灰铸铁件浇注系统的设计优化

时间：2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：1）首先求解铸件重量≤500kg情况下的浇注时间t。对于厚度为3.7～38mm的铸铁件，其浇注速度还可以从图48查得。表45 铸铁件的μ值流量损耗系数μ 与浇注系统的结构、浇注方式、砂型情况以及合金的特性等因素有关，由于各个因素处于动态变化状态，因而理论上很难精确计算。表47 不同类型浇注系统的平均静压头计算注：1.封闭式浇注系统中，μ的最大值为0.75，如计算结果大于该值，仍取0.75。

灰铸铁件浇注系统的设计优化

1.公式法

这里主要是采用阻流截面设计法，该方法以阿暂（Osann）公式为基础进行，是由流体力学原理演化而来的。阿暂公式如下：

式中 A_min——组元中最小截面面积（m²）；

G——流过最小截面组元的铸铁液总重量（kg）；

t——浇注时间（s）；

μ——流量损耗系数；

H_p——平均静压头（m）。

对式（4⁃1）进行求解即可得到具有最小截面面积组元的截面面积和。求解之前需要确定式中各参量，具体处理方法如下：

（1）铸铁液总重量G 可根据铸造工艺设计的结果求得，其中包括：铸铁件毛重、冒口重量、补贴重量、浇注系统重量。需要注意的是，在浇注中有时需要点冒口，那么通过点冒口浇入到铸型中的重量应不予计入。这里还有一个问题，就是浇注系统设计到此尚未完成，还无法给出浇注系统重量，那么可由表4⁃2求出。

表4⁃2 铸铁件浇注系统占铸件重量的百分比

（2）浇注时间t 可分成四种情况求出，即重量≤500kg，重量＞500～1000kg，重量＞1000～10000kg和重量＞10000kg。在本节中计算出的浇注时间最后还要经过校核才能采用，具体的校核方法在后文中说明。

1）首先求解铸件重量≤500kg情况下的浇注时间t。当铸件为形状复杂，壁厚为2.5～15mm的形状复杂的铸铁件时，浇注时间t（s）计算公式为

式中 S₁——系数，取决于铸件的主要壁厚，由表4⁃3查得；

G——浇入到铸型内的总重量（kg）。

表4⁃3 系数S₁与铸件壁厚的关系

注：壁厚指铸件的主要壁厚，实心体时取铸件当量壁厚的2倍，当量壁厚=铸件的体积/铸件的对应面积。

2）铸件重量＞500～1000kg时，浇注时间t可按Dietert公式及图表计算，Dietert公式如下：

式中 v——浇注速度（kg/s）；

G——浇入到铸型内的总重量（kg）；

δ——铸铁件的主要壁厚（mm）；

A——系数（铸铁件取0.9）；

B——系数（铸铁件取0.833）。

对于厚度为3.7～38mm的铸铁件，其浇注速度还可以从图4⁃8查得。

以上述两种方法求出浇注速度后，由式t=G/v即可求出浇注时间。

3）铸件的重量＞1000～10000kg时，属于中大型铸件，其浇注时间t（s）按下式计算：

式中 S₂——系数，一般情况下S₂=2，在铁液含硫量较高，碳的质量分数小于3.3%，流动性较差，或者浇注温度较低，或者用底注式浇注而冒口在顶部，或者有内外冷铁而需要快浇等情况下，取S₂=1.7～1.9；

δ——铸铁件的平均壁厚（mm），对于宽度大于厚度4倍的铸件，δ可取壁厚，对于圆形或正方形铸件，δ可取半径或边长的一半。

4）对于重量＞10000kg的重型铸铁件，其浇注时间t（s）按下式计算：

式中 S₃——系数，取决于铸件的主要壁厚，由表4⁃4查得。

图4⁃8 Dietert浇注时间计算图

表4⁃4 系数S₃与铸件壁厚的关系

（3）流量损耗系数μ 与浇注系统的结构、浇注方式、砂型情况以及合金的特性等因素有关，由于各个因素处于动态变化状态，因而理论上很难精确计算。实际应用中根据经验确定，可先由表4⁃5选取初值，再按表4⁃6修正。

