冒口及冷鐵、補(bǔ)貼

1、 縮孔和縮松都使鑄件的力縮孔和縮松都使鑄件的力學(xué)性能下降，縮松還使鑄件在學(xué)性能下降，縮松還使鑄件在氣密性試驗(yàn)和水壓試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)氣密性試驗(yàn)和水壓試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。生產(chǎn)中可通過滲漏現(xiàn)象。生產(chǎn)中可通過在鑄在鑄件的厚壁處設(shè)置冒口件的厚壁處設(shè)置冒口的工藝措的工藝措施，施，使縮孔轉(zhuǎn)移至最后凝固的使縮孔轉(zhuǎn)移至最后凝固的冒口處冒口處，從而獲得完整的鑄件，從而獲得完整的鑄件，冒口是多余部分，切除后便獲冒口是多余部分，切除后便獲得完整、致密的鑄件；也可以得完整、致密的鑄件；也可以通過合理地設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)，避通過合理地設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)，避免鑄件局部金屬積聚，免鑄件局部金屬積聚，來預(yù)防縮孔的產(chǎn)生。來預(yù)防縮孔的產(chǎn)生。閥體的冒

2、口補(bǔ)縮閥體的冒口補(bǔ)縮第第8 8章章 冒口及冷鐵設(shè)計(jì)冒口及冷鐵設(shè)計(jì)了解冒口的種類及補(bǔ)縮原理，掌握通用冒口的設(shè)計(jì)方法。了解冒口的種類及補(bǔ)縮原理，掌握通用冒口的設(shè)計(jì)方法。 什么是什么是冒口？冒口？ 冒口冒口是鑄型內(nèi)用以儲(chǔ)存金屬液的空腔，在鑄件形成時(shí)補(bǔ)給是鑄型內(nèi)用以儲(chǔ)存金屬液的空腔，在鑄件形成時(shí)補(bǔ)給金屬，有防止縮孔、縮松、排氣和集渣的作用。習(xí)慣上把冒金屬，有防止縮孔、縮松、排氣和集渣的作用。習(xí)慣上把冒口所鑄成的金屬實(shí)體也稱為冒口?？谒T成的金屬實(shí)體也稱為冒口。 冒口的作用冒口的作用 (1) (1) 補(bǔ)償鑄件凝固時(shí)的收縮補(bǔ)償鑄件凝固時(shí)的收縮。即將。即將冒口設(shè)置在鑄件最后凝固的部位，由冒口設(shè)置在鑄件最后凝

3、固的部位，由冒口中的合金液補(bǔ)償其體收縮，使收冒口中的合金液補(bǔ)償其體收縮，使收縮形成的孔洞移入冒口，防止鑄件產(chǎn)縮形成的孔洞移入冒口，防止鑄件產(chǎn)生縮孔、縮松缺陷。生縮孔、縮松缺陷。 (2) (2) 調(diào)整鑄件凝固時(shí)的溫度分布，調(diào)整鑄件凝固時(shí)的溫度分布，控制鑄件的凝固順序控制鑄件的凝固順序。 (3) (3) 排氣、集渣排氣、集渣。 (4) (4) 利用明冒口利用明冒口觀察觀察型腔內(nèi)金屬液型腔內(nèi)金屬液的充型情況。的充型情況。一、冒口的種類一、冒口的種類第一節(jié)、冒口的種類及補(bǔ)縮原理第一節(jié)、冒口的種類及補(bǔ)縮原理 它它在在輕合金鑄件輕合金鑄件、鑄鐵件鑄鐵件及及中小型鑄鋼中小型鑄鋼件件的生產(chǎn)中多使用明的生產(chǎn)中多

4、使用明冒口冒口。（1 1）明冒口）明冒口 一般都設(shè)置在一般都設(shè)置在鑄件頂部，與大氣相通鑄件頂部，與大氣相通，排氣及浮渣效果較好。，排氣及浮渣效果較好。明冒口的優(yōu)點(diǎn)：明冒口的優(yōu)點(diǎn)： 造型方便，便于觀察鑄型中金屬液的上升情況造型方便，便于觀察鑄型中金屬液的上升情況，可以向冒，可以向冒口中補(bǔ)澆金屬液，在冒口頂面散發(fā)熱劑、保溫劑等延長冒口口中補(bǔ)澆金屬液，在冒口頂面散發(fā)熱劑、保溫劑等延長冒口的凝固時(shí)間。對于厚大鑄件還能進(jìn)行搗動(dòng)冒口液面和補(bǔ)澆等的凝固時(shí)間。對于厚大鑄件還能進(jìn)行搗動(dòng)冒口液面和補(bǔ)澆等操作，加強(qiáng)補(bǔ)縮作用，操作，加強(qiáng)補(bǔ)縮作用，明冒口不受砂箱高度限制明冒口不受砂箱高度限制明冒口的缺點(diǎn)：明冒口的缺點(diǎn)：

5、因頂部敞開，散熱較快，同樣體積的冒口，因頂部敞開，散熱較快，同樣體積的冒口，明冒口比暗冒口的補(bǔ)縮效率低。明冒口比暗冒口的補(bǔ)縮效率低。 如需要補(bǔ)縮的部分與鑄型頂面的距離較大，或如需要補(bǔ)縮的部分與鑄型頂面的距離較大，或冒口的上部受到鑄件另一部分結(jié)構(gòu)的阻礙以及在冒口的上部受到鑄件另一部分結(jié)構(gòu)的阻礙以及在高高壓釜壓釜中澆注時(shí)，常常采用暗冒口。中澆注時(shí)，常常采用暗冒口。 （2 2）暗冒口）暗冒口可設(shè)置在鑄件的可設(shè)置在鑄件的任何位置任何位置上。上。暗邊冒口的優(yōu)點(diǎn)：暗邊冒口的優(yōu)點(diǎn)：不受鑄件不受鑄件上熱節(jié)點(diǎn)位置的限制，可依上熱節(jié)點(diǎn)位置的限制，可依熱節(jié)點(diǎn)就近設(shè)置冒口。熱節(jié)點(diǎn)就近設(shè)置冒口。暗邊冒口的缺點(diǎn)：暗邊冒口

6、的缺點(diǎn)：占砂箱面占砂箱面積大。當(dāng)熱節(jié)點(diǎn)不在分型面積大。當(dāng)熱節(jié)點(diǎn)不在分型面時(shí)，造型麻煩。時(shí)，造型麻煩。一般一般設(shè)于鑄件最高位設(shè)于鑄件最高位置或熱節(jié)部位的上面置或熱節(jié)部位的上面，這樣補(bǔ)縮壓力大，補(bǔ)這樣補(bǔ)縮壓力大，補(bǔ)縮效果好，而且浮渣縮效果好，而且浮渣和排氣也比較容易。和排氣也比較容易。（3 3）頂冒口）頂冒口常采用常采用明冒口明冒口的形式。的形式。圖圖4-15 4-15 常用冒口種類常用冒口種類a a）鑄鋼件冒口）鑄鋼件冒口 b b）鑄鐵件冒口）鑄鐵件冒口 11明頂冒口明頂冒口 22大氣壓力頂冒口大氣壓力頂冒口 33側(cè)冒口側(cè)冒口 44鑄件鑄件 55壓邊冒口壓邊冒口 側(cè)冒口也有側(cè)冒口也有明冒口明冒口

7、和和暗冒口暗冒口兩種形式，依熱節(jié)在兩種形式，依熱節(jié)在鑄件所處的位置而定鑄件所處的位置而定。 側(cè)冒口是由鑄件側(cè)面熱節(jié)處側(cè)冒口是由鑄件側(cè)面熱節(jié)處引出的冒口，一般采用暗冒口形式，它有利于機(jī)械化引出的冒口，一般采用暗冒口形式，它有利于機(jī)械化造型。造型。（4 4）側(cè)冒口）側(cè)冒口當(dāng)鑄件的熱節(jié)部位當(dāng)鑄件的熱節(jié)部位處于鑄件的側(cè)面和下部處于鑄件的側(cè)面和下部時(shí)，應(yīng)選用。時(shí)，應(yīng)選用。 邊冒口的優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)縮效果好，造型方便，冒邊冒口的優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)縮效果好，造型方便，冒口的清理也容易，應(yīng)用廣泛?？诘那謇硪踩菀祝瑧?yīng)用廣泛。 需要加比較大的需要加比較大的補(bǔ)貼工藝余量補(bǔ)貼工藝余量，才能，才能充分發(fā)揮貼邊冒口的補(bǔ)縮作用充分發(fā)揮貼邊冒

