根据铸造手册第5卷，查表3-91[3]垂直芯头高度、表3-90[3]垂直芯头的斜度、表3-89[3]垂直芯头的顶面与芯座的间隙、表3-923]芯头斜度和芯头与芯座间隙。芯头尺寸参数如图3-1所示：

图3-2 芯头尺寸参数示意图

表2.6 芯头尺寸 芯头 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ

图3-3 芯头结构三维示意图

芯头L 50 50 65 65 芯头直径D 50 20 87 132 芯座间隙S 0.5 0.5 0.5 1.0 垂直芯头高度 h h1 20 20 25 25 15 15 15 15

垂直芯头斜度 h h1 3 3 4 4 1.5 1.5 2 2 4. 浇注系统设计

4.1 浇注系统结构类型

第 12 页 共 20 页

铝合金质轻，热容量小，导热快，温度降低快，极易氧化和吸气，且氧化物的密度与铝液相近，混入铝液中的氧化物很难浮起，易引起夹杂；凝固时收缩率大，易产生缩孔和缩松。对浇注系统要求是：快速、平稳充型，不产生飞溅、冲击和涡流，有强的挡渣能力，选开放式浇铸系统。根铸造工艺手册第五卷由表3-146 铝合金铸件的材料得，各单元截面比为 A直：A横：A内=1:2:3。

4.2浇注系统引入位置的确定

浇注系统的引入位置影响到浇注系统结构类型的确定，同时对液态金属浇铸位置，我们选择的是中间注入，因为它适应于薄壁中空铸件，充型快而平稳

5.浇注系统结构尺寸的确定

5.1 浇注时间的计算

t为浇注时间（小型－手册），对于重量小于450kg的形状复杂薄壁铸铝件：

t = S·GL

其中，

t ——浇铸时间（s）；

GL——型内金属液总重量，包括浇注系统重量（kg）； S ——浇注时间系数，取决于铸件壁厚。 G37.52GL===57.7kg（G——铸件质量；k——铸件工艺出品率）；

k65%由下表查得铸铝合金浇注时间系数S在1.8～2.0，取S=1.8 壁厚（mm） S灰铁 S铜合金 S铝合金

表2.7 系数S和铸件壁厚的关系（参考文献6）

代值得浇注时间t=13.6s。

5.2 浇注系统截面的确定 截面比法设计步骤：

1.选择浇注2.确定浇3.确定浇4. 选择流量 系统类型 铸位置 铸时间 损系数μ

7.计算其他6. 算最小5. 选择

单位截面截面积A直 截面比 积 第 13 页 共 20 页

0-10 1.11 0.65-0.70 1.8-2.0 11-20 1.44 0.75-0.80 2.2-2.4 21-40 1.66 0.90-1.0 2.6-2.8 ＞40 1.89 1.10-1.20 3.0

铸件浇注系统中的最小阻流截面面积，由奥赞公式计算：

GL 错误！未找到引用源。 Am?（cm2）??t2gHp——型内金属液总重量，包括浇注系统重量（kg）；G37.52GL===57.7kg（G——铸件质量；k——铸件工艺出品率）；

k65% t——浇注时间（S）； ?——密度（Kg/cm2）

L式中：G

g——重力加速度(g=981cm/s2) μ——流量损耗系数取0.5；

Hp——平均压力头，单位为cm；

Hp =H0-0.125 Hc

H0为内浇道至浇口杯液面的高度，根据查表4-98得砂箱长度方向上的最小吃砂量a=30 mm，因为零件最大长度为1222mm，所以砂箱长度为1282 mm，根据表4-99得，砂箱高度取300mm；Hc为浇注位置铸件总高度即铸件型腔高度93.5mm；分型面到浇口杯的高度H0=380mm,代入上式经计算可得HP=36.8cm。

将金属浇注质量、系浇注时间及平均压力头带入奥赞公式，求得铝合金铸件浇注系统直浇道最小截面积的计算式为：

GL2

Am? =11.7cm

??t2gHp

由最小阻流断面11.7cm2，由此可确定可确定直浇口（最小阻流断面）为11.7cm2，求得直浇道最小断面直径?40mm＞?38mm设计中取最小直径?40mm。

错误！未找到引用源。

浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道等各单元最小处的总断面积中，内浇道的总断面

积应该最大，使得浇注系统易于充满，补缩效果好。根据铸造工艺手册第五卷表3-146，由铸件的材料得，断面比 ? A直：A横：A内=1:2:3，,

得到内浇道最小处的总断面积A直 ?11.7 cm2，从而得到：A内 ?35.1 cm2，A横 ?23.4 cm2 。

（1）内浇道尺寸内浇道的功能是控制充型速度和方向，分配金属液，调节铸件各部位的温度和凝固顺序，浇注系统的金属液通过内浇道对铸件有一定的补缩作用。内浇道在铸件上的位置和数目的确定应服从所选定的凝固顺序或补缩方法。

第 14 页 共 20 页

本铸件的内浇道设在厚壁处从顶部注入，并通过冒口，让金属液先流经冒口再引入型腔。 通过冒口是为了使铸件顺序凝固，更能提高冒口的补缩效果。内浇道的数量为两个，根据文献[1] 中表 3-236，我们选用Ⅰ型内浇道。因为这种扁平型的内浇道易于清理，能提高横浇道的挡渣效果。A内 ?35.1 cm2 ，因为设计两个内浇道，所以，一个内浇道的面积为17.55cm2，a=70mm， b=55mm， c=28mm。其示意图如图 4.4 所示

图4. 1内浇道示意图

（2）横浇道尺寸 横浇道是指从直浇道的末端到内浇口前端之间的通道，横浇道需要提供稳定 的金属液流，对金属液的流动有较小的阻力。本铸件采用梯形截面的横浇道，有利于横浇道余量顺利脱出，在生产实践中很常用。根据横浇道的计算面积A横? 23.4 cm2，设计 a=45mm，b=40mm，c=55mm。横浇道的示意图如图 4.5 所 示：

图4.2道示意图

（3）直浇道尺寸直浇道会引导从浇口杯金属液向下，进入横浇道、内浇道或直接导入型腔，提供足够的压力头，使金属液在重力的作用下能克服各种流动阻力，在规定的时 间内充满型腔。直浇道通常做成上大下小的锥形，等断面的柱形和上小下大的倒 锥形。

根据直浇道的计算面积 A直 ? 11.7 cm2 ，直浇道的截面如图 4.6 所示。根据铸件的实际情况，设计D=40mm，D1=48mm，L=225mm。

第 15 页 共 20 页