本實用新型涉及鑄造工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種環(huán)形薄壁灰鑄鐵件澆冒口系統(tǒng)。該澆冒口系統(tǒng)應(yīng)用在生產(chǎn)環(huán)形薄壁灰鑄鐵件的DISA線上，能夠大幅提高環(huán)形薄壁灰鑄鐵件在DISA線上的工藝出品率，并能消除其當(dāng)前生產(chǎn)條件下所頻繁出現(xiàn)的鑄件缺陷的問題。

背景技術(shù)：

鑄鐵件經(jīng)常會發(fā)生各種不同的鑄造缺陷，特別是一些薄壁件，薄壁部位糊狀同時凝固傾向大，鑄件頂部冒口的補縮通道極易被這些區(qū)域所阻斷，因此縮松、縮孔是這類鑄件經(jīng)常會出現(xiàn)的鑄造缺陷。縮松缺陷是一種重要的鑄造缺陷。由于降低了承載面的面積，它的存在會嚴(yán)重削弱鑄件的強度和硬度。如何防止這些缺陷產(chǎn)生一直是鑄件生產(chǎn)廠關(guān)注的問題。在盡可能減少缺陷的基礎(chǔ)上，如何提高工藝出品率、降低廢品率也是鑄件生產(chǎn)廠急需解決的問題。

現(xiàn)有的此類環(huán)形灰鑄鐵件采用的冒口和澆注系統(tǒng)是根據(jù)丹麥DISA公司的DISA線設(shè)計說明書中的方法設(shè)計出來的。DISA生產(chǎn)線采用壓縮空氣擠壓造型，砂型緊實度好，生產(chǎn)效率高，適于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜，精確度要求高的球鐵和灰鐵鑄件。因此DISA線是現(xiàn)在鑄造企業(yè)生產(chǎn)大批量小型鑄件的常用設(shè)備。但是DISA線設(shè)備限定鑄造工藝只能垂直分型，且只有一個分型面，澆口位置固定在一個小范圍內(nèi)。DISA線設(shè)備的特點決定了其鑄造工藝的特殊性。

當(dāng)前采用DISA線的鑄造企業(yè)一般是按照DISA公司給出的設(shè)計方法進(jìn)行澆注系統(tǒng)設(shè)計，采用類似鑄鐵冒口設(shè)計經(jīng)驗方法設(shè)計冒口，缺乏嚴(yán)格的科學(xué)性，如圖3所示，顯示了現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)此類鑄件的鑄造工藝圖，可以看出當(dāng)前DISA線上生產(chǎn)此類鑄件所采用的澆注系統(tǒng)和冒口有以下缺點：一、冒口被放置在鑄件的斜上方，會引起鑄件上方補縮壓減小，容易導(dǎo)致補縮不足；二、澆注系統(tǒng)采用底注式，并且設(shè)置了兩個內(nèi)澆道，在此種工藝下澆鑄的鑄件易在兩個內(nèi)澆道的中間部位產(chǎn)生裂紋，從而導(dǎo)致廢品率升高；三、在直澆道的設(shè)計上，設(shè)計者為了使從澆口杯進(jìn)入的金屬液有一個緩沖，在直澆道上及直澆道和橫澆道連接處均設(shè)計了很大的緩沖區(qū)域，這兩個緩沖區(qū)域在凝固過程中會源源不斷地向周圍散熱，使鑄件的某些區(qū)域產(chǎn)生熱節(jié)，最終產(chǎn)生縮松縮孔等缺陷。由于此類環(huán)形灰鑄鐵件壁厚較薄，環(huán)形薄壁上還分布著一些小的凸起，這些小的凸起在凝固工程中會成為鑄件的熱節(jié)，而薄壁部位優(yōu)先凝固會切斷熱節(jié)的補縮通道，凝固完成后這些小突起部位就會形成縮松；四、大冒口和粗大的澆道造成了工藝出品率降低，且無法解決產(chǎn)生縮松的根本問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對DISA線上現(xiàn)有條件下生產(chǎn)的環(huán)形薄壁灰鑄鐵件的缺陷，本實用新型擬解決的技術(shù)問題是，提供一種新的應(yīng)用于DISA線的環(huán)形薄壁灰鑄鐵件澆冒口系統(tǒng)。該澆冒口系統(tǒng)可以有效避免上述缺陷，并能顯著提高其工藝出品率。