8、口的補(bǔ)縮作用（5 5）貼邊冒口）貼邊冒口介于頂冒口和側(cè)冒口之間的冒口。介于頂冒口和側(cè)冒口之間的冒口。 適用于鑄件的厚大部位處于鑄件的中、適用于鑄件的厚大部位處于鑄件的中、下部而垂直壁厚又比較小的情況下部而垂直壁厚又比較小的情況。二、冒口的形狀二、冒口的形狀圖圖4-16 4-16 常用冒口形狀常用冒口形狀 a a） 球形球形 b b） 球頂圓柱形球頂圓柱形 c c） 圓柱形（帶斜度）圓柱形（帶斜度） d d） 腰圓柱形（明）腰圓柱形（明） e e） 腰圓柱形（暗）腰圓柱形（暗） 冒口的形狀應(yīng)使其容量足夠大而其相對的散熱面積最小（即冒口的形狀應(yīng)使其容量足夠大而其相對的散熱面積最?。从凶銐虼蟮哪?shù)

9、），有一定的金屬液壓頭，以達(dá)到延長其凝固有足夠大的模數(shù)），有一定的金屬液壓頭，以達(dá)到延長其凝固時(shí)間，提高補(bǔ)縮效果的目的時(shí)間，提高補(bǔ)縮效果的目的 冒口形狀冒口形狀有圓柱形、球頂圓柱形、長（腰）圓柱形、有圓柱形、球頂圓柱形、長（腰）圓柱形、球形及局球形等多種。球形及局球形等多種。在冒口體積相同的情況下，球形冒口的散熱面積最小，模數(shù)最在冒口體積相同的情況下，球形冒口的散熱面積最小，模數(shù)最大，凝固時(shí)間最長，補(bǔ)縮效果最好，其它形狀冒口的補(bǔ)縮效果，大，凝固時(shí)間最長，補(bǔ)縮效果最好，其它形狀冒口的補(bǔ)縮效果，依次為圓柱形、長方體形等。依次為圓柱形、長方體形等。 三、通用冒口補(bǔ)縮原理三、通用冒口補(bǔ)縮原理1.1.基

10、本原則基本原則設(shè)計(jì)通用冒口應(yīng)遵守設(shè)計(jì)通用冒口應(yīng)遵守順序凝固順序凝固的基本條件：的基本條件：(1) (1) 冒口的凝固時(shí)間應(yīng)冒口的凝固時(shí)間應(yīng)大于或等于大于或等于鑄件（被補(bǔ)縮部分）的凝鑄件（被補(bǔ)縮部分）的凝固時(shí)間。固時(shí)間。(2) (2) 冒口應(yīng)有冒口應(yīng)有足夠大的體積足夠大的體積，以保證有足夠的金屬液補(bǔ)充鑄，以保證有足夠的金屬液補(bǔ)充鑄件的液態(tài)收縮和疑固收縮，補(bǔ)償澆注后型腔擴(kuò)大的體積。件的液態(tài)收縮和疑固收縮，補(bǔ)償澆注后型腔擴(kuò)大的體積。(3)(3)在鑄件整個(gè)凝固的過程中，在鑄件整個(gè)凝固的過程中，冒口與被補(bǔ)縮部位之間的補(bǔ)縮冒口與被補(bǔ)縮部位之間的補(bǔ)縮通道應(yīng)該暢通通道應(yīng)該暢通，即使擴(kuò)張角始終向著冒口。，即使擴(kuò)

11、張角始終向著冒口。（4 4）還需要注意將冒口與澆注系統(tǒng)、冷鐵、工藝補(bǔ)貼等配合）還需要注意將冒口與澆注系統(tǒng)、冷鐵、工藝補(bǔ)貼等配合使用，使鑄件在較大的溫度梯度下，使用，使鑄件在較大的溫度梯度下，自遠(yuǎn)離冒口的末端區(qū)逐漸自遠(yuǎn)離冒口的末端區(qū)逐漸向著冒口方向?qū)崿F(xiàn)明顯的順序凝固向著冒口方向?qū)崿F(xiàn)明顯的順序凝固。（5 5）在滿足上述條件下，應(yīng)盡量減小冒口體積、節(jié)約金屬、）在滿足上述條件下，應(yīng)盡量減小冒口體積、節(jié)約金屬、提高鑄件成品率。提高鑄件成品率。 2 2） 盡量設(shè)在鑄件最高、最厚盡量設(shè)在鑄件最高、最厚的部位，以便利用金屬液的自重的部位，以便利用金屬液的自重力補(bǔ)縮力補(bǔ)縮對低處的熱節(jié)增設(shè)補(bǔ)貼和對低處的熱節(jié)增設(shè)補(bǔ)

12、貼和使用冷鐵造成補(bǔ)縮的有利條件使用冷鐵造成補(bǔ)縮的有利條件3 3）冒口）冒口不不應(yīng)設(shè)在鑄件重要的、應(yīng)設(shè)在鑄件重要的、受力大的部位，以防組織粗大降受力大的部位，以防組織粗大降低強(qiáng)度。低強(qiáng)度。4 4）冒口位置）冒口位置不不要選在鑄造應(yīng)力要選在鑄造應(yīng)力集中處，應(yīng)注意減輕對鑄件的收集中處，應(yīng)注意減輕對鑄件的收縮阻礙，以免引起裂紋?？s阻礙，以免引起裂紋。 2. 2. 選擇冒口位置的原則選擇冒口位置的原則 1 1） 冒口應(yīng)冒口應(yīng)就近設(shè)在鑄件熱節(jié)的上方（頂冒口）或側(cè)旁（暗冒口）就近設(shè)在鑄件熱節(jié)的上方（頂冒口）或側(cè)旁（暗冒口） 5 5）盡量用一個(gè)冒口盡量用一個(gè)冒口同時(shí)補(bǔ)縮幾個(gè)熱節(jié)或鑄件。同時(shí)補(bǔ)縮幾個(gè)熱節(jié)或鑄件。

13、6 6）在鑄件不同高度上設(shè)置冒口時(shí)，應(yīng)采用冷鐵等在鑄件不同高度上設(shè)置冒口時(shí)，應(yīng)采用冷鐵等工藝措施將各個(gè)冒口補(bǔ)縮區(qū)隔開，以免造成上部冒工藝措施將各個(gè)冒口補(bǔ)縮區(qū)隔開，以免造成上部冒口對下部冒口的補(bǔ)縮，使鑄件上部產(chǎn)生縮孔或縮松口對下部冒口的補(bǔ)縮，使鑄件上部產(chǎn)生縮孔或縮松 不同高度冒口的隔離不同高度冒口的隔離a a）階梯型熱節(jié)）階梯型熱節(jié) b b）上下有熱節(jié)）上下有熱節(jié)11頂明冒口頂明冒口 22鑄件鑄件 33側(cè)暗冒口側(cè)暗冒口 44外冷鐵外冷鐵 7 7）冒口）冒口布置在加工面上布置在加工面上，可節(jié)約鑄件精整工時(shí)，可節(jié)約鑄件精整工時(shí)，零件外觀好。零件外觀好。 8)8)對致密度要求高的鑄件，冒口應(yīng)按其有效補(bǔ)

14、縮距對致密度要求高的鑄件，冒口應(yīng)按其有效補(bǔ)縮距離進(jìn)行設(shè)置。離進(jìn)行設(shè)置。 9 9）為加強(qiáng)鑄件的順序凝固，應(yīng)盡可能使內(nèi)澆道靠）為加強(qiáng)鑄件的順序凝固，應(yīng)盡可能使內(nèi)澆道靠近或通過冒口，以造成對冒口有利的溫度分布。近或通過冒口，以造成對冒口有利的溫度分布。3.3.冒口的有效補(bǔ)縮距離的確定冒口的有效補(bǔ)縮距離的確定冒口有效補(bǔ)縮距離的概念：冒口有效補(bǔ)縮距離的概念：為了防止鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松，冒為了防止鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松，冒口必須保證鑄件實(shí)現(xiàn)順序凝固口必須保證鑄件實(shí)現(xiàn)順序凝固，在鑄件凝固的過程中始終保持，在鑄件凝固的過程中始終保持暢通的補(bǔ)縮通道，這樣的冒口中的金屬液才能源源不斷的補(bǔ)給暢通的補(bǔ)縮通道，這樣的冒口中