表4⁃5 铸铁件的μ值

表4⁃6 μ值的修正

（续）

注：1.封闭式浇注系统中，μ的最大值为0.75，如计算结果大于该值，仍取0.75。

2.A_出为出气口下端截面积，A_明为明冒口底面面积。

（4）平均静压头H_p 工程上常采用经验公式来计算和处理静压头H_p，见表4⁃7。计算中应注意H_p不是孤立的，而是受剩余压头H_M制约的。

表4⁃7 不同类型浇注系统的平均静压头计算

为了保证金属液能够充满距离直浇道最远的铸件最高部位，金属液的静压头H₀必须足够大，剩余压头H_M必须大于或等于某一临界值。只有保证H₀≥H_M+H_C，才能确保金属液完全充满铸型，H_C为浇注位置中铸件的高度。剩余压头H_M是指浇口杯内的液面与铸件浇注位置中的最高点之间的高度差，由下式计算：

H_M=Ltanα （4⁃6）

式中 L——铸件相对直浇道而言的最远处的最高点到直浇道中心线之间的水平距离（mm）；

α——压力角（°），由表4⁃8查取。

表4⁃8 压力角最小值

阿暂公式中的各个参量均已求解后，就可以计算浇注系统中最小截面面积了。求出最小截面面积后，应该与浇注系统中的具体组元相对应。例如：在封闭式浇注系统中，最小截面对应内浇道截面；在开放式浇注系统中，最小截面对应直浇道最小截面。对应后即可根据组元中浇道的具体数量求出每一个浇道的截面面积。由最小截面面积依据各组元之间的比例关系即可求解出其他组元的截面面积，最后根据每一组元中浇口的数量求出每一浇口的截面面积。铸铁件常用组元间截面面积比见表4⁃9。需要注意的是上述计算需要进行校核，校核后的数据才能作为最终设计结果，而对于批量和大批量生产，还需要进行生产验证和调整。

表4⁃9 铸铁件常用组元间截面面积比

（续）

（5）校核校核内容分为三个方面：液面上升速度v_r、剩余压头H_M和铸件成品率。

1）液面上升速度v_r的校核。在前文中通过计算得出的浇注时间t未考虑实际应用中对浇注速度的要求，因此需要校核。浇注开始后，铁液在型腔中上升，如果过慢将产生两方面的问题：一方面高温铁液烘烤其上部的型芯表面，如果时间超长，则易产生夹砂等缺陷；另一方面铁液的上表面在充型中如果时间超长，则易产生氧化和表层粥状凝固，形成表面氧化和褶皱等缺陷。因此，对铁液的上升速度有一个要求，具体见表4⁃10。

表4⁃10 液面最小上升速度与铸件壁厚的关系

实际型腔中的液面上升速度v_r（m/s）为

式中 h_C——铸件浇注位置中的实际高度（m）。

v_r计算出来后与表4⁃10中的最小液面上升速度进行对比。如果大于等于后者则校核通过，浇注时间t可以采用；如果小于后者，则校核不通过，需要将浇注时间t调整到大于等于最小液面上升速度的数据点，然后按调整之后的数据点取值则可通过校核。

2）剩余压头H_M的校核。由式（4⁃6）和表4⁃8计算得出的H_M值即为最终校核数据。采用经验法和图表法时，需要按式（4⁃6）和表4⁃8得出的数据进行校核。

3）铸件成品率的校核。在浇冒口计算完成后可以算出铸件的铸件成品率，计算公式见式（4⁃8）。所计算出的铸件成品率与表4⁃11中的数据进行比较，以评价所设计的浇注系统是否合适，如果数据不理想，可根据具体情况做适当调整。

表4⁃11 铸铁件的铸件成品率

2.经验法

通常以流体力学公式为基础，进行简化与合并，结合生产实践经验归纳出三种方法，即大型和重型铸件的设计方法、中小型复杂铸件的设计方法和简单小型铸件的设计方法。

（1）大型和重型铸件的设计方法对于大型或重型铸铁件，阻流截面面积可用浇注比速法确定。浇注比速是指单位时间内通过阻流截面的金属液重量。阻流截面面积A_b（cm²）可由下式求解：