本實用新型解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

一種生產(chǎn)環(huán)形薄壁灰鑄鐵件的DISA線上的澆冒口系統(tǒng)，包括冒口和澆注系統(tǒng)，所述澆注系統(tǒng)采取底注式，包括內(nèi)澆道、直澆道和橫澆道，每個型板中布置兩個鑄件，兩個鑄件以直澆道為軸對稱布置，在每個鑄件的正下方均設(shè)置內(nèi)澆道，其特征在于每個鑄件的正下方內(nèi)澆道的數(shù)量為一個，在直澆道和橫澆道的連接處設(shè)置第一緩沖區(qū)域；兩個內(nèi)澆道分別與兩個橫澆道聯(lián)通，在每個橫澆道遠(yuǎn)離第一緩沖區(qū)域的一端設(shè)置第二緩沖區(qū)域；在每個鑄件的正上方均設(shè)置有冒口。

上述的生產(chǎn)環(huán)形薄壁灰鑄鐵件的DISA線上的澆冒口系統(tǒng)，所述冒口形狀為圓柱形無冒口窩冒口。

上述的生產(chǎn)環(huán)形薄壁灰鑄鐵件的DISA線上的澆冒口系統(tǒng)，橫澆道的截面積是內(nèi)澆道截面積的1.2倍，直澆道的截面積在兩個橫澆道截面積之和的基礎(chǔ)上加大30％。

上述的生產(chǎn)環(huán)形薄壁灰鑄鐵件的DISA線上的澆冒口系統(tǒng)，所述內(nèi)澆道的截面形狀為矩形，橫澆道和直澆道的截面形狀均為梯形。

一種上述的DISA線上的澆冒口系統(tǒng)的設(shè)計方法，在冒口設(shè)計時，將灰鑄鐵的石墨化膨脹考慮進(jìn)去，采用均衡凝固理論計算出冒口大小及形狀；在澆注系統(tǒng)設(shè)計時，首先將采用均衡凝固理論計算出的單個冒口質(zhì)量與相應(yīng)鑄件的質(zhì)量進(jìn)行加和，然后根據(jù)恒壓等流量工藝設(shè)計方法分別計算出內(nèi)澆道、橫澆道及直澆道的截面積，再經(jīng)過模擬軟件調(diào)試出各澆道的最佳截面形狀和尺寸。

上述生產(chǎn)環(huán)形薄壁灰鑄鐵件的DISA線上的澆冒口系統(tǒng)的設(shè)計方法，該方法的步驟是：

第一步、鑄造工藝裝備的選擇

針對環(huán)形薄壁灰鑄鐵件自身特點及DISA線生產(chǎn)條件，選擇砂型鑄造，垂直分型，冒口和澆注系統(tǒng)均設(shè)置在分型面上；

第二步、冒口設(shè)計

1)鑄件基本參數(shù)設(shè)置及基本量的計算

已知鑄件材質(zhì)為HT250，鑄件體積為V_C，鑄件表面積為S_C，鑄件密度為ρ，鑄件高度為h；

根據(jù)質(zhì)量計算公式計算出鑄件的質(zhì)量m_C＝ρ·V_C；

根據(jù)幾何模數(shù)的定義計算出鑄件的幾何模數(shù)：

2)計算質(zhì)量周界商、灰鑄鐵件收縮時間分?jǐn)?shù)、收縮模數(shù)因數(shù)