15、的金屬液才能源源不斷的補(bǔ)給鑄件，否則冒口再大，也達(dá)不到補(bǔ)縮的目的。鑄件，否則冒口再大，也達(dá)不到補(bǔ)縮的目的。 補(bǔ)縮通道擴(kuò)張角補(bǔ)縮通道擴(kuò)張角 ：液相線的等溫面之間形成的夾角液相線的等溫面之間形成的夾角冒口的有效補(bǔ)縮距離：冒口的有效補(bǔ)縮距離：致密的冒口作用區(qū)與致密的末端區(qū)之和致密的冒口作用區(qū)與致密的末端區(qū)之和 b=b=冒口區(qū)冒口區(qū)+ +末端區(qū)末端區(qū)= c+e= c+e 如果被補(bǔ)縮部分的長度大于這個(gè)距離，就會(huì)產(chǎn)生縮孔和縮如果被補(bǔ)縮部分的長度大于這個(gè)距離，就會(huì)產(chǎn)生縮孔和縮松；小于松；小于b b時(shí)鑄件才是健全的。時(shí)鑄件才是健全的。 冒口有效補(bǔ)縮距離是指長度方向冒口有效補(bǔ)縮距離是指長度方向的，實(shí)際上冒口的補(bǔ)

16、縮作用是一個(gè)的，實(shí)際上冒口的補(bǔ)縮作用是一個(gè)范圍。范圍。以圓柱冒口為例：以圓柱冒口為例：以冒口中心為圓心，用冒口半徑以冒口中心為圓心，用冒口半徑加上有效補(bǔ)縮距離為半徑做圓，加上有效補(bǔ)縮距離為半徑做圓，圓內(nèi)就是冒口的有效補(bǔ)縮范圍。圓內(nèi)就是冒口的有效補(bǔ)縮范圍。 冒口的有效補(bǔ)縮距離與冒口的有效補(bǔ)縮距離與合金種類合金種類、鑄鑄件結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)、幾何形狀幾何形狀以及以及鑄件凝固方向上的溫鑄件凝固方向上的溫度梯度有關(guān)度梯度有關(guān)，也和凝固時(shí)，也和凝固時(shí)析出氣體的反壓力析出氣體的反壓力及及冒口的補(bǔ)縮壓力冒口的補(bǔ)縮壓力有關(guān)。有關(guān)。 3.3.冒口的有效補(bǔ)縮距離的確定冒口的有效補(bǔ)縮距離的確定3. 3. 冒口的有效補(bǔ)縮距離

17、的確定冒口的有效補(bǔ)縮距離的確定 補(bǔ)縮距離的表示方法補(bǔ)縮距離的表示方法 用熱節(jié)圓直徑用熱節(jié)圓直徑D D0 0（d d0 0）的倍數(shù)表示冒口的補(bǔ)縮距離。）的倍數(shù)表示冒口的補(bǔ)縮距離。 用延續(xù)度（冒口的相對長度）表示冒口的補(bǔ)縮距離。冒口延用延續(xù)度（冒口的相對長度）表示冒口的補(bǔ)縮距離。冒口延續(xù)度等于冒口根部尺寸之和與鑄件同方向長度之和的百分比。續(xù)度等于冒口根部尺寸之和與鑄件同方向長度之和的百分比。合金種類的影響合金種類的影響（1 1）鑄鋼件冒口的補(bǔ)縮距離）鑄鋼件冒口的補(bǔ)縮距離碳鋼（碳鋼（Wc=0.2%Wc=0.2%0.30%0.30%）鑄）鑄件的水平補(bǔ)縮距離件的水平補(bǔ)縮距離將鑄件的被補(bǔ)縮部分簡化為將鑄件

18、的被補(bǔ)縮部分簡化為板類（截面寬：厚板類（截面寬：厚5:15:1）和）和桿類（截面寬：厚桿類（截面寬：厚5:1)5:1)。圖圖 鑄鋼冒口的補(bǔ)縮距離鑄鋼冒口的補(bǔ)縮距離 a )a )板形件板形件 b) b) 桿形件桿形件 鑄鋼件冒口的有效補(bǔ)縮距離曲線鑄鋼件冒口的有效補(bǔ)縮距離曲線l 冒口區(qū)長度和末端區(qū)長度隨壁厚增大而增大，且隨冒口區(qū)長度和末端區(qū)長度隨壁厚增大而增大，且隨截面寬厚比減少而減小截面寬厚比減少而減小l 薄壁件比厚壁鑄件更難于消除軸線縮松，而桿件比薄壁件比厚壁鑄件更難于消除軸線縮松，而桿件比板件補(bǔ)縮難度大。板件補(bǔ)縮難度大。l 階梯形鑄鋼件的冒口補(bǔ)縮距離比板形大。階梯形鑄鋼件的冒口補(bǔ)縮距離比板形

19、大。l 冒口的垂直補(bǔ)縮距離至少等于冒口的水平補(bǔ)縮距離。冒口的垂直補(bǔ)縮距離至少等于冒口的水平補(bǔ)縮距離。不同厚度的組合板鑄件的冒口有效補(bǔ)縮距離不同厚度的組合板鑄件的冒口有效補(bǔ)縮距離圖圖4-24 4-24 階梯形鑄鋼件冒口補(bǔ)縮距離階梯形鑄鋼件冒口補(bǔ)縮距離 11冒口冒口 22鑄件鑄件 1 1）鋁、鎂合金鋁、鎂合金 共晶型鋁合金共晶型鋁合金的冒口補(bǔ)縮距離為的冒口補(bǔ)縮距離為4.5T4.5T。 非共晶型鋁合金非共晶型鋁合金的冒口補(bǔ)縮距離為的冒口補(bǔ)縮距離為2T2T。 成分為成分為w(Si)7%w(Si)7%，w(Cu)4%w(Cu)4%的合金，冒口補(bǔ)縮距的合金，冒口補(bǔ)縮距離為離為零零。（2 2）非鐵合金的冒口

20、補(bǔ)縮距離）非鐵合金的冒口補(bǔ)縮距離（2 2）有色合金的冒口補(bǔ)縮距離）有色合金的冒口補(bǔ)縮距離 2 2）銅合金銅合金 錫青銅和磷青銅錫青銅和磷青銅凝固范圍寬，呈糊狀凝固，冒口凝固范圍寬，呈糊狀凝固，冒口的有效補(bǔ)縮距離短，易出現(xiàn)縮松。的有效補(bǔ)縮距離短，易出現(xiàn)縮松。 無錫青銅和黃銅無錫青銅和黃銅凝固范圍窄，冒口補(bǔ)縮距離大。凝固范圍窄，冒口補(bǔ)縮距離大。銅合金冒口的補(bǔ)縮距離銅合金冒口的補(bǔ)縮距離T10T4T10T5T5 . 2T5 . 7T5 . 5T3T5 . 8合金種類合金種類鑄件形狀鑄件形狀末端區(qū)長末端區(qū)長冒口區(qū)長冒口區(qū)長補(bǔ)縮距離補(bǔ)縮距離錫鋅青銅錫鋅青銅(wSn=8%,wZn=4%)板件板件桿件桿件 0

21、錳鐵黃銅錳鐵黃銅(wCu=55%,wMn=3%,wFe=1%)板件板件鋁鐵青銅鋁鐵青銅(wAl=9%,wFe=4%)板件板件T4在干型，水平澆注條件下測出。在干型，水平澆注條件下測出。板厚或桿的邊長板厚或桿的邊長 黃銅冒口的補(bǔ)縮距離為黃銅冒口的補(bǔ)縮距離為(5 (59)9)（ 為鑄件壁厚為鑄件壁厚) )。 鋁青銅和錳青銅的冒口補(bǔ)縮距離為鋁青銅和錳青銅的冒口補(bǔ)縮距離為(5 (58)8)。3 3）鑄鐵件通用冒口的補(bǔ)縮距離）鑄鐵件通用冒口的補(bǔ)縮距離 A.A.灰鑄鐵凝固時(shí)，由于石墨灰鑄鐵凝固時(shí)，由于石墨化膨脹可以抵消部分凝固是化膨脹可以抵消部分凝固是所產(chǎn)生的體收縮，具有自補(bǔ)所產(chǎn)生的體收縮，具有自補(bǔ)縮能力

22、，因此冒口的補(bǔ)縮距縮能力，因此冒口的補(bǔ)縮距離增大。冒口的補(bǔ)縮距離可離增大。冒口的補(bǔ)縮距離可有圖得出。有圖得出。高牌號(hào)灰鑄鐵高牌號(hào)灰鑄鐵的共晶度低，的共晶度低，結(jié)晶溫度范圍寬，共晶轉(zhuǎn)變結(jié)晶溫度范圍寬，共晶轉(zhuǎn)變前析出奧氏體前析出奧氏體阻礙阻礙補(bǔ)縮，所補(bǔ)縮，所以冒口補(bǔ)縮距離小。以冒口補(bǔ)縮距離小。 灰鑄鐵冒口補(bǔ)縮距離和共晶度的關(guān)系灰鑄鐵冒口補(bǔ)縮距離和共晶度的關(guān)系 可鍛鑄鐵的冒口補(bǔ)縮距離約為可鍛鑄鐵的冒口補(bǔ)縮距離約為4 44.54.5倍鑄件壁厚倍鑄件壁厚灰鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵件，一般很少采用順序凝固灰鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵件，一般很少采用順序凝固原則設(shè)置通用冒口補(bǔ)縮。原則設(shè)置通用冒口補(bǔ)縮。B B、

