铸件冒口的尺寸计算

冒口的正确选择与设计是铸型工艺设计中的一项重要内容。

目前铸铁件主要指球铁、蠕铁、灰铁件的生产实际中常采用的冒口主要是顶冒口、边冒口、压边冒口及无冒口。

前三种又有明、暗冒口及冷、热冒口之分。

四种冒口中无冒口铸造是最先进的铸造工艺,是冒口设计中首推选用的冒口方案。

但是,无冒口铸造对铁水冶金质量及铸型条件结构、材料、刚度等都有一定的特殊要求,因此在应用上受到一定的限制。

顶冒口特别是内浇道不经过冒口的冷顶冒口,因其补缩效率低、冒口颈大、冒口颐处易产生缩松等,一般在冒口设计时尽盘避免选用。

热压边冒口因补缩效率高、挡渣性能好、易清除等优点,受到铸造工作者的青睐。

但因其对铸型结构有较严格要求,需要铸件有部分直的或弯曲外棱角,因此其应用也受到很大制约。

边冒口与顶冒口一样在铸铁件应用较早,因其对铁水冶金质量、铸型条件适应性好、补缩效率较高、易于清理、使用可靠性好,得到广泛应用。

边冒口在诸种铸铁件冒口中仍具有较强生命力。

边冒口设计通常采用热节圆比例法、模数法和体积法。

边冒口的热节圆比例法在小铸件冒口设计应用较多较可靠。

对于大铸件,因其比例系数变化范围大,设计可靠性差犷需要有丰富的设计经验予以补偿。

边冒口的模数法设计,就笔者所能收集的资料看,除卡赛先生模数法外,大都没有考虑铸铁的凝固特性,因此其应用有一定局限性。

体积法是在冒口体积与铸件或铸件需要补缩部分以下简称铸件需补体积之间建立数学关系本文推荐的办法属体积法的一种,在冒口尺寸与铸件需补重量之间建立数学关系,从而确定冒口尺寸。

而铸件重量是铸型工艺设计中必不可缺的工艺参数,因此,利用本方法,并不增加额外设计工作量。

暗边冒口的冒口顶尽量采用平顶或下图肠心关系图要刷上涂料,以使其发挥大气压力冒口通气芯的作用。

边冒口的冒口底,一般采用半球形和倒圆台形,以倒圆台形为好。

除制模样容易外,还可提高冒口底部金属热拥挤位置,利于加热冒口额,提高补缩效率。

另外,采用球形底,底部消耗过大,降低补缩效率。

几种类型的冒口设计1.1.冒口类型的选择1.2.普通冒口设计方法以下摘自《西班牙汽车铸铁件浇冒口系统的设计及其特点》 1.2.1.缩管法1.2.2.缩管法冒口设计程序1.2.2.1.考虑铸件材质和重量1.2.2.2.找出关键几何热节，按下表计算热节处模数W（有文献标为“Ms”，称为有效模数，不散热面不能计入。

）Mr = km x Ms Ms 是铸件的关键模数, Mr 是补缩冒口的模数，km 是常数，灰铸铁与球铁不一样。

• 亚共晶灰铸铁为0.6-1.0；• 球墨铸铁为0.8-1.1；• 可锻铸铁为1.2-1.4；• 钢为1.2-1.4；• 铜合金为1.2-1.4；• 铝合金为0.8-1.1。

1.2.2.3.通过W值计算出冒口补缩距离Ld=0.32W2(mm)，又有补缩距离最大为10Mn(冒口颈模数)1.2.2.4.冒口的计算z Dp的计算和Hp的预定，Dp=85（Cw/Hp）1/2(mm)。

一般Hp/ Dp=2~2.5 Cw—需冒口补缩的铸件重量之和（Kg），假想缩管重量Q=0.04 Cw（Kg）。

z冒口顶端直径1.1Dp≥直浇道下端直径z冒口颈高宽比 0.75W:1.25W=1:1.67z冒口颈长度 18mm，并愈短愈好。

以下摘自《DUCTILE IRON-The essentials of gating-中文版》，适用于球铁。

1.3.控制压力冒口当铸型强度不够且铸件的模数远大于0.16 英寸（4mm）时，运用控制压力冒口。

大部分的湿型砂和覆膜砂选用该种方法。

1.3.1.控制压力冒口设计步骤：1.3.1.1.标准冒口形状见下图671.3.1.2.确定铸件特征（关键）模数Ms（上文为“W”）1.3.1.3.确定冒口颈模数MN1.3.1.4.确定冒口模数MR1.3.1.5.控压冒口系统中的Ms 和M N 和M R 的关系见速查图.dwg图5 。