質(zhì)量周界商：

灰鑄鐵件收縮時間分?jǐn)?shù)：

收縮模數(shù)因數(shù)：

3)計算鑄件的收縮模數(shù)：M_S＝f₂·M_C；

4)確定冒口位置

將冒口位置設(shè)置在每個鑄件的正上方，根據(jù)均衡凝固理論，利用公式：計算得到冒口位置距離鑄件邊緣的距離δ，進(jìn)而確定冒口位置；

5)計算冒口模數(shù)并確定出冒口形狀和尺寸

計算冒口模數(shù)：M_r＝M_C·f₁·f₂·f₃；

其中f₁是冒口平衡因數(shù)，f₁的取值為1.3；f₃為冒口壓力因數(shù)，f₃與鑄件的質(zhì)量周界商有關(guān)，具體數(shù)值根據(jù)步驟2)得到的質(zhì)量周界商Q_m查表獲得；

根據(jù)上述冒口模數(shù)，取圓柱形無冒口窩冒口，根據(jù)經(jīng)驗確定冒口的H/D＝1.2，進(jìn)而通過冒口模數(shù)和H/D查表可得冒口尺寸；

6)計算冒口頸模數(shù)并確定出冒口頸形狀和尺寸

計算冒口頸模數(shù)：M_n＝M_C·f_P·f₂·f₄，選取長方體冒口頸，

其中，f₄為冒口頸長度因數(shù)，f₄取值為0.8；f_P是流通效應(yīng)因數(shù)，f_P取值為0.5；

冒口頸厚度：e＝(2～2.5)M_n，

冒口頸寬度：W≥5e，

冒口頸長度：l＜＝3e，

依照冒口頸“短、薄、寬”的原則來確定出冒口頸尺寸；

第三步、澆注系統(tǒng)設(shè)計

1)澆口杯設(shè)計

根據(jù)單個鑄件和冒口的質(zhì)量之和及工藝出品率的要求，選取相應(yīng)的澆口杯，并采用自動造型；

2)澆道設(shè)計

采用恒壓等流量工藝設(shè)計方法計算內(nèi)澆道截面積S₁：

其中，G為流經(jīng)內(nèi)澆道截面積的金屬液質(zhì)量；μ為流量系數(shù)，μ取值為0.35；τ為金屬液流經(jīng)截面積的時間；g為重力加速度；H_P為實際壓頭，即澆口杯頂點距離內(nèi)澆道之間的高度；

每個橫澆道截面積S₂為相應(yīng)內(nèi)澆道截面積S₁的1.2倍，橫澆道截面積S₂為：S₂＝1.2S₁；

直澆道的截面積S₃比兩個橫澆道截面積S₂的加和大30％，直澆道截面積S₃＝2*S₂*(1+30％)；

經(jīng)過模擬軟件調(diào)試確定內(nèi)澆道截面形狀為矩形，橫澆道截面形狀為等腰梯形，直澆道截面形狀為等腰梯形，至此完成澆注系統(tǒng)的設(shè)計。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型突出的實質(zhì)性特點為：

(1)原有的澆注系統(tǒng)采用底注式，有兩個內(nèi)澆道，本實用新型將兩個內(nèi)澆道改為單一內(nèi)澆道，可以有效地改善在雙內(nèi)澆道工藝下鑄件在中間接頭處產(chǎn)生的的裂紋，得到品質(zhì)更加優(yōu)良的鑄件。

(2)現(xiàn)有澆冒口系統(tǒng)中將冒口位置設(shè)在鑄件的斜上方，本實用新型將冒口設(shè)置在鑄件的正上方，并且在設(shè)計冒口時，充分考慮石墨化膨脹，采用均衡凝固理論設(shè)計冒口，大大減小了冒口體積，不僅使原有的縮松缺陷完全消失，還提高了工藝出品率。

(3)采用恒壓等流量工藝設(shè)計方法設(shè)計澆注系統(tǒng)，減小了澆道的截面積，將原有澆注系統(tǒng)上起緩沖作用的大區(qū)域去掉，在直澆道和橫澆道連接位置及橫澆道遠(yuǎn)離直澆道的一端分別設(shè)置較小的緩沖區(qū)，提高了工藝出品率，消除了鑄件原有的熱結(jié)，消除了縮松缺陷。

