一、浇口杯在浇注系统中有什么作用？

浇口杯是漏斗形的外浇口，单独制造或直接在铸型内形成，成为直浇道顶部的扩大部分。其作用是承接来自浇包的金属液，防止飞溅和溢出，方便浇注；减少金属液对铸型的直接冲击；可能撇去部分熔渣、杂质、阻止其进入直浇道内；提高金属液静压力。浇口杯分为漏斗形浇口杯和浇口盆两类。漏斗形浇口杯结构简单，节约金属，但撇渣效果差。为了撇渣，一般常配合过滤网使用。浇口盆效果较好，底部设置堤坝有利于浇注操作，使金属液达到适宜的浇注速度后再流入直浇道。这样浇口杯内液体深度大，可阻止水平漩涡的产生而形成垂直漩涡，从而有利于分离渣滓和气泡。

 

二、直浇道的作用及设计

直浇道的功能是：从浇口杯引导金属向下，进入横浇道、内浇道或直接导人型腔。提供足够的压力，使金属液在重力作用下能克服各种流动阻力，在规定时间内充满型腔。直浇道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。对铝、镁合金铸件，也用蛇形、片状和缝隙式的直浇道。

直浇道是金属液进入模具型腔时首先经过的通道，也是压力传递的首要部位，因而其大小会影响金属液的流动速度和填充时间。

1、结构

这种直浇道一般由压室和浇口套组成，其结构如下图所示。

压室和浇口套宜制成一体，如果分开制造时应选择合理的配合精度和配合间隙，以保持压室与浇口套的同轴度。

2、尺寸

直浇道的直径D一般与压室直径一致，根据压铸件所需的压射比压确定，直浇道长度H一般取直径D的1/2~1/3。直浇道上的这段金属通常又称为余料。为了使余料从浇口套中顺利脱出，在靠近分型面一端长度为15~25mm范围的内孔处设计成1°30'~2°的脱模斜度。

液态金属在砂型直浇道中的流动状态如下图所示。

试验结果表明：上大下小的锥形（锥度1/50）直浇道呈充满流态，而在等截面的圆柱形和上小下大的倒锥形直浇道中呈非充满状态。

1、直浇道中液态金属分两种流态：充满式流动或非充满式流动。

2、在非充满的直浇道中，金属液以重力加速度向下运动，流股呈渐缩形，流股表面压力接近大气压力，微呈正压。流股表面会带动表层气体向下运动，并能冲入型内上升的金属液内，由于流股内部和砂型表层气体之间无压力差，气体不可能被“吸入”流股，但在直浇道中气体可被金属表面所吸附并带走。

3、直浇道入口形状影响金属流态。当入口为尖角时，增加流动阻力和断面收缩率，常导致非充满式流动。实际砂型中尖角处的型砂会被冲掉引起冲砂缺陷。要使直浇道呈充满流态，要求入口处圆角半径r≥d/4（d为直浇道上口直径）。

4、生产中主要应用带有横浇道和内浇道的浇注系统，由于横浇道和内浇道的流动阻力，常使等截面的，甚至上小下大的直浇道均能满足充满条件而呈充满式流态。  

尽管非充满的直浇道有带气的缺点，但在特定条件下不能不用，如：阶梯式浇注系统中，为了实现自下而上地逐层引入金属的目的而采用；又如用底注包浇注的条件下，为了防止钢液溢至型外而使用非充满态的直浇道。

浇注铸铁件时，对湿砂型内等截面的直浇道中的上、中、下三点进行过压力测定（条件为：直浇道高400mm、直径为30mm、浇注温度为1300℃），结果证明：直浇道内金属压力为接近大气压力的微正压，压力值一般在50Pa~1kPa范围内，靠近浇口杯处压力值偏高，在浇注初的瞬间压力最高可达1.8kPa。

热压室压铸机模具用直浇道

热压室压铸机用模具上的直浇道结构形式如下图所示，它是由压铸机上的喷嘴5和压铸模上的浇口套6及分流锥2等组成。

分流锥较长，用于调整直浇道的截面积，改变金属液的流向，也便于从定模中带出直浇道凝料。分流锥的圆角半径R常取4mm~5mm，直浇道锥角口通常取4°~12°，分流锥的锥角口7取4°~6°，分流锥顶部附近直浇道环形截面积为内浇口截面积的2倍，而分流锥根部直浇道环形截面积为内浇口截面积的3倍~4倍。直浇道小端直径d一般比压铸机喷嘴出口处的直径大1mm左右，浇口套与喷嘴的连接形式按具体使用压铸机喷嘴的结构而定。为了适应热压室压铸机高效率生产的需要，通常要求在浇口套及分流锥的内部设置冷却系统。

直浇道窝

金属液对直底部有强烈的冲击作用，并产生涡流和紊流区，常引起冲砂、渣孔和大量氧化夹杂物等铸造缺陷。设直浇道窝可改善金属液的流动状况，直浇道窝的作用如下：

(1)有缓冲作用。

(2)缩短直浇道一横浇道拐弯处的高度紊流区。

(3)改善内浇道的流量分布。

(4)减小直浇道一横浇道拐弯处的局部阻力系数和压头损失。

(5)注入型内的最初金属液中，常带有一定量的气体，在直浇道窝内可以浮出去。

直浇道窝的大小、形状应适宜，砂型应紧实。在底部放置干砂芯片、耐火砖等可防止冲砂。直浇道窝常做成半球形、圆锥台等形状。 

横浇道

横浇道的作用是什么？

1.将金属液从直浇道引入内浇口；

2.可以借助横浇道中的大体积金属液来预热模具；

3.当铸件冷却收缩时用来补缩和传递静压力。

横浇道的设计要点

1.横浇道截面积应从直浇道向内浇道逐渐缩小，不应突然变化；

2.横浇道截面积都应不小于内浇道截面积；

3.横浇道应具有一定的厚度和长度；

4.金属液通过横浇道时的热损失应尽可能地小，保证横浇道比压铸件和内浇口后凝固；

5.根据工艺需要可设置盲浇道，以达到改善模具热平衡，容纳冷污金属液、涂料残渣和空气的目的。

横浇道尺寸的计算

横浇道的长度计算公式如下：

L=0.5D+（25~35）（mm）

上式中，L——横浇道长度，mm

D——直浇道导入口处直径，mm

内浇道

浇注系统是铸型中液态金属进入型腔的通道之总称,基本组元有:浇口杯、直浇道、直浇道窝、横浇道和内浇道。内浇道是液态金属进入铸型型腔的最后一段通道，主要作用：控制金属液充填铸型的速度和方向，调节铸型各部分的温度和铸件的凝固顺序，并对铸件有一定的补缩作用。可以有单个也可以设计多个内浇道。

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