M N和Ms的关联系数f 见速查图.dwg图4。

1.3.1.6.补缩距离最大为10M N，（又有Lp=0.32W2 公式）1.3.1.7.C ard5为有效冒口高度1.3.1.8.圆形或方形的冒口颈直径或边长=4M N1.3.1.9.长方形冒口颈 短/长边宽=3M N/6M N（又有公式=0.9 Ms/1.5 Ms）1.4.瓶状冒口1.4.1.柱状冒口公式1.4.2.冒口直径=4Ms+冒口顶部直径1.4.3.铸件补缩金属=4%浇注重量1.4.4.冒口高度=H/D 之比×冒口顶部直径1.5.无冒口设计1.5.1.当铸型的强度较高并且铸件的模数大于1.0（25mm），选用无冒口。

冒口系统设计一﹑冒口设计1. 冒口设计的基本原则1）冒口的凝固时间应大于或等于铸件(被补缩部分)的凝固时间。

2）冒口应有足够大的体积，以保证有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩，补缩浇注后型腔扩大的体积。

3）在铸件整个凝固的过程中，冒口与被补缩部位之间的补缩通道应该畅通，即使扩张角始终向着冒口。

对于结晶温度间隔较宽、易于产生分散性缩松的合金铸件，还需要注意将冒口与浇注系统、冷铁、工艺补贴等配合使用，使铸件在较大的温度梯度下，自远离冒口的末端区逐渐向着冒口方向实现明显的顺序凝固2. 冒口设计的基本内容1）冒口的种类和形状（1)冒口的种类⎧⎧⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎩⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩⎩⎪⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎩⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩顶冒口依位置分侧冒口贴边冒口普通冒口明冒口依顶部覆盖分暗冒口大气压力冒口依加压方式分压缩空气冒口通用冒口（传统）发气压力冒口保温冒口发热冒口特种冒口依加热方式分加氧冒口电弧加热冒口，煤气加热冒口易割冒口直接实用冒口（浇注系统当铸铁件的实用冒口（均衡凝固）⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎩冒口）控制压力冒口冒口无补缩 图1 冒口分类（2）冒口的形状常用的冒口有球形、圆柱形、长方体形、腰圆柱形等。

对于具体铸件，冒口形状的选择主要应考虑以下几方面:a）球形 b)球顶圆柱形 c）圆柱形 d）腰圆柱形（明） e）腰圆柱形（暗）图2 常用的冒口形状①冒口的补缩效果: 冒口的形状不同，补缩效果也不同，常用冒口模数（M）的大小来评定冒口的补缩效果(M=冒口体积/冒口散热面积)，在冒口体积相同的情况下，球形冒口的散热面积最小，模数最大，凝固时间最长，补缩效果最好，其它形状冒口的补缩效果，依次为圆柱形，长方体形等。