23、球墨鑄鐵、球墨鑄鐵具有具有糊狀凝固特性糊狀凝固特性，補(bǔ)縮條件不好，采用通用，補(bǔ)縮條件不好，采用通用冒口補(bǔ)縮效果較冒口補(bǔ)縮效果較差差。 只有在濕型或殼形鑄造較厚的球墨鑄鐵件時(shí)，才有只有在濕型或殼形鑄造較厚的球墨鑄鐵件時(shí)，才有必要采用傳統(tǒng)冒口。必要采用傳統(tǒng)冒口。C C、可鍛鑄鐵、可鍛鑄鐵冒口的補(bǔ)縮距離為冒口的補(bǔ)縮距離為4 44.54.5倍壁厚。倍壁厚。鑄件壁厚水平補(bǔ)縮垂直補(bǔ)縮濕型濕型濕型殼型6.3512.7015.8619.0525.4038.1050.80101.6114.3101.6127.0138.7152.431.75101.6114.3228.688.9127.0127.088.9133

24、.4165.3228.6球墨鑄鐵球墨鑄鐵冒口的補(bǔ)縮距離冒口的補(bǔ)縮距離（2 2）鑄件結(jié)構(gòu)和形狀的影響）鑄件結(jié)構(gòu)和形狀的影響 在其他條件相同的情況下，形狀不同，補(bǔ)縮的通道在其他條件相同的情況下，形狀不同，補(bǔ)縮的通道不一樣，有效補(bǔ)縮距離也不相同。不一樣，有效補(bǔ)縮距離也不相同。板形鑄鋼件：板形鑄鋼件： 桿形鑄鋼件：桿形鑄鋼件：4.5LT30LT 鑄件結(jié)構(gòu)和形狀對冒口的補(bǔ)縮距離鑄件結(jié)構(gòu)和形狀對冒口的補(bǔ)縮距離有很大的影響。不同形狀的鑄件所形成有很大的影響。不同形狀的鑄件所形成的補(bǔ)縮通道是不同的。板狀鑄件的補(bǔ)縮的補(bǔ)縮通道是不同的。板狀鑄件的補(bǔ)縮通道較寬，有效補(bǔ)縮距離可以適當(dāng)大一通道較寬，有效補(bǔ)縮距離可以適當(dāng)

25、大一些，而桿狀鑄件的補(bǔ)縮通道較窄，有效些，而桿狀鑄件的補(bǔ)縮通道較窄，有效補(bǔ)縮距離就應(yīng)該小一些。補(bǔ)縮距離就應(yīng)該小一些。 對對板形件冷鐵放在末端時(shí)，冷鐵的厚度應(yīng)等于該板的厚度是板形件冷鐵放在末端時(shí)，冷鐵的厚度應(yīng)等于該板的厚度是適宜的，當(dāng)冷鐵放在兩冒口之間時(shí)，冷鐵約需板厚的二倍。適宜的，當(dāng)冷鐵放在兩冒口之間時(shí)，冷鐵約需板厚的二倍。 冷鐵冷鐵使鑄件末端的冷卻使鑄件末端的冷卻速度增大，從而使板形鑄速度增大，從而使板形鑄件致密的末端區(qū)長度增加件致密的末端區(qū)長度增加約約50mm50mm，此數(shù)值與板厚無關(guān)，此數(shù)值與板厚無關(guān)。 對桿形鑄件來說，冷鐵使對桿形鑄件來說，冷鐵使致密的末端區(qū)增加鑄件厚度的致密的末端區(qū)增

26、加鑄件厚度的一倍或一倍或50mm50mm。 在兩冒口之間放置冷鐵時(shí)，在兩冒口之間放置冷鐵時(shí)，相當(dāng)于在鑄件中間增加了激冷端相當(dāng)于在鑄件中間增加了激冷端，使冷鐵兩端向著兩個(gè)冒口方向的溫度梯度擴(kuò)大，形成兩個(gè)冷鐵，使冷鐵兩端向著兩個(gè)冒口方向的溫度梯度擴(kuò)大，形成兩個(gè)冷鐵末端區(qū)，末端區(qū)，顯著地增大了冒口的補(bǔ)縮顯著地增大了冒口的補(bǔ)縮距離距離, ,相當(dāng)于增加了一個(gè)末端區(qū)相當(dāng)于增加了一個(gè)末端區(qū)（3 3）外冷鐵的影響）外冷鐵的影響( (實(shí)驗(yàn)表明）實(shí)驗(yàn)表明） 3 3）多邊布置多塊多邊布置多塊冷鐵冷鐵，可，可大大延長冷鐵大大延長冷鐵末端區(qū)的長度末端區(qū)的長度。 外冷鐵之間距離外冷鐵之間距離為為0.50.51 1倍于冷鐵

27、長度。倍于冷鐵長度。 實(shí)際生產(chǎn)中，常以滿足鑄件的使用要求為實(shí)際生產(chǎn)中，常以滿足鑄件的使用要求為標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)鑄件的重要性和鑄件不同部位依據(jù)鑄件的重要性和鑄件不同部位的重要程度來決定冒口的位置和個(gè)數(shù)的重要程度來決定冒口的位置和個(gè)數(shù)。因。因此鑄件質(zhì)量要求對冒口有效補(bǔ)縮距離的選此鑄件質(zhì)量要求對冒口有效補(bǔ)縮距離的選擇有影響。擇有影響。主要的質(zhì)量要求越高，檢驗(yàn)方主要的質(zhì)量要求越高，檢驗(yàn)方法越嚴(yán)，所選用的冒口有效補(bǔ)縮距離值會(huì)法越嚴(yán)，所選用的冒口有效補(bǔ)縮距離值會(huì)越小。反之，可以增大。越小。反之，可以增大。用用冒口有效補(bǔ)縮距離的概念，掌握影響冒口有效補(bǔ)縮冒口有效補(bǔ)縮距離的概念，掌握影響冒口有效補(bǔ)縮距離的規(guī)律

28、，有助于合理確定冒口的數(shù)目。距離的規(guī)律，有助于合理確定冒口的數(shù)目。例：一環(huán)形件，如圖所示，環(huán)形中心線為例：一環(huán)形件，如圖所示，環(huán)形中心線為920mm920mm，寬，寬240mm240mm，厚，厚80mm80mm，為寬厚比為，為寬厚比為3 3：1 1的桿件。采用冒口直徑為的桿件。采用冒口直徑為190mm190mm。方案一：問應(yīng)設(shè)置幾個(gè)冒口？方案一：問應(yīng)設(shè)置幾個(gè)冒口？ 對于厚對于厚80mm 380mm 3：1 1的桿件，的桿件，查表得冒口區(qū)長度為查表得冒口區(qū)長度為140mm140mm，兩個(gè)冒口區(qū)長度加上冒口本兩個(gè)冒口區(qū)長度加上冒口本身直徑為身直徑為470mm470mm，環(huán)形件需要，環(huán)形件需要補(bǔ)縮的

29、距離為補(bǔ)縮的距離為: : 3.14 3.14 920=2889mm920=2889mm，需設(shè)置的冒口數(shù)為：需設(shè)置的冒口數(shù)為： 2889/470=6.12889/470=6.1個(gè)個(gè)即用即用6 6個(gè)冒口可得到致密的鑄件。個(gè)冒口可得到致密的鑄件。方案二：用同樣三個(gè)冒口均布在圓周上，冒口之間放外方案二：用同樣三個(gè)冒口均布在圓周上，冒口之間放外冷鐵，問是否可得到致密的鑄件？冷鐵，問是否可得到致密的鑄件？ 從圖可查出桿厚從圖可查出桿厚80mm 80mm ，3 3：1 1的桿件末端長度為的桿件末端長度為190mm190mm。這樣一個(gè)冒口和一個(gè)冷鐵造成補(bǔ)縮長度為兩個(gè)。這樣一個(gè)冒口和一個(gè)冷鐵造成補(bǔ)縮長度為兩個(gè)冒

30、口區(qū)，兩個(gè)末端區(qū)和一個(gè)冷鐵的寬度。冒口區(qū)，兩個(gè)末端區(qū)和一個(gè)冷鐵的寬度。即即：190+2190+2140+2140+2（190+50190+50）=950mm=950mm，校核冒口數(shù)：校核冒口數(shù)： 2889/950=3.042889/950=3.04個(gè)個(gè)說明，放三個(gè)同樣的冒口和說明，放三個(gè)同樣的冒口和三塊冷鐵，能夠滿足補(bǔ)縮的三塊冷鐵，能夠滿足補(bǔ)縮的要求。要求。 實(shí)現(xiàn)冒口補(bǔ)縮鑄件的基本條件之一就是鑄件凝固實(shí)現(xiàn)冒口補(bǔ)縮鑄件的基本條件之一就是鑄件凝固時(shí)始終保持著向冒口張開的補(bǔ)縮通道擴(kuò)張角，而且角時(shí)始終保持著向冒口張開的補(bǔ)縮通道擴(kuò)張角，而且角度大些好。度大些好。然而對板件和壁厚均勻的薄壁鑄件往往難然而對

