澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

澆注系統(tǒng)是鑄型中液態(tài)金屬流入型腔的通道總稱。鑄鐵件澆注系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)由澆口杯(外澆口)、直澆道、直澆道窩、橫澆道和內(nèi)澆道等部分組成。廣義地說(shuō)、澆包和澆注設(shè)備也可認(rèn)為是澆注系統(tǒng)的組成部分，澆注設(shè)備的結(jié)構(gòu)、尺寸、位置高低等,對(duì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算有一定影響。

澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)得正確與否對(duì)鑄件品質(zhì)影響很大，有資料介紹。鑄件廢品中約有

30%是因澆注系統(tǒng)不當(dāng)引起的。對(duì)澆注系統(tǒng)的基本要求如下:1)所確定的內(nèi)澆道的位置、方向和個(gè)數(shù)應(yīng)符合鑄件的凝固原則或補(bǔ)縮方法。(2)在規(guī)定的澆注時(shí)間內(nèi)充滿型腔。(3)提供必要的充型壓力頭，保證鑄件輪廓、校角清晰。(4)使金屬液流動(dòng)平穩(wěn)，避免嚴(yán)重紊流。防止卷人、吸收氣體和使金屬過(guò)度氧化。(5)具有良好的阻渣能力。(6)金屬液進(jìn)人型腔時(shí)線速度不可過(guò)高，避免飛戩、沖劇型壁或砂芯。(7)保證型內(nèi)金屬液面有足夠的上升速度，以免形成夾砂結(jié)疤、皺皮、冷隔等缺陷。(8)不破壞冷鐵和芯撐的作用。(9)澆注系統(tǒng)的金屬消耗小，并容易清理。(10)減小砂型體積，造型簡(jiǎn)單，模樣制造容易。2100433B

利用數(shù)值模擬技術(shù)作為輔助工具可為注射模具設(shè)計(jì)提供預(yù)測(cè)、借鑒和幫助，但同時(shí)，如何組織分析注射過(guò)程以及正確研判分析結(jié)果等均對(duì)設(shè)計(jì)人員提出了較高的要求。本書圍繞注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和數(shù)值模擬的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，以豐富的案例揭示了利用數(shù)值模擬技術(shù)來(lái)優(yōu)化模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。全書分為兩部分，第一部分由前兩章組成，由淺到深，從塑料到其加工過(guò)程具體到塑料注射成型，然后講述注射模具，最后著眼于澆注系統(tǒng)。第二部分由后兩章組成，關(guān)注數(shù)值模擬的實(shí)現(xiàn)原理、實(shí)現(xiàn)過(guò)程以及具體實(shí)例分析與運(yùn)用。

本書選用實(shí)例范圍廣泛，代表性強(qiáng)，將理論、數(shù)值模擬與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)三者密切聯(lián)系，深化了對(duì)注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬結(jié)果的認(rèn)識(shí)。

本書可作為本科院校以及高職、高專院校的材料成型及控制、機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化、高分子材料與工程等專業(yè)的塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)與制造、計(jì)算機(jī)輔助工程等課程的教學(xué)用書，也可供材料加工工程專業(yè)的研究生及其他從事模具設(shè)計(jì)與制造的工程技術(shù)人員參考。

設(shè)備條件一定和冶煉鋼種確定時(shí)，澆注工藝是十分重要的。澆注工藝中最重要的兩個(gè)工藝參數(shù)就是澆注溫度與澆注速度。它決定鋼錠的表面質(zhì)量，如冒口的收縮、氣體逸出與夾雜物的上浮、鋼的偏 析、疏松、縮孔等質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)于澆注溫度的確定，一般采用如下公式：

T_澆注=T_{溶點(diǎn)} T_過(guò)熱

式中T_澆注——鋼種的液相線溫度;T_{溶點(diǎn)}——包括根據(jù)鋼種決定的澆注最小過(guò)熱量。因澆注方法和錠型等因素，要求增減的溫度以及整個(gè)澆注過(guò)程中鋼液的溫度下降值;T_過(guò)熱——開澆時(shí)鋼液溫度。

一些高合金模具鋼的澆注，一般都采用低溫快注的原則，以減少鋼中的偏析和疏松，出鋼溫度控制在高于鋼的熔點(diǎn)80℃～100℃，根據(jù)鋼種、錠型和鋼包的大小而定。澆注速度是與澆注溫度密不可分的，通常用 “高溫慢注”與“低溫快注”，必須根據(jù)注溫調(diào)節(jié)注速。如注速過(guò)快，相當(dāng)于提高了澆注溫度，因?yàn)橥粫r(shí)間內(nèi)帶入鋼錠模內(nèi)的熱量增加，整個(gè)鋼錠的凝固 時(shí)間延長(zhǎng)，成分偏析嚴(yán)重，夾雜物增加，氣體也不易排出，還可能出現(xiàn)翻皮缺陷。另外，在模具鋼的澆注過(guò)程中，一定要注意補(bǔ)縮。至于補(bǔ)縮的時(shí)間與錠型、鋼種等有關(guān)系。