铸件模数计算.ppt

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1、铸造模数计算一、模数的概念1.模数的定义铸件的凝固时间，取决于其体积与表面积的比，这一比值称为“凝固模数”，简称“模数”。用公式表示：M=V/AM：模数，cmV：铸件体积，cm3A：铸件散热面积，cm22.模数的意义各种形状、重量、用途不同的铸件，不论铸件的形状如何，只要模数相等，其凝固时间就相等或相近。模数小的铸件凝固时间短，模数大的铸件凝固时间长。铸件中缩孔缩松的位置在铸件最后凝固的部位，铸件各个部位的凝固时间取决于该处的模数。二、模数的计算1.简单立体的模数计算平板：长杆：铸件结构有的简单，有的复杂。复杂铸件总是有简单的几

2、何体与其交节点构成。所以，只要掌握简单几何体和其交节点的模数计算方法，对任何复杂铸件均可应用模数法计算出冒口尺寸。V=1cm2Xδ，A=2cm2V=aXbX1cm3，A=2(aX1+bX1)cm2立方体及其内切圆柱体，或内切球体：长方体：圆柱体：当h≥2.5b时，就成为圆杆：环形体和空心圆柱体：当b<5a时，将其视为展开的长杆体：当b≥5a时，将其视为展开的板：2.接头部分的模数计算杆（环形体）——板（大法兰）连接：设Dm=na，则V=Dmabπ=a2bnπA=2a2nπ+aπ(n+1)(b-c)+aπ(n-1)b=aπ(2an

3、-2bn-cn-c)杆——板连接的L形接头：杆——板连接的L形接头：当Dm∞，环形体变为杆，则板上凸起：特殊情况：n=1,杆——板连接：特殊情况：T形、十字形及L形板接头：T形板接头十字形板接头L形板接头当a=b时，则有M≈rT形、十字形及L形板接头——模数求解方法用“一倍厚度法”求热节模数。如图所示，温度测定试验表明，离热节处一倍壁厚以外的温度，基本与壁体的温度相同。板件相交，可按照长杆计算模数：断面积散热面周长当a=b时，则有M≈rT形板接头十字形板接头断面积散热面周长当a=b时，则有M≈rL形板接头十字形、T形及L形杆的复

4、合体：十字形杆接头T字形杆接头L字形杆接头这三种杆接头的模数均为：M=（1～1.125）M主式中：M主为模数最大的一根杆的模数，当两杆模数相等，且宽度等于厚度2倍的杆状复合体的模数最大，它等于杆状体模数的1.125倍。a≤5b，a1≤5b1十字形、T形及L形杆的复合体——模数计算方法：十字形杆复合体可按照长杆计算模数：断面积散热面周长当a=a1，b=b1，a=2b时，一根杆的模数为：T形杆复合体断面积散热面周长L形杆复合体T形、十字形及L形杆接头：T形杆接头当b=b1=a时，则M=1.066M杆当b=b1，a=2b时，则M=1.

5、091M杆当b=b1，a=3b时，则M=1.103M杆当b=b1，a=4b时，则M=1.111M杆当0.5b1≤b≤1.236b1，则M=（1～1.111）M主十字形杆接头当b=b1=a时，则M=1.111M杆当b=b1，a=2b时，则M=1.154M杆当b=b1，a=3b时，则M=1.176M杆当b=b1，a=4b时，则M=1.191M杆当0.5b1≤b≤2b1，则M=（1～1.191）M主L形杆接头T形、十字形及L形杆接头——模数计算方法用一倍厚度法，求体积和散热面积杆接头体积杆接头散热面积T形杆接头十字形杆接头杆接头体积杆

6、接头散热面积三、各种热节点的模数计算方法：1）测定热节点中心和平板中心的凝固时间设铸件平板厚度为T，凝固时间为τ，热节点中心处凝固时间为τj，则热节点模数可依Chvorinov公式算出：在拟订工艺之前，要进行浇注试验测定其凝固时间，故应用较少。2）热节园当量板（或杆）法①板件相交a.用1:1比例绘出相交节点的图形。b.板壁相交处圆角半径取壁厚的1/3已足够，即r=a/3或r=b/3c.考虑砂尖角对凝固时间的影响时，作图时让热节圆的圆周线通过r的中心，量出热节圆半径R把热节部位看作热节园直径为厚度的板或杆。热节点模数：②杆件相交a

7、.用1:1比例绘出相交节点的图形。b.板壁相交处圆角半径取壁厚的1/3已足够，即r=a/3或r=b/3c.考虑砂尖角对凝固时间的影响时，作图时让热节圆的圆周线通过r的中心，量出热节圆半径Drd.将热节处看作厚度为Dr的杆件热节点模数：③管与法兰相交a.用1:1比例绘出相交节点的图形。b.板壁相交处圆角半径取壁厚的1/3已足够，即r=a/3或r=b/3c.考虑砂尖角对凝固时间的影响时，作图时让热节圆的圆周线通过r的中心，量出热节圆半径Drd.将法兰看作厚度为Dr的角形杆，用扣除非散热面法计算热节模数：3）用“一倍厚度法”求热节模数

8、对齿轮轮缘和辐板间形成的T形热节所进行的分析计算表明：一般情况下，一倍厚度法所得模数值稍大，热节圆当量杆法所得模数次之，用扣除散热面积法所得模数略小，总的来说，用上述不同方法计算出的模数值相近，皆能满足工艺设计的精度要求。四、圆筒类铸件有效壁厚的修正砂芯直径d，