(4)冒口設(shè)計和澆注系統(tǒng)的設(shè)計方法相互配合，通過模擬軟件反復(fù)模擬，使用本實用新型的澆冒口系統(tǒng)得到的鑄件無縮松現(xiàn)象，工藝出品率高。

本實用新型的顯著進(jìn)步是：

(1)在原有DISA線澆注系統(tǒng)和冒口的基礎(chǔ)上，充分考慮石墨化膨脹，大大減小了冒口和澆注系統(tǒng)的尺寸，使工藝出品率提高15％-25％；

(2)原有澆冒口系統(tǒng)中由于熱節(jié)部位的存在會使鑄件產(chǎn)生縮松，采用本實用新型澆冒口系統(tǒng)的設(shè)計方法設(shè)計冒口和澆注系統(tǒng)，能夠有效減小澆注系統(tǒng)和冒口的尺寸，使整個鑄件均勻快速地完成凝固過程，縮松缺陷完全消失。

附圖說明

圖1為本實用新型生產(chǎn)環(huán)形薄壁灰鑄鐵件的DISA線上的澆冒口系統(tǒng)的型板布局圖；

圖2為本實用新型生產(chǎn)環(huán)形薄壁灰鑄鐵件的DISA線上的澆冒口系統(tǒng)的各澆道截面形狀示意圖，其中圖2(a)為內(nèi)澆道的截面形狀，圖2(b)為直澆道的截面形狀，圖2(c)為橫澆道的截面形狀；

圖3為原澆冒口系統(tǒng)的型板布局圖及對應(yīng)的縮松縮孔示意圖；圖3(a)為原澆冒口系統(tǒng)的型板布局圖，圖3(b)為原澆冒口系統(tǒng)下產(chǎn)生鑄件的對應(yīng)的縮松示意圖；圖3(c)為原澆冒口系統(tǒng)下產(chǎn)生的對應(yīng)的縮孔示意圖；

圖4為本實用新型澆冒口系統(tǒng)下產(chǎn)生鑄件的對應(yīng)的縮松縮孔示意圖；其中圖4(a)為本實用新型澆冒口系統(tǒng)下產(chǎn)生鑄件的對應(yīng)的縮松示意圖；圖4(b)為本實用新型澆冒口系統(tǒng)下產(chǎn)生鑄件的對應(yīng)的縮孔示意圖；

圖中，1鑄件，2冒口，3內(nèi)澆道，4直澆道，5橫澆道，6第一緩沖區(qū)域，7第二緩沖區(qū)域。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖進(jìn)一步敘述本實用新型，但并不以此作為對本申請權(quán)利要求保護(hù)范圍的限定。

本實用新型生產(chǎn)環(huán)形薄壁灰鑄鐵件的DISA線上的澆冒口系統(tǒng)(簡稱澆冒口系統(tǒng)，參見圖1)，該澆冒口系統(tǒng)包括冒口和澆注系統(tǒng)，所述澆注系統(tǒng)采取底注式，包括單一內(nèi)澆道3、直澆道4和橫澆道5，在直澆道4和橫澆道5的連接處設(shè)置第一緩沖區(qū)域6；每個型板中布置兩個鑄件1，兩個鑄件1以直澆道4為軸對稱布置，在每個鑄件的正下方均設(shè)置內(nèi)澆道3，兩個內(nèi)澆道3分別與兩個橫澆道5聯(lián)通，在每個橫澆道5遠(yuǎn)離第一緩沖區(qū)域6的一端設(shè)置第二緩沖區(qū)域7；在每個鑄件的正上方均設(shè)置有冒口2。