31、板件和壁厚均勻的薄壁鑄件往往難于達(dá)到這個(gè)要求。單純增加冒口的直徑和高度也效果于達(dá)到這個(gè)要求。單純增加冒口的直徑和高度也效果不大。這時(shí)就應(yīng)采用補(bǔ)貼，提高冒口的補(bǔ)縮效果。不大。這時(shí)就應(yīng)采用補(bǔ)貼，提高冒口的補(bǔ)縮效果。四、工藝補(bǔ)貼的應(yīng)用四、工藝補(bǔ)貼的應(yīng)用1 1、什么是補(bǔ)貼？、什么是補(bǔ)貼？ 為為實(shí)現(xiàn)順序凝固實(shí)現(xiàn)順序凝固和和增強(qiáng)增強(qiáng)補(bǔ)縮效果補(bǔ)縮效果，在，在靠近冒口的鑄件靠近冒口的鑄件壁厚上壁厚上補(bǔ)加的補(bǔ)加的傾斜傾斜的的金屬塊金屬塊稱稱為為補(bǔ)貼補(bǔ)貼，也稱襯補(bǔ)、增肉。，也稱襯補(bǔ)、增肉。2 2、補(bǔ)貼的作用、補(bǔ)貼的作用 冒口附近有熱節(jié)或鑄件冒口附近有熱節(jié)或鑄件尺寸尺寸超出超出冒口補(bǔ)縮距離，利用冒口補(bǔ)縮距離，利用補(bǔ)

32、貼可造成向冒口的補(bǔ)縮通道，補(bǔ)貼可造成向冒口的補(bǔ)縮通道，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮，消除鑄件熱節(jié)下的實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮，消除鑄件熱節(jié)下的縮孔，延長補(bǔ)縮距離，減少冒縮孔，延長補(bǔ)縮距離，減少冒口的數(shù)量。口的數(shù)量。四、工藝補(bǔ)貼的應(yīng)用四、工藝補(bǔ)貼的應(yīng)用 用用加補(bǔ)貼的方法實(shí)現(xiàn)順序凝固加補(bǔ)貼的方法實(shí)現(xiàn)順序凝固是比較有效是比較有效的，但的，但增加了金屬消耗增加了金屬消耗，使鑄件形狀尺寸與圖，使鑄件形狀尺寸與圖紙要求相差較大，鑄件鑄出后要去除補(bǔ)貼，這紙要求相差較大，鑄件鑄出后要去除補(bǔ)貼，這樣就樣就增加了鑄件清理的工作量，也增加了機(jī)械增加了鑄件清理的工作量，也增加了機(jī)械加工量，使鑄件成本提高。加工量，使鑄件成本提高。補(bǔ)貼的確定：補(bǔ)貼的確定：

33、補(bǔ)貼補(bǔ)貼一般是在冒口有效一般是在冒口有效補(bǔ)縮距離以上開始補(bǔ)縮距離以上開始加補(bǔ)貼，使鑄件壁加補(bǔ)貼，使鑄件壁向著冒口方向逐漸向著冒口方向逐漸加厚，直到冒口的加厚，直到冒口的根部。鑄件加厚量根部。鑄件加厚量為為a, a,稱為補(bǔ)貼厚度。稱為補(bǔ)貼厚度。3 3、補(bǔ)貼的種類、補(bǔ)貼的種類 據(jù)在鑄件上的位據(jù)在鑄件上的位置分為：置分為： 水平補(bǔ)貼水平補(bǔ)貼、 垂直補(bǔ)貼垂直補(bǔ)貼按所用材質(zhì)分為：按所用材質(zhì)分為： 金屬補(bǔ)貼金屬補(bǔ)貼、 加熱補(bǔ)貼加熱補(bǔ)貼、 發(fā)熱補(bǔ)貼發(fā)熱補(bǔ)貼、 保溫補(bǔ)貼保溫補(bǔ)貼。 h h1 1=0.8=0.8M M冒冒L L=4.7=4.7M M冒冒h h2 2=0.3=0.3M M冒冒4 4、補(bǔ)貼尺寸確定、

34、補(bǔ)貼尺寸確定 水平補(bǔ)貼：水平補(bǔ)貼： 最大長度最大長度：L L=4.7=4.7M M冒冒 寬度：寬度： B=BB=B冒冒 靠近冒口端的高度：靠近冒口端的高度： h h1 1=0.8=0.8M M冒冒 遠(yuǎn)離冒口端的高度：遠(yuǎn)離冒口端的高度： h h2 2=0.3=0.3M M冒冒 I-I I-I斷面處的補(bǔ)貼模數(shù)斷面處的補(bǔ)貼模數(shù)： 按冒口頸模數(shù)計(jì)算按冒口頸模數(shù)計(jì)算M補(bǔ)補(bǔ)= =abab/2(/2(a a+ +b b- -c c) = M冒冒( (最小最小) ) 垂直補(bǔ)貼垂直補(bǔ)貼圖圖 垂直壁的補(bǔ)貼垂直壁的補(bǔ)貼 圖圖 補(bǔ)貼厚度與鑄件高度及厚度關(guān)系補(bǔ)貼厚度與鑄件高度及厚度關(guān)系 板狀件的補(bǔ)貼板狀件的補(bǔ)貼 當(dāng)鑄件

35、的厚度一定時(shí)，當(dāng)鑄件的厚度一定時(shí)，隨著鑄件高度的增加，補(bǔ)貼隨著鑄件高度的增加，補(bǔ)貼的厚度增加。的厚度增加。 當(dāng)鑄件的高度一定時(shí)，當(dāng)鑄件的高度一定時(shí)，隨著鑄件壁厚的減少，補(bǔ)貼隨著鑄件壁厚的減少，補(bǔ)貼值增大。值增大。 假設(shè)補(bǔ)貼厚度假設(shè)補(bǔ)貼厚度a=0a=0，則從，則從圖中的橫坐標(biāo)就可直接得到圖中的橫坐標(biāo)就可直接得到冒口的垂直有效補(bǔ)縮距離。冒口的垂直有效補(bǔ)縮距離。 例如：對截面高度例如：對截面高度500mm500mm，壁厚，壁厚50mm50mm的板件，其補(bǔ)貼的板件，其補(bǔ)貼厚度為厚度為48mm48mm。2. 2. 垂直垂直補(bǔ)貼補(bǔ)貼（在冒口下設(shè)置補(bǔ)貼在冒口下設(shè)置補(bǔ)貼) )2. 2. 垂直垂直補(bǔ)貼補(bǔ)貼（在冒

36、口下設(shè)置補(bǔ)貼在冒口下設(shè)置補(bǔ)貼) )補(bǔ)貼高度與鑄件被補(bǔ)縮部補(bǔ)貼高度與鑄件被補(bǔ)縮部分的厚度有關(guān)，壁越厚致分的厚度有關(guān)，壁越厚致密度范圍越大。一般按下密度范圍越大。一般按下式確定：式確定：補(bǔ)貼高度補(bǔ)貼高度 = = 壁高末端區(qū)壁高末端區(qū)表表1 1 桿形件垂直補(bǔ)貼厚度的補(bǔ)償系數(shù)桿形件垂直補(bǔ)貼厚度的補(bǔ)償系數(shù)補(bǔ)償原因補(bǔ)償原因補(bǔ)償條件補(bǔ)償條件補(bǔ)償系數(shù)補(bǔ)償系數(shù)桿件比板件的冒口桿件比板件的冒口補(bǔ)縮距離小，需要補(bǔ)縮距離小，需要較大的補(bǔ)貼厚度才較大的補(bǔ)貼厚度才能保證鑄件致密能保證鑄件致密桿件斷面寬厚比：桿件斷面寬厚比：4:14:13:13:12:12:11.5:11.5:11.1:11.1:11.01.01.251.

