小型缸体灰铸铁件的DISA线上的浇冒口系统及其设计方法与流程

技术特征：

1.一种小型缸体灰铸铁件的DISA线上的浇冒口系统，其特征在于该浇冒口系统包括冒口和浇注系统，所述浇注系统包括内浇道、直浇道和横浇道，每个型板中布置八个铸件，所述横浇道以浇口杯为中心左右两侧对称设置有一个直浇道，每个直浇道上分上下层布置有四个铸件，且以每个直浇道为轴对称分布，每个铸件通过相应的内浇道与直浇道联通；在每个直浇道的下端设有缓冲区域；所述内浇道的截面形状为矩形；直浇道和横浇道的截面形状均为等腰梯形，八个内浇道的截面积均相等，所述横浇道截面积是单个内浇道截面积的6.25倍，位于上层的直浇道的截面积是单个内浇道截面积的4.8倍，位于下层的直浇道截面积是单个内浇道截面积的1.9倍；所述冒口均单独设置在每个铸件的正上方。

2.根据权利要求1所述的小型缸体灰铸铁件的DISA线上的浇冒口系统，其特征在于所述冒口为方形无冒口窝冒口。

3.一种权利要求1或2所述的小型缸体灰铸铁件的DISA线上的浇冒口系统的设计方法是：在冒口设计时，将灰铸铁的石墨化膨胀考虑进去，采用均衡凝固原理计算出冒口的大小及形状；在浇注系统设计时，首先将采用均衡凝固原理计算出的冒口质量以及相应的铸件质量加和，然后再根据等压等流量工艺设计方法分别计算出内浇道、直浇道、横浇道的截面积，最终经过数值模调试出各浇道的最佳截面形状和尺寸。

4.根据权利要求3所述的设计方法，该方法的具体步骤是：

第一步：铸造工艺装备的选择

针对小型缸体灰铸铁件的自身特点及DISA线的生产条件，选择砂型铸造，垂直分型，冒口和浇注系统均设置在分型面上；

第二步：冒口的设计

1)铸件基本参数及基本量的计算

已知小型缸体灰铸铁件的材质为HT200，铸件体积为v_c，铸件表面积为s_c，铸件的密度为ρ；根据质量计算公式计算出铸件的质量为m_c＝ρ.v_c；根据几何模数的定义计算出铸件的几何模数为

2)计算质量周界商Qm、灰铸铁件收缩时间分数Pc、收缩模数因数f₂及收缩模数Ms；

质量周界商：

灰铸铁收缩时间分数：

收缩模数因数：

铸件的收缩模数：M_s＝f₂·M_c

3)计算冒口模数，确定冒口的形状和尺寸

冒口模数为M_r＝M_C·f₁·f₂·f₃；

其中为f₁冒口平衡因数，f₁取值为1.3，f₃为冒口压力因数，f₃的取值与铸件质量周界商有关，可根据计算得到的Q_m查表获得；

根据上述冒口模数，取冒口形状为方形无窝冒口，再通过查表获得冒口尺寸；

4)计算冒口颈模数并确定出冒口颈形状和尺寸

冒口颈模数为M_n＝M_C·f_P·f₂·f₄，选取长方体冒口颈，

其中，f₄为冒口颈长度因数，f₄取值为0.8；f_P是流通效应因数，f_P取值为0.5；

冒口颈厚度：e＝(2～2.5)M_n，

冒口颈宽度：W≥5e，

冒口颈长度：l＜＝3e，

依照冒口颈“短、薄、宽”的原则来确定出冒口颈尺寸；

第三步：浇注系统设计

1)浇口杯

根据单个铸件和冒口的质量之和及工艺出品率的要求，选取浇口杯，并采用自动造型；

2)浇道设计

采用等压等流量工艺设计方法计算出单个内浇道截面积S₁：

其中，G为流经内浇道截面积的金属液质量；μ为流量系数；τ为金属液流经截面积的时间，根据铸件凝固时间等因素确定；g为重力加速度；H_p为实际压头；

横浇道截面积S4是单个内浇道截面积S₁的6.25倍，位于上层的直浇道截面积S₂是单个内浇道截面积S₁的4.8倍，位于下层的直浇道截面积S₃是单个内浇道截面积S₁的1.9倍；

经过数值模拟调试确定内浇道截面最佳形状为矩形，横浇道截面形状为等腰梯形，直浇道截面形状为等腰梯形，至此完成浇注系统的设计。