式中 G——流经A_阻截面的金属液重量（kg）；

t——浇注时间（s）；

k——浇注比速[kg/（cm·s）]；

S——金属液流动系数。

浇注比速k主要取决于铸件的假密度ρ′（kg/dm³），其计算公式如下：

式中 G_C——铸件的重量（kg）；

V——铸件的轮廓体积（dm³）。

图4⁃9 铸件浇注比速与假密度的关系

ρ′值越大，表明铸件结构就越简单，壁厚就越厚；ρ′值越小，则铸件结构就越复杂，壁厚就越薄。浇注比速k与G_C和ρ′之间的关系如图4⁃9所示。由铸件的假密度ρ和重量，即可求出浇注比速k。

当铸件为浇注壁厚δ＜35mm的简单平板时，k可由δ查表4⁃12求出。

表4⁃12 k与δ的关系

浇注时间t由下式计算：

式中 S₁——系数，取决于铸件壁厚，由表4⁃13查得。

表4⁃13 S₁与铸件壁厚δ的关系

金属液流动系数S与合金的种类及化学成分有关，对于铸铁可取1.0。由此可以通过式（4⁃9）求解出A_阻值，再按照公式法的具体方法求解各组元中每一个浇道的截面面积。校核方法与公式法相同。

（2）中小型复杂铸件的设计方法对于形状复杂并且薄壁的中小型铸件（一般指重量小于400kg的铸件），内浇道截面面积A_内（cm²）可用下式计算：

式中 G_C——铸件重量（kg）；

H_p——平均静压头（cm）；

x——经验系数，由表4⁃14查得。

表4⁃14 x与δ的关系

A_内求解出来后，再按照公式法的具体方法求解各组元中每一个浇道的截面面积。校核方法与公式法相同。

（3）简单小型铸件的设计方法简单小型铸件是指形状简单重量小于100kg的铸件，其内浇道或者是雨淋式内浇道的截面总面积A_内（cm²）按下式计算：

式中 x₁——经验系数，由表4⁃15查得；

G_C——铸件重量（kg）。

表4⁃15 x₁与δ的关系

同样，A_内求解出来后，再按照公式法的具体方法求解各组元中每一个浇道的截面面积。校核方法也与公式法相同。

3.大孔出流法

大孔是与小孔相对而言的，经典的铸造理论认为托里拆利（Torricelli）小孔出流定律是计算浇注系统内浇道出流压头和速度的依据，但是根据连续流动定律，浇注系统的内浇道出流已经超出了小孔出流的条件，存在一些问题。为了更好地解析浇注系统中的流动，魏兵等提出了大孔出流理论：在直浇道几何高度一定的条件下，当直浇道、横浇道与内浇道截面面积的比值在小于5的范围内变化时，内浇道出流压头和速度变化的幅度较大；当该比值大于5且继续增大时，内浇道出流压头和速度变化的幅度逐渐减小，并趋于一个定值。定义直浇道、横浇道与内浇道截面面积的比值在小于5的浇注系统出流为大孔出流。而我们通常的浇注系统中的上述比值都小于5，属于大孔出流的范畴。

（1）四组元浇注系统压头的计算：四组元即浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道。采用内浇道中心标准法，即直浇道压头H_直、横浇道压头H_横、内浇道压头H_内，三压头均以内浇道的水平中心线为起点，如图4⁃10所示。图中，h_内、h_横分别为内浇道和横浇道的高度。