所述冒口2設(shè)計時將灰鑄鐵的石墨化膨脹考慮進(jìn)去，采用均衡凝固理論計算冒口大小，并選取冒口形狀為圓柱形無冒口窩冒口；所述內(nèi)澆道3的截面面積采用恒壓等流量工藝設(shè)計方法進(jìn)行計算，截面形狀為矩形；橫澆道5的截面積是內(nèi)澆道截面積的1.2倍，截面形狀為梯形，直澆道6的截面積在兩個橫澆道截面積之和的基礎(chǔ)上加大30％，截面形狀為梯形。

本實用新型中所述截面均是指相應(yīng)澆道的橫截面。

本實用新型澆冒口系統(tǒng)的設(shè)計方法是：

第一步、鑄造工藝裝備的選擇

針對環(huán)形薄壁灰鑄鐵件(簡稱鑄件)自身特點及DISA線生產(chǎn)條件，選擇砂型鑄造，垂直分型，冒口和澆注系統(tǒng)均設(shè)置在分型面上；

第二步、冒口設(shè)計

1)鑄件基本參數(shù)設(shè)置及基本量的計算

已知鑄件材質(zhì)為HT250，鑄件體積為V_C，鑄件表面積為S_C，鑄件密度為ρ，鑄件高度為h；

根據(jù)質(zhì)量計算公式計算出鑄件的質(zhì)量m_C＝ρ·V_C；

根據(jù)幾何模數(shù)的定義計算出鑄件的幾何模數(shù)：

2)計算質(zhì)量周界商、灰鑄鐵件收縮時間分?jǐn)?shù)、收縮模數(shù)因數(shù)

質(zhì)量周界商：

灰鑄鐵件收縮時間分?jǐn)?shù)：

收縮模數(shù)因數(shù)：

3)計算鑄件的收縮模數(shù)：M_S＝f₂·M_C；

4)確定冒口位置

將冒口位置設(shè)置在每個鑄件的正上方，根據(jù)均衡凝固理論，冒口的位置應(yīng)偏離熱節(jié)部位，但又不能距離太遠(yuǎn)；利用公式：將鑄件高度h代入，計算得到冒口位置距離鑄件邊緣的距離δ，進(jìn)而確定冒口位置；

5)計算冒口模數(shù)并確定出冒口形狀和尺寸

計算冒口模數(shù)：M_r＝M_C·f₁·f₂·f₃；

其中f₁是冒口平衡因數(shù)，f₁的取值為1.3；f₃為冒口壓力因數(shù)，f₃與鑄件的質(zhì)量周界商有關(guān)，具體數(shù)值根據(jù)步驟2)得到的質(zhì)量周界商Q_m查表獲得；

根據(jù)上述冒口模數(shù)，取圓柱形無冒口窩冒口，由于冒口只是起補縮作用，根據(jù)經(jīng)驗確定冒口的H/D＝1.2，進(jìn)而通過冒口模數(shù)和H/D查表可得冒口尺寸；

6)計算冒口頸模數(shù)并確定出冒口頸形狀和尺寸

計算冒口頸模數(shù)：M_n＝M_C·f_P·f₂·f₄，選取長方體冒口頸，

其中，f₄為冒口頸長度因數(shù)，f₄取值為0.8；f_P是流通效應(yīng)因數(shù)，f_P取值為0.5；

冒口頸厚度：e＝(2～2.5)M_n，

冒口頸寬度：W≥5e，

冒口頸長度：l＜＝3e，

依照冒口頸“短、薄、寬”的原則來確定出冒口頸尺寸；

第三步、澆注系統(tǒng)設(shè)計

1)澆口杯設(shè)計

根據(jù)單個鑄件和冒口的質(zhì)量之和及工藝出品率的要求，選取相應(yīng)的澆口杯，并采用自動造型；

2)澆道設(shè)計

采用恒壓等流量工藝設(shè)計方法計算內(nèi)澆道截面積S₁：

其中，G為流經(jīng)內(nèi)澆道截面積的金屬液質(zhì)量，本實用新型中即為一個冒口和一個鑄件所占金屬液的質(zhì)量之和；μ為流量系數(shù)，μ取值為0.35；τ為金屬液流經(jīng)截面積的時間，根據(jù)鑄件凝固時間等因素確定；g為重力加速度；H_P為實際壓頭，即澆口杯頂點距離內(nèi)澆道之間的高度。