37、251.51.51.71.72.02.0充型方式和化學(xué)成充型方式和化學(xué)成分不同分不同底注式，碳鋼及低合金鋼鑄件底注式，碳鋼及低合金鋼鑄件頂注式，高合金鋼鑄件頂注式，高合金鋼鑄件底注式，高合金鋼鑄件底注式，高合金鋼鑄件1.251.251.251.251.251.251.25=1.581.25=1.582. 2. 垂直垂直補(bǔ)貼補(bǔ)貼（在冒口下設(shè)置補(bǔ)貼在冒口下設(shè)置補(bǔ)貼) ) 桿形鑄件的補(bǔ)貼桿形鑄件的補(bǔ)貼 桿形件的有效補(bǔ)縮距離比板形小，故需有較大的補(bǔ)貼值才能桿形件的有效補(bǔ)縮距離比板形小，故需有較大的補(bǔ)貼值才能保證鑄件的組織致密。保證鑄件的組織致密。 桿件補(bǔ)貼值的求法：桿件補(bǔ)貼值的求法：需要需要把把圖圖查

38、出查出相同壁厚板件相同壁厚板件的的補(bǔ)貼補(bǔ)貼厚厚度乘度乘一個(gè)一個(gè)補(bǔ)償補(bǔ)償系數(shù)，系數(shù)，兩者相乘，即為桿形鑄件補(bǔ)貼的總厚度兩者相乘，即為桿形鑄件補(bǔ)貼的總厚度。 滾圓法滾圓法 對重要部位的熱節(jié)用擴(kuò)大滾圓法。對重要部位的熱節(jié)用擴(kuò)大滾圓法。 對次要部位的熱節(jié)用不擴(kuò)大滾圓法。對次要部位的熱節(jié)用不擴(kuò)大滾圓法。 用滾圓法確定輪緣和輪轂的補(bǔ)貼用滾圓法確定輪緣和輪轂的補(bǔ)貼 輪緣補(bǔ)貼值的確定：輪緣補(bǔ)貼值的確定： d d1 1=1.05d=1.05dy y d d2 2=1.05d=1.05d1 1 式中式中d dy y熱節(jié)圓直徑熱節(jié)圓直徑 畫出畫出熱節(jié)點(diǎn)內(nèi)切圓直徑熱節(jié)點(diǎn)內(nèi)切圓直徑d dy y，考慮考慮砂尖角對凝固時(shí)間

39、的影響時(shí)，砂尖角對凝固時(shí)間的影響時(shí)，作圖時(shí)讓作圖時(shí)讓熱節(jié)圓的圓周線熱節(jié)圓的圓周線通過通過r r的中心的中心 自下向上畫圓自下向上畫圓，使，使d1=1.05dy,d2=1.05d1,d1d1=1.05dy,d2=1.05d1,d1和和d2d2的圓心分別在的圓心分別在dydy和和d1d1的圓周上的圓周上，其其d1d1和和d2d2均與輪緣內(nèi)壁相切均與輪緣內(nèi)壁相切 畫一條曲線與各圓相切，畫一條曲線與各圓相切，就是就是所需要的補(bǔ)貼外形曲線。所需要的補(bǔ)貼外形曲線。圖圖 齒輪輪緣的補(bǔ)貼齒輪輪緣的補(bǔ)貼a-a-鑄件鑄件 b-b-滾圓法滾圓法對重要部位的熱節(jié)用擴(kuò)大滾圓法對重要部位的熱節(jié)用擴(kuò)大滾圓法按比例畫出輪緣和

40、輪輻按比例畫出輪緣和輪輻( (最好用最好用1 1：1)1)，并添上，并添上加工余量；加工余量；第二節(jié)、鑄鋼件冒口第二節(jié)、鑄鋼件冒口 了解鑄鋼件冒口設(shè)計(jì)與計(jì)算的原理，掌握冒口設(shè)計(jì)與計(jì)了解鑄鋼件冒口設(shè)計(jì)與計(jì)算的原理，掌握冒口設(shè)計(jì)與計(jì)算的方法。算的方法。 鑄鋼件冒口與鑄鐵件冒口的區(qū)別鑄鋼件冒口與鑄鐵件冒口的區(qū)別鑄鋼件冒口在鑄件結(jié)構(gòu)相同的情況下比鑄鐵件冒口大鑄鋼件冒口在鑄件結(jié)構(gòu)相同的情況下比鑄鐵件冒口大；用冒口補(bǔ)縮鑄鐵均勻板件和桿件時(shí)，一般不用加補(bǔ)貼用冒口補(bǔ)縮鑄鐵均勻板件和桿件時(shí)，一般不用加補(bǔ)貼；鑄鋼件的冒口頸一定要大于被補(bǔ)縮鑄件的壁厚或熱節(jié)，而灰鑄鋼件的冒口頸一定要大于被補(bǔ)縮鑄件的壁厚或熱節(jié)，而灰鑄

41、鐵件、球墨鑄鐵件冒口頸尺寸一定要小于鑄件被補(bǔ)縮部位的鑄鐵件、球墨鑄鐵件冒口頸尺寸一定要小于鑄件被補(bǔ)縮部位的尺寸尺寸。常用常用方法：模數(shù)法、補(bǔ)縮液量法、比例法等方法：模數(shù)法、補(bǔ)縮液量法、比例法等一、模數(shù)法一、模數(shù)法1 1、模數(shù)的概念、模數(shù)的概念模數(shù)：鑄件被補(bǔ)縮部位的體積與散熱表面積的比值模數(shù)：鑄件被補(bǔ)縮部位的體積與散熱表面積的比值M=V/A M=V/A （cmcm）式中，式中，M M為模數(shù)，為模數(shù)，V V為體積，為體積，A A為面積。為面積。 注意注意：不管鑄件的形狀如何，只要它們的模數(shù)相不管鑄件的形狀如何，只要它們的模數(shù)相等，其凝固時(shí)間就相等或相近等，其凝固時(shí)間就相等或相近。鑄件的模數(shù)和凝固。

42、鑄件的模數(shù)和凝固時(shí)間時(shí)間之間的關(guān)系遵守之間的關(guān)系遵守平方根定律平方根定律： =(M/k)=(M/k)2 2 k k為凝固系數(shù)，與鑄件金屬、鑄型的熱物理性能、為凝固系數(shù)，與鑄件金屬、鑄型的熱物理性能、鑄件形狀、澆注溫度等有關(guān)。鑄件形狀、澆注溫度等有關(guān)。 對碳鋼和低合金鋼而言，對碳鋼和低合金鋼而言，k=(0.9k=(0.91.26) 1.26) 1010- -3 3m/sm/s1/21/2。2 2、模數(shù)法計(jì)算冒口原理、模數(shù)法計(jì)算冒口原理 為了實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮，冒口與鑄件上被補(bǔ)縮部位之間必須存為了實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮，冒口與鑄件上被補(bǔ)縮部位之間必須存在在補(bǔ)縮通道補(bǔ)縮通道，同時(shí)他還必須滿足以下兩個(gè)條件：，同時(shí)他還必須滿足

43、以下兩個(gè)條件：1 1）冒口凝固時(shí)間應(yīng)大于至少等于鑄件（或鑄件被補(bǔ)縮部分）的）冒口凝固時(shí)間應(yīng)大于至少等于鑄件（或鑄件被補(bǔ)縮部分）的凝固時(shí)間。凝固時(shí)間。-cnrcnr、鑄件(或受補(bǔ)縮部位)、冒口頸和冒口的凝固時(shí)間。222-cnrcnrcnrcnrChvorinovMMMKKKMMMKKK根據(jù)公式：、鑄件(或受補(bǔ)縮部位)、冒口頸和冒口的模數(shù)；、鑄件、冒口頸和冒口的凝固系數(shù)。1. 1. 模數(shù)法計(jì)算冒口的原理模數(shù)法計(jì)算冒口的原理 一般認(rèn)為一般認(rèn)為K KC C=K=KN N=K=KR R, ,故故如果冒口的模數(shù)如果冒口的模數(shù)M M冒冒大于鑄大于鑄件被補(bǔ)縮部位的模數(shù)件被補(bǔ)縮部位的模數(shù)M M件件，就能保證冒口

44、晚于鑄件凝固，就能保證冒口晚于鑄件凝固即：即： M M冒冒M M件件對于鑄鋼件，冒口、冒口頸、鑄件的模數(shù)應(yīng)滿足下列對于鑄鋼件，冒口、冒口頸、鑄件的模數(shù)應(yīng)滿足下列比例關(guān)系：比例關(guān)系：明頂冒口：明頂冒口： M M冒冒= =（1.11.11.21.2）M M件件 暗側(cè)冒口：暗側(cè)冒口： M M件件:M:M頸頸:M:M冒冒=1:1.1:1.2 =1:1.1:1.2 鋼液通過冒口澆注：鋼液通過冒口澆注： M M件件:M:M頸頸:M:M冒冒=1:=1:（1 11.031.03）:1.2 :1.2 冒口頸長度冒口頸長度L=2.4Mc=2Mr L=2.4Mc=2Mr 式中式中M M冒冒、M M頸頸、M M件件