1）原理及基本计算公式推导。由流体力学原理及实验和回归分析有：

图4⁃10 大孔出流浇注系统压头示意图

式中 v_直、v_横、v_内——直浇道、横浇道和内浇道的流速；

φ_直、φ_横、φ_内——直浇道、横浇道和内浇道的流速系数；

q_直、q_横、q_内——直浇道、横浇道和内浇道的流量；

A_直、A_横、A_内——分别为直浇道、横浇道和内浇道的截面面积；

μ_直、μ_横、μ_内——分别为直浇道、横浇道和内浇道的流量损耗系数；

H_直——直浇道压头，为浇口杯液面到内浇道水平中心线的垂直距离；

H_横——横浇道压头，为安装在直浇道窝处的测压管内液面顶端到内浇道水平中心线的垂直距离；

H_内——内浇道压头，为横浇道顶面安装的测压管内液面的顶端到内浇道水平中心线的垂直距离。

根据液体流动的连续方程，浇注系统处于稳态流动时，q_直=q_横=q_内，也就是说，式（4⁃17）～式（4⁃19）的等式右端三项建立相等的关系，即

设，

k₁和k₂分别为直浇道与横浇道和内浇道的有效截面积比，流速系数φ一般取0.96～1.0，为了简化计算取φ=1。联立式（4⁃20）和式（4⁃21）有

式（4⁃22）和式（4⁃23）就是横浇道和内浇道实际作用压头的解析式。

2）H_横的物理意义。当直浇道底部截面积小于顶部时，决定直浇道流速的压力头为H_直-H_横。H_横越大，直浇道流速就越小，有利于渣、气在直浇道中的分离和上浮。

在H_横高度范围的直浇道内，直浇道一定是正压状态，不管直浇道是上大下小，还是上小下大，在上述范围内的直浇道壁不会产生吸气现象。

3）H_内的物理意义。在H_内一定时，调整浇注系统有效截面积比k₁和k₂，则可以调整H_内的大小，从而达到控制内浇道出流速度、流量和平稳性的目的。

H_内是金属液在H_横压头作用下流入横浇道的反压头。H_横-H_内的大小决定横浇道的流速，凡是有利于减小H_横-H_内值的行为，都可以降低横浇道流速，减小紊流程度，提高金属液在横浇道中流动的平稳性，减轻氧化，有利于熔渣上浮。

4）H_内作为横浇道充满与否的判据，具体情况可分为三种：①当H_内＜h_横-h_内/2时，横浇道未充满，未充满的程度用h_横-h_内/2-H_内来表示；②当H_内=h_横-h_内/2时，横浇道临界充满，金属液已与横浇道顶部接触，但对顶部型壁无压力；③当H_内＞h_横-h_内/2时，横浇道充满，且横浇道顶部型壁有压力，用H_内-h_横-h_内/2来表示横浇道充满有余的程度。

H_内用来作判据，有两层含义：①未充满程度；②充满有余程度。

用h_欠来表示未充满程度，则有

用h_余来表示充满有余的程度，则有

（2）浇注系统充型过程动态参数的确定浇注过程中，当型腔中的金属液没过内浇道后，会对浇注系统的流动产生反压作用，横浇道压头H_横和内浇道压头H_内都将发生变化。下面根据流体力学模拟的结果及规律对充型中的具体参数进行计算，如图4⁃11所示。

1）顶注式浇注系统。浇注开始后，金属液充满浇注系统，并开始充型，型腔中液面上升对浇注系统中的铁液无反作用，内浇道内的流速、流量保持稳定。横浇道压头H_横用式（4⁃22）计算，内浇道压头用式（4⁃23）计算，型腔液面上升速度v由下式计算：

图4⁃11 顶注、底注、中注高度标注示意图

a）顶注 b）中注 c）底注

式中 A——型腔的水平截面面积。

由式（4⁃16）、式（4⁃19）、式（4⁃23）和上式得

设，B₁称为型腔液面上升速度系数，则有

浇注时间为t时的型腔液面高度为

型腔充满的时间t_f为

式中 C——型腔的总高度，如图4⁃12所示。

2）底注式浇注系统。当型腔中的金属液上升至淹没内浇道以后，随着型腔中液面的升高，横浇道和内浇道压头H_横和H_内也相应升高。

横浇道和内浇道压头H_横和H_内与型腔液面高度h_C之间的关系为

联立上两式，推得

型腔液面高度h_C与浇注时间之间的关系如下：

设dt时间内型腔液面上升高度dh_C，则

将式（4⁃32）代入式（4⁃33），并引入前文所述系数B₁，推得

代入初始条件，即当t=0时，h_C=0，则有

则，型腔充满时间为。

横浇道和内浇道压头H_横和H_内与浇注时间t之间的关系如下：

型腔液面的上升速度为

3）中间注入式浇注系统。内浇道从型腔中部引入，内浇道下部型腔高度为C₁，内浇道上部型腔高度为C₂。充填下半行腔时，相当于顶注充填，可以用顶注公式；充填上半型腔时，相当于底注充填，可用底注公式。两者结合，可以求出中间注入式充填动态参数的理论计算公式。

