阶梯式浇注系统的设计原理和新计算法

本文叙述了阶梯式浇注系统的类型及设计阶梯式浇注系统的理论基础。简介了试验阶梯式浇注系统用的水力模型装置,提出了阶梯式浇注系统设计要点和新的计算方法。指出封闭式浇注系统不能满足阶梯式浇注系统的要求,因而对铸钢件确定采用完全开放式浇注系统,对铸铁件推荐采用封——闭开放式浇注系统。     

轧机机架阶梯式浇注系统的有限元模拟研究

在"低温慢浇"的客观条件下,阶梯式浇注系统更能保证轧机机架的铸造质量。但阶梯式浇注系统易使充型过程不平稳。通过对轧机机架3种不同的阶梯式浇注系统流场进行Procast有限元模拟,得出了能保证钢液自下而上逐层平稳充型的阶梯式浇注系统的结构。     

轧机机架阶梯式浇注系统的有限元模拟研究

在"低温慢浇"的客观条件下,阶梯式浇注系统更能保证轧机机架的铸造质量。但阶梯式浇注系统易使充型过程不平稳。通过对轧机机架3种不同的阶梯式浇注系统流场进行Procast有限元模拟,得出了能保证钢液自下而上逐层平稳充型的阶梯式浇注系统的结构。     

高大型铸件阶梯式浇注系统水力学模拟的研究

用透明有机玻璃模型对高大型铸件阶梯式浇注系统进行了水力学模拟的研究。通过改变浇注系统的结构形式、调整浇道比及浇注速度可使浇注系统的溢流高度降为原来的五分之一。用薄膜塑料袋法测定了浇注系统各层内浇道的流量分配,并借助高速摄影及微机数据处理技术对浇注过程中液体的流动状态进行了分析研究,发现开放式曲折直浇道阶梯式浇注系统充型平稳性及各层内浇道的流量分配均较直落式直浇道阶梯式浇注系统有大的改善。     

阶梯式浇注系统分层注入功能的水模拟试验

采用水模拟试验的方法，对2类阶梯式浇注系统的充型特点和分层注入功能进行了研究，认为阶梯式浇注系统不能实现著名学者Hall设想的分层注入方式。     

大型薄壁钛合金头罩铸造工艺设计及应用

采用石墨型铸造工艺制备了大型薄壁钛合金头罩铸件。针对头罩高度大、壁薄的特点,设计了3套浇注系统:卧式阶梯式浇注系统、头锥置上顶注式浇注系统以及尾部朝上雨淋式浇注系统。结果表明,卧式阶梯式浇注系统表面裂纹多且密集,不能满足产品要求。两种顶注式浇注系统表面裂纹少,能够生产出优质钛合金头罩。     

消失模铸造充型过程数值模拟

运用PROCAST软件对板形铸钢件的消失模充型过程进行了数值模拟。考察了阶梯式浇注系统的充型顺序以及底注式浇注系统的充型形态，另外研究了底注式浇注系统的浇注速度对缺陷形成的影响。模拟结果表明，消失模铸造中，金属液优先从阶梯式浇注系统的上层内浇道充型，充型前沿流动紊乱，铸件容易出现气孔或夹渣；对于底注式浇注系统，充型前沿的流动相对平稳，但过快的浇注速度同样会导致气孔或夹渣缺陷。     

阶梯式浇注系统

1．阶梯式浇注系统的特点及选用原则我厂生产的中型、大型及重大型铸件常采用阶梯式浇注系统,例如减速器座、底座、轮毂、床身、平台等。这种浇注系统的特点是,液体金属自下而上逐层顺序流入型腔,对铸型冲击少,保证零件上部金属温度较高,对改善     

阶梯式浇注系统的计算机辅助设计

本文介绍了一种对阶梯式浇注系统进行计算机辅助设计的新方法。使用这种方法,只要把铸件的有关结构尺寸数据输入计算机、即可迅速地设计出阶梯式浇注系统的具体尺寸,并给出液流在浇注系统和型腔中流动时的流动速度、雷诺数等运动参数。用水力模拟方法对计算机辅助设计的结果进行驻证,两种结果相当接近。     

卷筒铸件的工艺设计与生产

在粘土砂干型中采用阶梯式浇注系统生产卷筒铸铁件,可以有效的保证铸件的质量.与传统的雨淋式浇注系统相比,具有充型平稳,操作简易的特点;另外,通过采取一些措施,增加中频炉熔炼铁液的孕育效果,可以有效地防止厚壁铸件敏感部位产生缩松、晶粒粗大和硬度低等缺陷.以Ф700mm×3200mm卷筒铸件为例,阐述了阶梯式浇注系统的计算方法与设计思路,介绍了其木模工艺要点以及其生产过程中的一些具体操作方法.     

曲轴铸件浇注系统的计算机模拟分析

为3100QB曲轴设计了四种浇注系统，并且采用Z-CAST软件对铸件进行了充型和凝固的模拟分析，通过对模拟结果的分析，对浇注系统进行了优化和改进，得到了最优的设计。     

铸铁凸轮轴阶梯式浇注系统智能参数化CAD研究

根据误差反向传播(BP)神经网络的原理,结合Obiect ARX参数化三维建模技术,开发了基于AutoCAD软件环境的铸铁凸轮轴阶梯式浇注系统智能化CAD软件.文中讨论了系统的构建思想,研究了系统智能化与参数化设计的技术实现手段.结合六缸发动机铸铁凸轮轴HD6105Q13001的浇注系统工艺实例,给出了智能参数化CAD系统的设计结果.     