每個橫澆道截面積S₂為相應(yīng)內(nèi)澆道截面積S₁的1.2倍，橫澆道截面積S₂：S₂＝1.2S₁；

直澆道的截面積S₃比兩個橫澆道截面積S₂的加和大30％，直澆道截面積S₃＝2*S₂*(1+30％)；

經(jīng)過調(diào)試最終確定內(nèi)澆道截面最佳形狀為矩形，橫澆道截面形狀為等腰梯形，直澆道截面形狀為等腰梯形，各截面尺寸根據(jù)上述公式進(jìn)行計算，至此完成澆注系統(tǒng)的設(shè)計。

實施例1

本實施例生產(chǎn)環(huán)形薄壁灰鑄鐵件的DISA線上的澆冒口系統(tǒng)包括冒口和澆注系統(tǒng)，所述澆注系統(tǒng)采取底注式，包括單一內(nèi)澆道3、直澆道4和橫澆道5，在直澆道4和橫澆道5的連接處設(shè)置第一緩沖區(qū)域6；每個型板中布置兩個鑄件1，兩個鑄件1以直澆道4為軸對稱布置，在每個鑄件的正下方均設(shè)置內(nèi)澆道3，兩個內(nèi)澆道3分別與兩個橫澆道5聯(lián)通，在每個橫澆道5遠(yuǎn)離第一緩沖區(qū)域6的一端設(shè)置第二緩沖區(qū)域7；在每個鑄件的正上方均設(shè)置有冒口2，所述冒口2設(shè)計時將灰鑄鐵的石墨化膨脹考慮進(jìn)去，采用均衡凝固理論計算冒口大小，并選取冒口形狀為圓柱形無冒口窩冒口；所述內(nèi)澆道3的截面面積采用恒壓等流量工藝設(shè)計方法進(jìn)行計算，截面形狀為矩形；橫澆道5的截面積是內(nèi)澆道截面積的1.2倍，截面形狀為梯形，直澆道6的截面積在兩個橫澆道截面積之和的基礎(chǔ)上加大30％，截面形狀為梯形。

本實施例鑄件的基本參數(shù)為：鑄件材質(zhì)為HT250，鑄件體積V_C＝344185.8763mm³，鑄件表面積S_C＝69874.7043mm²，鑄件密度ρ＝6.45*10^-6kg/mm³，

該澆冒口系統(tǒng)的具體設(shè)計步驟如下：

第一步、鑄造工藝裝備的選擇

本實施例中選取的是某小型機械用轉(zhuǎn)盤，屬于環(huán)形薄壁灰鑄鐵件，并且生產(chǎn)線為DISA線，砂型鑄造，垂直分型，冒口和澆注系統(tǒng)均設(shè)置在分型面上；

第二步、冒口設(shè)計

1)鑄件基本參數(shù)設(shè)置及基本量的計算

鑄件材質(zhì)為：HT250，鑄件體積：V_C＝344185.8763mm³，鑄件表面積：S_C＝69874.7043mm²，鑄件密度：ρ＝6.45*10^-6kg/mm³，鑄件高度h＝263mm；

根據(jù)質(zhì)量計算公式計算出鑄件的質(zhì)量：m_C＝ρ·V_C＝6.45*10^-6*344185.8763＝2.22kg；

根據(jù)幾何模數(shù)的定義計算出鑄件的幾何模數(shù)：

2)計算質(zhì)量周界商、灰鑄鐵件收縮時間分?jǐn)?shù)、收縮模數(shù)因數(shù)、灰鑄鐵件補縮率

質(zhì)量周界商：

灰鑄鐵件收縮時間分?jǐn)?shù)：

收縮模數(shù)因數(shù):

3)計算鑄件的收縮模數(shù)