（3）工程计算工程计算的目的是确定各组元的截面面积，保证在预定的时间内充满铸型型腔，控制各组元中熔体的流速、流量和充满与否的状态，实现大流量、低流速、平稳和洁净的充填。

1）计算平均压头。按照做功法推导的大孔出流条件下的平均压头计算公式为

式中 p——内浇道以上型腔的高度。

顶注时，p=0，h_p=H_内；中注时，，；底注时，p=C，。

在顶注条件下有

在底注条件下分两种情况，即浇注开始和浇注终了两种情况。对于浇注开始的情况，h_C=0，则有

对于浇注终了的情况，h_C=C，则有

从浇注开始到浇注浇注终了的平均值为(www.xing528.com)

在中注条件下，分为冲满内浇道下部型腔和冲满内浇道上部型腔两种情况，对于冲满内浇道下部型腔有

对于冲满内浇道上部型腔有

当内浇道从铸件高度一半处引入时，，有

综合分析可知，大孔出流条件下的平均压头与小孔出流相比只差一个系数，即

2）流量损耗系数μ。一般情况下，μ值是在稳定出流条件下测定的，考虑到实际生产过程的复杂性，μ值会产生波动，使μ值小于稳定出流模拟值，一般可取模拟试验值的70%作为工程计算μ值，具体的选取见表4⁃16。

表4⁃16 工程计算中μ值的选取

3）浇注系统截面尺寸的计算步骤如下：

①浇注系统类型为L型或T型。L型是指直浇道位于横浇道的端部；T型是指直浇道位于横浇道的中间，两侧横浇道上的内浇道呈对称分布。横浇道和内浇道的截面面积分别为两侧截面面积的总和。

②选择内浇道的引入位置，即顶注式、中注式和底注式。

③制定出浇注系统的工艺方案，进而确定直浇道压头H_直。

④根据合金的种类、铸件的结构以及铸型条件选择浇注系统的截面面积比，即ΣA_直∶ΣA_横∶ΣA_内。

⑤选取流量损耗系数μ_直、μ_横和μ_内，计算有效截面比k₁和k₂。

⑥计算内浇道的实际出流压头H_内和平均压头h_p。

⑦计算浇注时间t。

⑧计算阻流截面面积，通常是内浇道截面面积，可用阿暂公式计算。

⑨根据浇注系统截面面积比计算出A_直和A_横。

⑩校核浇注系统，可利用前文所述的三种校核方法，以判断所做设计是否可行。如果可行，可进行下一步；如果不可行，则重新计算和选择各组元截面面积，直至通过校核。

⑾确定浇口杯等其他组元的结构和尺寸。

⑿生产考核与验证，对发现的问题进行最终的工艺调整。

（4）大孔出流浇注系统的查表法根据大孔出流理论的截面比设计法，整理出基本的阻流截面面积设计数据，见表4⁃17。

表4⁃17 大孔出流阻流截面面积

（续）

4.图表法

相对于公式法和经验法而言，图表法减少了前两者计算量大、步骤繁多的特点，使设计过程大大简化。图表法主要包括：索伯列夫列线图法、阻流截面列线图法、查表法、控流式浇注系统法和雨淋式浇注系统法等。

（1）索伯列夫列线图法索伯列夫列线图（见图4⁃12）是根据流体力学公式计算绘制的，适用于大中型铸件（重量大于200kg）的湿型铸造。当采用干型铸造时，可将查到的阻流面积减少15%～20%。

图4-12 索伯列夫列线图

H_p—平均压力头高度（mm） δ—铸件主要壁厚（mm）

具体方法如下：根据该图4⁃12，首先由铸件的重量从图右下水平轴上确定具体的坐标点，根据该点向上引一条垂直线，相较于壁厚斜线，由相交点开始，向左引一条水平线，相交于左侧静压头斜线，从相交点处开始，向下引一条垂直线相交于左下的水平轴交点即为内浇道的组元截面面积和。