②铸件被补缩部位的结构情祝: 冒口形状的选泽还要考虑铸件被补缩部位的结构形状和造型工艺是否方便。

V法冒口与浇口的比例在铸造工艺中，V法是一种常用的铸造方法，它涉及到冒口和浇口的设计。

冒口和浇口的比例在V法铸造中至关重要，它直接影响着铸件的质量和工艺效率。

本文将详细讨论V法冒口与浇口的比例及其对铸造过程的影响。

一、V法铸造的基本原理在讨论冒口与浇口的比例之前，我们首先需要了解V法铸造的基本原理。

V法铸造是一种真空吸铸法，它利用真空泵在模具中创建负压，使熔化的金属液能够顺利填充模具腔体。

这种方法具有充型平稳、铸件精度高、气孔缺陷少等优点。

二、冒口与浇口的作用1.冒口的作用：冒口是铸造过程中用于排气和补缩的通道。

它能够有效地排出型腔中的气体，防止气孔缺陷的产生。

同时，冒口还能在凝固过程中为铸件提供补缩，减少缩孔和缩松等缺陷。

2.浇口的作用：浇口是金属液进入型腔的通道。

它要确保金属液平稳、快速地充满型腔，避免紊流和氧化夹杂物的生成。

合适的浇口设计有助于提高铸件的充型能力和减少铸造缺陷。

三、冒口与浇口的比例冒口与浇口的比例在V法铸造中需要根据具体情况进行优化。

这个比例取决于多个因素，如铸件的结构、尺寸、壁厚以及所需的工艺参数等。

一般而言，冒口的大小应足以排气和补缩，而浇口的大小应确保金属液顺利充满型腔。

如果冒口过大，可能会导致金属液的过早凝固，阻碍补缩和排气的进行。

而冒口过小，则可能无法有效排气，导致气孔缺陷。

同样地，浇口过大可能会导致金属液冲击型腔壁，产生紊流和夹杂物，而浇口过小则可能导致充型不足。

因此，确定合适的冒口与浇口比例是V法铸造中的关键任务。

这通常需要通过实验和模拟来确定最佳比例。

铸造工程师需要综合考虑各种因素，以达到最佳的工艺效果和铸件质量。

四、结论通过对V法铸造中冒口与浇口比例的讨论，我们可以看到这一比例对铸造过程和铸件质量的重要性。

合适的冒口与浇口比例能够确保金属液的平稳充型、有效排气和补缩，从而减少铸造缺陷，提高铸件质量。

在实际应用中，铸造工程师需要根据具体需求和条件，通过实践、实验和模拟来确定最优的冒口与浇口比例。

铸件冒口计算
Л.Ф.Вигоднер;阳光（译）
【期刊名称】《大型铸锻件》
【年(卷),期】1987(000)002
【摘要】砂型铸造时,冒口中形成的缩孔的容积为：V缩=β（V冒＋V件）（1）式中 V冒、V件分别为冒口和铸阵的容积;β为凝固时容积的收缩系数。

我们用 m 来表示冒口和缩孔高度相等时的 V冒/V缩值。

考虑到20%的冒口容积储备量,将式（1）变换后得：
【总页数】3页(P67-68,13)
【作者】Л.Ф.Вигоднер;阳光（译）
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG244.4
【相关文献】
1.合金白口铁铸件浇冒口系统的计算机辅助设计 [J], 郭宁;秦紫瑞
2.铸件浇冒口液压分离楔的设计计算 [J], 吴振卿
3.铸件浇冒口砂轮自适应切割 [J], 王维信;孟广耀;王哲;孙英暖
4.梯度冒口在高碳钢轧辊铸件生产中的应用 [J], 武瑞石;刘建宁
5.压边浇冒口与耳冒口在ZQAI 9-4铸件上的应用 [J], 王培清
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消失模铸造浇注系统设计1.选择浇注位置1）重要的加工平面应朝下或垂直放置；2）模样的大平面应垂直或倾斜放置；3）尽量将气化模截面积F与周长n之比最小的面朝上安放；4）尽量将气化模上具有开口部分（如空穴及凹槽等）朝上安放，便于填砂紧实；5）便于开设浇、冒系统和除渣排气通道；6）利于造型材料的填充，避免形成死角区；7）凝固原则，就是使截面的横截面积自下而上逐渐增大；8）浇注位置还应有利于多层铸件的排列，在涂料和干砂充填紧实的过程方便支撑和搬运，使模样某些部位加固，防止变形；9）模样在砂箱中的位置应有利于干砂充填，尽量避免水平面和水平向下的盲孔。

2.确定模样吃砂量原则：在保证铸型强度能承受住金属液冲刷和压挤力作用的前提下，吃砂量尽可能小。

表1 砂箱底部和侧面吃砂量的经验数据一箱浇注多件时，两气化模样之间的距离也可采用上述数据。

顶注的吃砂量应大些，控制在150～300mm之间。

3.选择浇注系统的形式a)顶注、 b)上注、 c)下1/3处浇注、d)阶梯浇注、 e)底注、 f)下雨淋浇注f）e）d）c）b）a）图1 浇注系统的形式对内在质量要求严格的中小件宜采用顶注，对结构复杂的大而薄的铸件宜采用底注， 下1/3处侧注及阶梯浇注系统是适用性最广、应用最多的浇注方式。

选用浇注系统时的依据： 1） 各种形式浇注系统的优缺点2） 合金本身的铸造工艺特性如流动性、易氧化性及收缩性等 3） 铸件的大小和壁厚4. 确定一箱多铸的铸件数量及模组的布置形式5. 内浇道设计（确定内浇口的截面总面积、位置和数量、内浇道的形状和尺寸）1） 内浇口截面总面积（1） 经验法 按传统砂型铸造内浇口设计，然后适当调整，一般增大15%~20%。

（2） 公式计算∑=PH t GF 31.0μ内式中：G —流经内浇道的液态金属重量（kg ）（包括铸件重和浇注系统重量）； μ—流量系数（可参考传统工艺查表）一般取0.3～0.4之间； P H —压头高度，根据模样在砂箱中位置确定；t —浇注时间，消失模采用快速浇注的方法，可按下式计算：对于中小型铸铁件：()G G K t t+=3对大型铸铁件：3G K t t =， t K 是修正值，一般取0.85左右。