、冒口的设置2、冷铁的设置教学重点：冒口的位置选择教学难点：冒口的位置选择授课时数：授课班级：授课时间：教学过程：引入、讲解导入新课：由现实生活中的铸造方式引入课题一、冒口的设置所谓冒口是指在铸型内存储存供补缩铸件用熔融金属的空腔，也指该空腔中充填的金属。浇注铸型的液态金属，由于凝固时的体积收缩，往往会在铸件的厚实部位中心产生集中性的缩孔，或在铸件不易散热的其他部位产生分散性的缩松，严重降低了铸件的力学性能。因此，在铸