实例已知铸件的重量是为900kg，δ=15mm，H_p=60mm。求解过程是：先从图的右下水平轴查得铸件重量是900kg之处，也就是图中虚线的起点，开始向上引线，与δ=15mm斜线相交，从交点处向左引线，与H_p=60mm斜线相交，从交点处向下引线，与水平轴相交于一点，该点对应大中小三种铸型阻力，三种阻力下的阻流组元截面面积分别为22.5cm²、19.5cm²和15cm²。根据铸件的结构和复杂程度确定铸型阻力，即可确定阻流组元截面面积。如果是封闭式浇注系统，该面积就是内浇道截面面积的总和。

（2）阻流截面列线图法该法根据我国铸件生产厂家以及拉宾诺维奇和卡塞等提供的数据做出列线图，如图4⁃13所示。该方法用于5t以下铸件。

图4⁃13 阻流截面列线图

1—快浇 2—中速 3—慢浇

实线—拉宾诺维奇 ▲—上海造纸机械厂虚线—无锡柴油机厂 ●—卡塞 ■—辽宁地区（δ=31～60mm） ×—辽宁地区（δ=16～30mm）

（3）查表法查表法是指通过查阅经验表格得到阻流截面面积。一般情况下，对于铸铁件而言，阻流截面面积就是内浇道截面面积之和。表4⁃18～表4⁃25等是一些企业长年积累的经验数据，自成体系，可各自独立地进行浇注系统设计，供设计人员参考。

表4⁃18 重型及机械类铸铁件内浇道截面面积

注：薄壁、轮廓尺寸相对较大、外形曲折、结构复杂的铸件，其内浇道截面面积取上限。

表4⁃19 大型灰铸铁件内浇道截面面积（单位：cm²）

表4⁃20 中型灰铸铁件内浇道截面面积

（续）

注：1.此表可用于黏土砂干、湿型，水泥自硬型。

2.对于湿型小件，ΣA_内∶ΣA_横∶ΣA_直=1∶1.3∶（1.05～1.20）；对于湿型中大件，ΣA_内∶ΣA_横∶ΣA_直=1∶1.2∶（1.35～1.50）。

表4⁃21 中小铸铁件内浇道截面面积

（续）

表4⁃22 小型铸铁件内浇道截面面积

表4⁃23 机床类铸铁件内浇道截面面积

注：各浇道截面比例一般取ΣA_直∶ΣA_横∶ΣA_内=1.2∶1.5∶1.0。

表4⁃24 内燃机类铸铁件内浇道截面面积

（续）

注：对于100kg以下的铸件，一般选取ΣA_直∶ΣA_横∶ΣA_内=1∶1.5∶（0.5～0.8）；对于1000kg以上的铸件，一般选取ΣA_直∶ΣA_横∶ΣA_内=1∶2∶（1～3）。

表4⁃25 纺织机械类铸铁件内浇道截面面积

注：一般选取ΣA_直∶ΣA_横∶ΣA_内=1.3∶1.15∶1。

（4）控流式浇注系统法控流式浇注系统是指在直浇道的下部或横浇道的前端有一被称为控流片的几何腔体，如图4⁃14所示。控流片是该类浇注系统中截面面积最小的通道，用它来控制铁液流量，增加流动阻力。垂直控流片的结构复杂，一般用于机器造型；水平控流片的结构相对简单，可用于手工造型。控流片类型的选择见表4⁃26。

图4⁃14 控流式浇注系统

a）垂直式控流片 b）水平式控流片

1—直浇道 2—横浇道 3—控流片

表4⁃26 控流片类型的选择

控流片截面积按以下步骤计算：

1）由下式计算出重量速度v（kg/s）：

式中 G——浇注重量（kg）；

μ——重量流速损耗系数，由表4⁃27查得。

表4⁃27 重量流速损耗系数

（续）

注：1级指慢浇，多用于小件（5～30kg）以及有砂垛或易冲砂的铸件；2级指正常浇注，多用于中件（30～120kg），较复杂的铸件可选用μ₄；3级指快浇，多用于大中件（120～250kg）或复杂的中件；4级指特快浇，多用于大件（250～400kg）以及形状非常复杂的铸件。