M_S＝f₂·M_C＝0.8*0.493＝0.394cm

4)確定冒口位置

將冒口位置設(shè)置在每個鑄件的正上方，根據(jù)均衡凝固原理的理論，冒口的位置應(yīng)偏離熱節(jié)部位，但又不能距離太遠(yuǎn)，利用公式：將鑄件高度h＝263mm代入可得δ＝4mm，即冒口位置距離鑄件邊緣為4mm。

5)計算冒口模數(shù)并確定出冒口形狀和尺寸

冒口模數(shù)：M_r＝M_C·f₁·f₂·f₃＝0.493*1.3*0.8*1.4＝0.718cm

其中f₁是冒口平衡因數(shù)，取f₁＝1.3；f₃為冒口壓力因數(shù)，根據(jù)Q_m＝18.53kg/mm³查表可得：f₃＝1.4。

選取圓柱形無冒口窩冒口，根據(jù)經(jīng)驗確定H/D＝1.2，又由于M_r＝0.718cm，查表可得冒口尺寸為Φ45mm×54mm。

6)計算冒口頸模數(shù)并確定出冒口頸形狀和尺寸

冒口頸模數(shù)：M_n＝M_C·f_P·f₂·f₄＝0.493*0.5*0.8*0.8＝0.158cm

其中，f₄＝0.8，f_P＝0.5

冒口頸厚度：e＝(2～2.5)M_n≈3.2～4.0mm，取e為4mm；

冒口頸寬度：W≥5e＝20mm；

冒口頸長度：l＜＝3e＝12mm；

依照冒口頸“短、薄、寬”的原則以及冒口位置δ，取冒口頸尺寸為4mm×20mm×5mm。

第三步、澆注系統(tǒng)設(shè)計

1)澆口杯設(shè)計

每件鑄件和冒口質(zhì)量之和為G，G＝2.375kg，每型兩件，暫定工藝出品率為65％，采用自動造型，選擇1號澆口杯。

2)澆道設(shè)計

采用恒壓等流量工藝設(shè)計方法,計算內(nèi)澆道截面積S₁：

其中，G為鑄件和冒口質(zhì)量之和；

μ為流量系數(shù)，取值為0.35；

ρ為鑄件材料的密度，其值為6.45*10^-3g/mm³；

τ為金屬液流經(jīng)內(nèi)澆道截面積的時間，根據(jù)鑄件凝固時間等因素確定，取值為1；

g為重力加速度；

H_P為實際壓頭，即澆口杯定點距離內(nèi)澆道之間的高度，取值為350mm。

橫澆道截面積S₂為內(nèi)澆道截面積S₁的1.2倍，橫澆道截面積：

S₂＝1.2S₁＝1.2*402＝482mm²，

直澆道的截面積S₃比兩個橫澆道面積的加和大30％，直澆道截面積：

S₃＝1.3*2*S₂＝1.3*2*482＝1254mm²，

經(jīng)過調(diào)試最終確定內(nèi)澆道截面形狀為矩形，內(nèi)澆道截面面積為402mm²；橫澆道截面形狀為梯形，截面面積為482mm²；直澆道截面形狀為梯形，截面面積為1254mm²；各截面形狀及尺寸如圖2所示，至此完成澆注系統(tǒng)的設(shè)計。

根據(jù)上述設(shè)計得到的冒口及澆注系統(tǒng)，布置型板布局為一型2件，如圖1所示。

應(yīng)用本實施例設(shè)計好的澆冒口系統(tǒng)，采用用數(shù)值模擬軟件進(jìn)行模擬，結(jié)果如圖3和圖4所示，可以看出在原有澆冒口系統(tǒng)對應(yīng)的工藝下容易產(chǎn)生縮松的部位在本實施例的澆冒口系統(tǒng)工藝下完全消失了，即本實施例獲得的鑄件無任何縮松缺陷產(chǎn)生。通過計算，本實施例鑄件的工藝生產(chǎn)率由原來的43.1％升高為62％，其工藝出品率顯著提高。

本實用新型未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。