Modelling of air entrainment during pouring of metal castings

Air entrainment during mould filling is major source of oxide inclusions in metal castings. A model is developed to predict the location and rate of air entrainment as part of a standard mould filling simulation. The local air entrainment rate is calculated as a function of the turbulent kinetic energy and the magnitude of the normal velocity gradient of the liquid metal at the liquid–air interface. The model is validated through comparisons with experimental air entrainment measurements for a plunging water jet. It is then applied to study the effect of gating system design and pouring parameters on air entrainment in steel casting. Air entrainment is found to be reduced for a metal stream from the ladle that is centred above the pouring cup or the use of an offset step pouring basin, low head heights, high flow rates, a pressurised gating system and bottom ingates.     

细长薄壁类铸件的铸造技术

针对汽车空调HOWO气室铸件在采用顶注浇注系统、可倾转重力铸造时产生的缺陷,分析了缺陷产生原因,提出了改进方案.通过试生产的结果表明,采用阶梯式浇注系统作为批生产的工艺,可以大大减少汽车空调某气室铸件内夹渣、气孔和缩松的缺陷,提高了铸件的合格率.改进后的工艺方案已成功地应用到其他数十类气室类薄壁铸件的生产中.     

EIZ80空分机壳铸造工艺

针对EIZ80机壳铸造工艺特点,采用组芯造型、抽芯式模型结构,运用均衡凝固理论设计浇注系统.采用分散3层阶梯式浇注系统,用陶管分别从铸件的底层、中间和最上层引入等工艺措施,成功浇注出铸件内在质量好,表面光洁,加工过程中无铸造缺陷的EIZ80机壳铸件,实现了国产化铸造.     

缸盖铸造工艺的讨论——车用中小型发动机灰铸铁缸体缸盖铸件生产工艺(3)

介绍灰铸铁缸盖铸造工艺的基本设计原则.主张缸盖的分型面一般应设在底面.由于中小型缸盖补缩不是主要问题,所以宜采用底注浇注系统;对于中型偏大的缸盖,则宜采用阶梯式浇注系统.对砂芯材料的选用、排气系统的设计、以及如何防止缩松引起的渗漏、如何提高内外表面质量、尺寸精度和位置精度等问题进行了讨论.     

球铁油缸浇注系统补缩无冒口工艺设计

球铁油缸,材质QT500-7,铸件重101 kg,外径φ270 mm,内径φ220 mm,壁厚25 mm,高750 mm,一端球面封口。采用立浇工艺,封口向上。原工艺为阶梯浇注系统,在铸件上部安放1个φ120 mm×200 mm冒口,因冒口下缩孔、浇口引入处缩松,缸壁气孔、夹渣,渗漏废品率54%。为了消除铸造缺陷,新工艺根据均衡凝固原理,采用以顶注为主的浇注系统补缩无冒口工艺,用收缩模数法设计直浇道、横浇道、内浇道尺寸,经批量生产验证,消除了缩孔、缩松、气孔、夹渣缺陷。机加工后经250 MPa×5 min水压试验无渗漏。工艺出品率从77%提高到88%。表明采用收缩模数法计算浇注系统尺寸,用浇注系统补缩的无冒口工艺是可靠的。     

A study on effects of ceramic foam filter on flow aspect through water modeling experiment

Casting defects that are closely related to entrapped air bubbles and metallic oxides occur very frequently in the sand mold casting process. Many researchers have shown that these defects can be reduced by adopting an appropriate gating system design. However, it is difficult for field engineers to identify a specific gating system that is more appropriate for their products. In this study, we tried to draw a comparison between two gating system designs with and without a ceramic foam filter. The ceramic foam filter was added to the horizontal runner just after the down sprue to prevent air bubble generation and reduce turbulence without a change of gating system design. The water modeling experiment was conducted with four different amounts of the initial volumes of water in the reservoir to verify the effects of initial pouring velocity. The results of the experiment applying the filter showed remarkably changed flow characteristics. The use of the filter was found to convert the flow pattern of water in the desired direction. The ceramic foam filter performed well to reduce flow velocity and stabilize the waterstream.The flow pattern without a filter can be improved significantly even with the the use of just a 10 PPI irregular filter. Although the study confirmed that use of the filter may change the flow characteristics, it needs to be noted that the use of the ceramic filter alone cannot solve all the problems caused by a poorly designed gating system.     

基于模糊控制论的压铸浇注系统工艺参数设计新方法

运用模糊控制论方法来预测压铸浇注系统的基本工艺参数充填时间和内浇口速度，并结合压铸流体动力学理论，给出设计浇注系统的全部工艺参数。     

活塞式压缩机缸体充型凝固过程数值模拟研究

通过对活塞式压缩机缸体底注方式和顶注雨淋两种工艺方案的充型和凝固过程的数值模拟，揭示了缸体的液相分布和温度场分布及凝固顺序和冷铁的特殊作用，冷铁使顶注雨淋方式的下低上高的温度场分布趋势得到明显的加强，改善了缸体在凝固过程中的液相分布，改变了先中间后两头的凝固顺序，缸体从总体上形成了从下往上的有利于补缩的凝固顺序。从而得出了压缩机缸体的最佳铸造工艺方案是顶注雨淋浇注系统＋硕部压力冒口＋底部冷铁＋阀孔冷铁＋缸径冷铁（下部），并预测了压缩机缸体缩孔缩松产生的部位和大小。实际生产验证了模拟结果的正确性。