2）按下式计算控流片截面面积A_con（cm²）：

式中 v——重量流速（kg/s），按式（4⁃41）计算；

K——浇注比速度[kg/（cm·s）]，按下式计算：

K=0.022H_p （4⁃43）

浇注时间按下式计算：

（5）雨淋式浇注系统法雨淋式浇注系统分为上雨淋式和下雨淋式两种类型。上雨淋式可用于圆筒类铸件，下雨淋式多用于要求组织与硬度都均匀的大平面铸件。上、下雨淋式浇注系统如表4⁃1所示，下雨淋式浇注系统的另一种方式如图4⁃15所示。

圆筒类灰铸铁件雨淋式内浇道面积用图4⁃16a确定，其他类型灰铸铁件雨淋式内浇道总面积按图4⁃16b确定。

图4⁃15 大型平板件的下雨淋式浇注系统

1—浇口杯 2—直浇道 3—铸件 4—内浇道 5—分横浇道 6—横浇道

图4⁃16 雨淋式内浇道总面积与铸件的关系

a）与筒形铸件内径的关系 b）与铸件重量的关系

5.各组元尺寸的查表求解

通过经验数据表格可以求得组元中浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道等的具体数量和尺寸。

（1）浇口杯不同类型浇口杯的尺寸见表4⁃28～表4⁃32，可根据具体的参数（如铸件重量）来选取浇口杯的具体尺寸。

表4⁃28 普通漏斗形浇口杯尺寸

表4⁃29 三角形浇口杯尺寸

表4⁃30 盆形浇口杯尺寸

（续）

注：d可以根据选定的直浇道尺寸做适当调整。

表4⁃31 方盆形浇口杯尺寸

注：铁液消耗量是指浇注结束后，残留于浇口杯中的剩余铁液量。d值可以根据直浇道上端尺寸调整。

表4⁃32 闸门式浇口杯尺寸

（2）直浇道直浇道尺寸见表4⁃33。

表4⁃33 直浇道尺寸

（3）横浇道横浇道面积确定后，可由表4⁃34查得横浇道截面尺寸。

表4⁃34 横浇道类型与截面面积及尺寸

（4）内浇道内浇道面积确定后，可由表4⁃35查得内浇道的类型和截面尺寸。扁形扩散式内浇道尺寸见表4⁃36。半圆形截面内浇道尺寸见表4⁃37。雨淋式内浇道截面尺寸见表4⁃38。

表4⁃35 内浇道类型与截面面积及尺寸

表4⁃36 扁形扩散式内浇道尺寸

表4⁃37 半圆形截面内浇道尺寸

表4⁃38 雨淋式内浇道截面尺寸

（5）离心式集渣包离心式集渣包几何尺寸见表4⁃39。

表4⁃39 离心式集渣包几何尺寸

（续）

6.各组元截面面积之间的关系

各组元截面面积之间的关系主要是指各类浇注系统中直浇道、横浇道和内浇道之间面积的比例关系。

（1）普通封闭式浇注系统浇注系统的截面面积选择与组元间关系见表4⁃40。中小型铸件浇注系统中各组元之间截面面积的关系见表4⁃41。

表4⁃40 浇注系统的截面面积选择与组元间的关系

（续）

表4⁃41 中小型铸件浇注系统各组元之间截面面积的关系

（续）

（2）雨淋式浇注系统雨淋式浇注系统的截面面积选择与组元间的关系见表4⁃42。根据内浇道的面积，可由表4⁃43查得相匹配的横浇道和直浇道截面面积和尺寸。在铸造工艺设计中，可由图4⁃16或表4⁃38查得A_内，再按表4⁃9、表4⁃42或4⁃43查得三组元各自的面积总和，以及各组元中浇道的数量和每个浇道的几何尺寸。

表4⁃42 雨淋式浇注系统的截面面积选择与组元间的关系