45、分別為冒口、冒口頸和鑄件被分別為冒口、冒口頸和鑄件被補(bǔ)縮處的模數(shù)。補(bǔ)縮處的模數(shù)。 2)2)冒口必須提供足夠的金屬液，以補(bǔ)償鑄件和冒口在冒口必須提供足夠的金屬液，以補(bǔ)償鑄件和冒口在凝固完畢前的凝固完畢前的體收縮體收縮和因鑄型和因鑄型型壁移動(dòng)而擴(kuò)大的容積型壁移動(dòng)而擴(kuò)大的容積，使，使縮松不致伸入鑄件內(nèi)?？s松不致伸入鑄件內(nèi)。必須滿足：必須滿足： v v（V V件件+V+V冒冒）V V冒冒 式中式中 V V件件 冒口所能補(bǔ)縮的鑄件體積；冒口所能補(bǔ)縮的鑄件體積； V V冒冒 冒口體積冒口體積 v v 合金的體收縮，合金的體收縮，具體數(shù)值參見表具體數(shù)值參見表 冒口的補(bǔ)縮效率，冒口的補(bǔ)縮效率，各種冒口的補(bǔ)縮效

46、率值見表各種冒口的補(bǔ)縮效率值見表 =(=(補(bǔ)縮體積補(bǔ)縮體積/ /冒口體積冒口體積) ) 100%100%，1.1.普通鑄鋼普通鑄鋼=0 0按下表查出按下表查出確定鑄鋼體收縮率確定鑄鋼體收縮率碳鋼的體收縮率碳鋼的體收縮率鑄件材質(zhì)鑄件材質(zhì)（% %）中碳鋼中碳鋼2.52.53.03.0w wc c=1%=1%碳鋼碳鋼4.04.0灰鑄鐵灰鑄鐵1.91.9膨脹膨脹白口鑄鐵白口鑄鐵4.04.05.55.5純鋁純鋁6.66.6純銅純銅4.924.92表表 常用合金的收縮率常用合金的收縮率冒口的補(bǔ)縮效率冒口的補(bǔ)縮效率冒口的補(bǔ)縮效率冒口的補(bǔ)縮效率冒口種類和工藝措施冒口種類和工藝措施（% %）圓柱或腰圓柱形冒口圓

47、柱或腰圓柱形冒口球形冒口球形冒口補(bǔ)澆冒口時(shí)補(bǔ)澆冒口時(shí)澆口通過冒口時(shí)澆口通過冒口時(shí)發(fā)熱保溫冒口發(fā)熱保溫冒口大氣壓力冒口大氣壓力冒口121512151520152015201520303530353050305015201520計(jì)算冒口時(shí)，依據(jù)第一個(gè)基本條件確定冒口公式計(jì)算冒口時(shí)，依據(jù)第一個(gè)基本條件確定冒口公式，用第二個(gè)條件校核冒口的補(bǔ)縮能力。，用第二個(gè)條件校核冒口的補(bǔ)縮能力。模數(shù)法設(shè)計(jì)冒口的步驟模數(shù)法設(shè)計(jì)冒口的步驟 把鑄件劃分為幾個(gè)補(bǔ)縮區(qū)，計(jì)算各區(qū)的鑄件模數(shù)；把鑄件劃分為幾個(gè)補(bǔ)縮區(qū)，計(jì)算各區(qū)的鑄件模數(shù)； 計(jì)算冒口及冒口頸的模數(shù)；計(jì)算冒口及冒口頸的模數(shù)； 確定冒口的位置、形狀和尺寸確定冒口的位置、

48、形狀和尺寸, ,查標(biāo)準(zhǔn)冒口表查標(biāo)準(zhǔn)冒口表 檢查順序凝固條件（應(yīng)盡量采取標(biāo)準(zhǔn)系列的冒口）檢查順序凝固條件（應(yīng)盡量采取標(biāo)準(zhǔn)系列的冒口）(5)(5)根據(jù)根據(jù)冒口的有效補(bǔ)縮距離，校核冒口冒口的有效補(bǔ)縮距離，校核冒口數(shù)目數(shù)目(6)(6)根據(jù)公式，校核冒口的最大補(bǔ)縮能力，依據(jù)根據(jù)公式，校核冒口的最大補(bǔ)縮能力，依據(jù) （3 3）鑄件模數(shù)的計(jì)算）鑄件模數(shù)的計(jì)算 任何復(fù)雜的鑄件，均可以看作是由許多簡單的幾何體組合任何復(fù)雜的鑄件，均可以看作是由許多簡單的幾何體組合而成。只要掌握一些簡單的幾何體、組合體的模數(shù)計(jì)算公式，而成。只要掌握一些簡單的幾何體、組合體的模數(shù)計(jì)算公式，就不必用繁瑣的公式去計(jì)算鑄件的體積和表面積。就

49、不必用繁瑣的公式去計(jì)算鑄件的體積和表面積。忽略忽略V VS S；可得：；可得：校核冒口的工藝出品率校核冒口的工藝出品率 工藝出品率工藝出品率 = = 板狀體板狀體桿狀體桿狀體表表 簡單幾何體和組合體模數(shù)計(jì)算簡單幾何體和組合體模數(shù)計(jì)算)(2baabM2TM 類類 型型簡簡 圖圖計(jì)計(jì) 算算 公公 式式模數(shù)法冒口的計(jì)算模數(shù)法冒口的計(jì)算 鑄件模數(shù)計(jì)算鑄件模數(shù)計(jì)算簡單幾何體的模數(shù)簡單幾何體的模數(shù) M M體積體積/ /表面積表面積V/AV/A4DM 6aM )(2baabM圓柱體圓柱體球、立方體、正圓球、立方體、正圓柱體柱體環(huán)形體、空心圓柱環(huán)形體、空心圓柱體體法蘭體法蘭體cbaabM)(2)(2baabM

50、2aM 6aM )(2hrrhM4DM )(2hrrhML L形體形體實(shí)心法蘭體實(shí)心法蘭體桿的相交體桿的相交體板的相交體板的相交體M=r十形十形r=0.68aT形形r=0.62aL形形r=0.56a)(2cbaabMcbaabM)(2)(2baabM（續(xù)）（續(xù)）類類 型型簡簡 圖圖計(jì)計(jì) 算算 公公 式式圓柱與圓盤圓柱與圓盤組合體組合體桿與板的相交體桿與板的相交體cbaabM)(2)(2cbaabMcbaabM2)(2( (續(xù)）續(xù)）比例法比例法 這種方法就是這種方法就是使冒口的根部直徑大于鑄件被補(bǔ)縮使冒口的根部直徑大于鑄件被補(bǔ)縮處熱節(jié)圓直徑或壁厚處熱節(jié)圓直徑或壁厚，再以冒口根部直徑來確定其，再以

51、冒口根部直徑來確定其它尺寸它尺寸 D = cd D = cd 圖圖 熱節(jié)圓直徑熱節(jié)圓直徑a) a) 壁厚均勻壁厚均勻 b) b) 壁面相交壁面相交d d 冒口根部直徑；冒口根部直徑；D D 鑄件補(bǔ)縮熱節(jié)處內(nèi)切鑄件補(bǔ)縮熱節(jié)處內(nèi)切圓直徑；圓直徑；C C 比例系數(shù)。比例系數(shù)。表表 普通頂冒口尺寸關(guān)系普通頂冒口尺寸關(guān)系類型類型H0/dDD1D2hH冒口延冒口延續(xù)續(xù)度度（%）應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例A型型5(1.41.6)d(1.62.0)d(1.51.6)D(1.82.0)D(2.02.5) D35403035車輪、齒輪、聯(lián)軸車輪、齒輪、聯(lián)軸器器B型型1d50(2.02.5)d(2.02.5)D3035瓦蓋瓦

52、蓋C型型5D= D= (1.31.5)D(1.41.8)D100100D型型5(1.51.8)d(1.62.0)d(1.31.5)D1.1D10.3H0.3H(2.02.5)D(2.53.0)D100制動(dòng)臂制動(dòng)臂E型型5(1.31.5)d(1.61.8)d(1.11.3)D(1.31.5)D15201520(2.02.5)D(2.53.0)D100制動(dòng)臂制動(dòng)臂各種熱節(jié)點(diǎn)的模數(shù)計(jì)算方法：各種熱節(jié)點(diǎn)的模數(shù)計(jì)算方法： 1 1）測定熱節(jié)點(diǎn)中心和平板中心的凝固時(shí)間測定熱節(jié)點(diǎn)中心和平板中心的凝固時(shí)間設(shè)鑄件設(shè)鑄件平板厚度平板厚度為為T T，凝固時(shí)間凝固時(shí)間為為，熱節(jié)點(diǎn)中心熱節(jié)點(diǎn)中心處凝固時(shí)間處凝固時(shí)間為為j

