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1、2002年12月沈阳航空工业学院学报Dec.2002第19卷第4期JournalofShenyangInstituteofAeronauticalEngineeringVol.19No.4文章编号:10071385(2002)04001703模数法在铸钢件冒口设计中的应用丛伟(沈阳航空工业学院,辽宁沈阳110034)摘要:铸钢件需要冒口进行补缩,模数法设计冒口比较科学,即MW≥M件及ε(V冒+V件)≤VWη冒口就有足够的液体补缩铸件,实现铸件无缩松、缩孔等疵病,保证铸件质量。关键词:铸钢件;冒口;模数中图分类号:TG244文献标识
2、码:A22M冒M件0引言也就是说≥由于同一种材R冒R件铸钢件体积收缩率比较大,所以设计工艺时质R冒=R件所以整理得M冒≥M件(3)需在热节部位安放冒口,影响冒口补缩效果因素实院上,只要冒口的模数大于或等于铸钢件很多。例如:浇注温度、热节形状、铸件结构、浇注的模数,冒口就比铸件晚凝固,就能实现冒口对铸位置等。所以计算冒口尺寸是一个复杂的问题。比件的补缩,不需要去计算冒口和铸件的凝固时间。例法简单适用,但精确度不高。模数法虽计算复11213经验公式杂,但比较科学。如果把复杂的铸件简化成一种或顶冒口M冒=(1-112)M件(4)几种简单
3、的几何体,计算起来就方便多了。为了更注意,生产条件比较差的地方,冒口模数应取精确地计算铸钢件冒口的尺寸,提高工艺出品率,铸件模数的上限。本文对模数法进行了研究。113冒口的补缩能力校核(1)冒口有足够的金属液补充铸件或铸件1模数法被补缩部分的体积收缩的条件是111模数概念V冒≥V冒终=ε(V冒+V件)(5)模数:铸件或铸件被补缩部分的体积与其表V冒≥V冒终—冒口充满终了状态的体积。面积的比值。V件—铸件或铸件被补缩部分的体积。V(体积)ε—金属在液态和凝固期的总体积收缩率M=(厘米)(1)A(冷却表面积)(%)。112模数法计算冒
4、口原理(2)铸件存在补缩通道、保证无缩孔的条件11211凝固时间ε(V冒+V件)≤nV冒(6)不管铸件形状如何,只要它们模数相等,其凝由(6)式知冒口的最大补缩能力为固时间就相等或相近,凝固时间和模数的关系式n-ε为V件=V冒ε2τMn—冒口的补缩效率(%)=(2)R含碳量C=0.32～0.40铸件的n、ε值见表τ—凝固时间R—凝固系数1。11212冒口与铸件或铸件被补缩部分凝固时间表1含碳量C=0.32～0.40铸件的n、ε值的关系cn%ε%为了实现冒口对铸件的补缩,必须保证冒口的凝固时间大于或等于铸件的凝固时间,即τ冒≥τ件。
5、0.32～0.4012～154.5合金元素对ε的影响修正值见表(2)。收稿日期:20010120作者简介:丛伟(1960),男,黑龙江齐齐哈尔人,副教授,硕士18沈阳航空工业学院学报第19卷表2合金元素对ε的影响修正值合金元素WNiMnCrSiAl修正系数(%)-0.53-0.0354+0.0585+0.12+1.03+1.70ε=εc+εx(8)高320mm。εx=∑ki·Xr(9)方案(2)120°两个冒口内径Ê270mm、外径εc—普通碳钢的体积收缩率;Ê570mm、高330mm。εx—合金元素对体积收缩率的影响;方案(3)
6、圈冒口内径Ê270mm、外径Ê570mm、高300mm。Xr—合金元素的含量;21211方案(1)圈冒口属于矩型杆结构ki—各种合金元素对体积收缩率的修正系57-25数;已知a==16cm2ε—合金钢的体积收缩率。b=32cmc=16cm114铸件模数计算式和铸件简化模数计算式C属于非冷却表面(1)对于形状简单的铸钢件其模数可直接用abM冒=2(a+b)-cV铸件的体积与其表面积的比值来表示即M=A。16×32==6.4cm(2)对于复杂铸件可分解为下列几种简单几2(16+32)-16显然,冒口的模数大于铸件所需冒口的模数,何体。
7、也就是说冒口大了,工艺出口率太低,此冒口尺寸Vab①矩形杆M=A=2(a+b)不可取。a-杆高;b-杆宽。21212方案(2)VTV②大平板M==T—板厚M冒=A2Aa>5T;a—板长222(π×28.5-π×13.5)×303Va=③空心圆柱M==b>5a;2222A2(2π×18.5+2π×13.5)×30+(π×28.5-π×13.5)+4×15×3033b-柱高;a-壁厚=4.7cm2模数法设计铸钢件冒口实例冒口的模数小于铸件所需冒口的模数,冒口小了,此冒口尺寸也不可取。Y75-4800六面顶液压机6B·1-1铰链梁铸21
8、213方案(3)圈冒口属矩形杆结构钢件重950kg,材质ZG35CrM0,Gr含量0.80～57-271.10。已知a=2=15cmb=30cm铰链梁为典型的筒形件,壁高520mm,根据工c=15cm非冷却面艺要求,筒形壁加补贴的最大厚度为35mm