53、 j，則則熱節(jié)點(diǎn)模數(shù)熱節(jié)點(diǎn)模數(shù)：2jTM 2 2）熱節(jié)圓當(dāng)量板（或桿）法）熱節(jié)圓當(dāng)量板（或桿）法 把熱節(jié)部位看作熱節(jié)圓直徑為厚度的板或桿。把熱節(jié)部位看作熱節(jié)圓直徑為厚度的板或桿。板件相交板件相交a. a. 用用1:11:1比例繪出相交節(jié)點(diǎn)的圖形。比例繪出相交節(jié)點(diǎn)的圖形。b. b. 板壁相交處圓角半徑板壁相交處圓角半徑取壁厚的取壁厚的1/31/3已足夠，即已足夠，即 r=a/3 r=a/3或或r=b/3;r=b/3;c. c. 考慮砂尖角對凝固時(shí)間的影響時(shí)，作圖時(shí)讓考慮砂尖角對凝固時(shí)間的影響時(shí)，作圖時(shí)讓熱節(jié)熱節(jié) 圓的圓周線圓的圓周線通過通過r r的中心，量出熱節(jié)圓半徑的中心，量出熱節(jié)圓半徑R;R

54、;熱節(jié)點(diǎn)模數(shù)：熱節(jié)點(diǎn)模數(shù)：2rDRMr r內(nèi)圓角半徑內(nèi)圓角半徑桿件相交桿件相交a. a. 用用1:11:1比例繪出相交節(jié)點(diǎn)的圖形比例繪出相交節(jié)點(diǎn)的圖形 b. b. 板壁相交處圓角半徑取壁厚的板壁相交處圓角半徑取壁厚的1/31/3已足夠，即已足夠，即 r=a/3 r=a/3 或或 r=b/3 r=b/3 c. c. 考慮砂尖角對凝固時(shí)間的影響時(shí)，作圖時(shí)讓熱節(jié)考慮砂尖角對凝固時(shí)間的影響時(shí)，作圖時(shí)讓熱節(jié) 圓的圓周線通過圓的圓周線通過r r的中心，量出熱節(jié)圓半徑的中心，量出熱節(jié)圓半徑D Dr r d. d. 將熱節(jié)處看作厚度為將熱節(jié)處看作厚度為DrDr的桿件的桿件 熱節(jié)點(diǎn)模數(shù)熱節(jié)點(diǎn)模數(shù)bDbDMrr2

55、r r內(nèi)圓角半徑內(nèi)圓角半徑管與法蘭相交管與法蘭相交a. a. 用用1:11:1比例繪出相交節(jié)點(diǎn)的圖形比例繪出相交節(jié)點(diǎn)的圖形 b. b. 板壁相交處圓角半徑取壁厚的板壁相交處圓角半徑取壁厚的1/31/3已足夠，即已足夠，即r=a/3 r=a/3 或或 r=b/3 r=b/3 c. c. 考慮砂尖角對凝固時(shí)間的影響時(shí)，作圖時(shí)讓熱節(jié)考慮砂尖角對凝固時(shí)間的影響時(shí)，作圖時(shí)讓熱節(jié) 圓的圓周線通過圓的圓周線通過r r的中心，量出熱節(jié)圓半徑的中心，量出熱節(jié)圓半徑D Dr r d. d. 將法蘭看作厚度為將法蘭看作厚度為DrDr的角形桿的角形桿 用扣除非散熱面法用扣除非散熱面法計(jì)算熱節(jié)模數(shù)：計(jì)算熱節(jié)模數(shù)：cbD

56、bDMrr23 3）用）用“一倍厚度法一倍厚度法”求熱節(jié)模數(shù)。求熱節(jié)模數(shù)。baaabbM34222 溫度測定試驗(yàn)表明，溫度測定試驗(yàn)表明，離熱節(jié)處一倍壁厚以外的溫度，離熱節(jié)處一倍壁厚以外的溫度，基本與壁體的溫度相同?；九c壁體的溫度相同。因此，以圖示的陰影區(qū)作為計(jì)算因此，以圖示的陰影區(qū)作為計(jì)算熱節(jié)模數(shù)的依據(jù)。熱節(jié)模數(shù)的依據(jù)。 對于齒輪輪緣和輻板間形對于齒輪輪緣和輻板間形成的成的T T形熱節(jié)所進(jìn)行的分析計(jì)算形熱節(jié)所進(jìn)行的分析計(jì)算表明：一般情況下，一倍厚度表明：一般情況下，一倍厚度法所得模數(shù)值稍大，熱節(jié)圓當(dāng)法所得模數(shù)值稍大，熱節(jié)圓當(dāng)量桿法所得模數(shù)次之，用扣除量桿法所得模數(shù)次之，用扣除散熱面積法所得模

57、數(shù)略小?？偵崦娣e法所得模數(shù)略小?？偟膩碚f，用上述不同方法計(jì)算的來說，用上述不同方法計(jì)算出的模數(shù)值相近，皆能滿足工出的模數(shù)值相近，皆能滿足工藝設(shè)計(jì)的精度要求。藝設(shè)計(jì)的精度要求。 舉例：求缸體模數(shù)舉例：求缸體模數(shù)缸底：直徑缸底：直徑 400mm400mm，側(cè)面，側(cè)面為非冷面，可視為為非冷面，可視為140mm140mm厚厚的板件，的板件，M=14/2=7cmM=14/2=7cm帽狀部分：看作板帽狀部分：看作板件，厚件，厚100mm100mm，M=5cmM=5cm缸體主壁：看作厚缸體主壁：看作厚120mm120mm的板，的板，M=6cmM=6cm上部平板部分：上部平板部分：看作厚看作厚80mm80m

58、m板件，板件，M=4cmM=4cm 120mm120mm孔的孔的四周部分四周部分: :看看作厚作厚80mm80mm的的板件，板件，M=4cmM=4cm熱節(jié)：缸體熱節(jié)：缸體主壁與斜壁主壁與斜壁相交處，熱相交處，熱節(jié)圓節(jié)圓 180mm180mm，看作看作180mm180mm厚的當(dāng)量板，厚的當(dāng)量板，M=18/2=9cM=18/2=9cm m1. 1.計(jì)算原理：計(jì)算原理：假設(shè)鑄件的凝固速度和冒口的凝固速度假設(shè)鑄件的凝固速度和冒口的凝固速度相等，也就是說，相等，也就是說，不考慮鑄件形狀對凝固的影響，這不考慮鑄件形狀對凝固的影響，這樣當(dāng)鑄件完全凝固時(shí)凝固厚度為壁厚的一半，冒口的樣當(dāng)鑄件完全凝固時(shí)凝固厚度為

59、壁厚的一半，冒口的凝固厚度也為鑄件厚度的凝固厚度也為鑄件厚度的一半一半。2. 2.計(jì)算步驟：計(jì)算步驟：首先假設(shè)冒口內(nèi)供補(bǔ)縮的金首先假設(shè)冒口內(nèi)供補(bǔ)縮的金屬液是直徑為屬液是直徑為d d0 0的球，當(dāng)鑄件的球，當(dāng)鑄件凝固完畢時(shí)，凝固完畢時(shí)，d d0 0為冒口直徑與為冒口直徑與鑄件厚度之差。即：鑄件厚度之差。即： d d0 0=D=D冒冒-T-T D D冒冒=d=d0 0+T+T D D冒冒 冒口直徑冒口直徑 mmmm； T T 鑄件厚度鑄件厚度mmmm因此，用于補(bǔ)縮鑄件收縮的金屬液體積為因此，用于補(bǔ)縮鑄件收縮的金屬液體積為 V=V=（ d d0 03 3）/6/6這一體積應(yīng)與鑄件被補(bǔ)縮部分總的體積收

60、縮值相等這一體積應(yīng)與鑄件被補(bǔ)縮部分總的體積收縮值相等。即即 V=V=（dd0 03 3）/6=/6=VV件件計(jì)算出鑄件體積計(jì)算出鑄件體積V V件件，由上式可以求出，由上式可以求出d d0 0，從而，從而得到得到冒冒口口直徑直徑D D冒冒。 上述計(jì)算是假定冒口的高度上述計(jì)算是假定冒口的高度與冒口直徑相等而進(jìn)行的，在與冒口直徑相等而進(jìn)行的，在實(shí)際生產(chǎn)中，為可靠起見，通實(shí)際生產(chǎn)中，為可靠起見，通常?。撼Ｈ。?H H冒冒= =（1.151.81.151.8）D D冒冒應(yīng)用此法計(jì)算冒口時(shí)必須說明：應(yīng)用此法計(jì)算冒口時(shí)必須說明：1) 1)從理論上說，冒口中補(bǔ)縮球的體積應(yīng)包括冒口本身從理論上說，冒口中補(bǔ)縮球的