1.一種生產小型圓環HT200鑄件DISA線上的澆冒口系統,包括冒口、冒口頸和澆注系統,所述澆注系統包括直澆道、橫澆道和內澆道,橫澆道的左右兩邊均連接有直澆道,在左側的直澆道上分上下層布置四件鑄件,每層兩件鑄件,且以左側的直澆道為軸線對稱分布,在右側的直澆道的左邊分上下層布置兩件鑄件;每個鑄件通過相應的內澆道與相應的直澆道相通,其特征在于各澆道的橫截面均為等腰梯形,每個內澆道與水平方向的夾角為30°,左右兩側相同層的內澆道的橫截面積相同;每側下層直澆道的橫截面積為該側下層總內澆道橫截面積的1.2倍,每側上層直澆道的橫截面積為該側上下兩層總內澆道橫截面積的1.2倍;以澆口杯為中心,每側的橫澆道的橫截面積為該側上層直澆道橫截面積的1.3倍;所述冒口通過冒口頸安放在鑄件的均衡段上。
2.根據權利要求1所述的生產小型圓環HT200鑄件DISA線上的澆冒口系統,其特征在于所述冒口的形狀為圓柱形,冒口頸的形狀為長方體,該長方體的長寬高比為2:5:1。
3.一種權利要求1或2所述的生產小型圓環HT200鑄件DISA線上的澆冒口系統的設計方法,其特征在于設計冒口通過均衡凝固技術來確定冒口和冒口頸的模數和形狀以及冒口的安放位置,同時配合等壓等流量方法設計澆注系統,保證在澆注過程中每個型腔能夠同時充滿,并且冒口可以實現鑄件在凝固過程中石墨化膨脹后的有限補縮。
4.根據權利要求3所述的澆冒口系統的設計方法,包括以下步驟:
第一步、冒口及冒口頸的設計
1)對鑄件進行分析,確定鑄件缺陷的具體位置,獲得鑄件的基本參數,包括鑄件材質,鑄件體積為V,鑄件表面積為S,鑄件密度為ρ,鑄件高度為h,鑄件質量Gc;
2)根據MS=f2MC計算鑄件的收縮模數,其中f2為鑄件的收縮模數因數,Mc為鑄件的模數;
3)對鑄件進行結構體劃分,將小型圓環HT200鑄件沿外圓接觸面劃分為三個結構分體,計算各分體的模數,然后將各分體模數與步驟2)得到的鑄件的收縮模數進行比較,確定鑄件的均衡段,將冒口安放在均衡段上;
4)根據MR=f1f2f3MC計算冒口的模數MR,其中f1是冒口平衡因數,f3為冒口壓力因數;根據計算的冒口的模數及選取的冒口高度與冒口直徑的比值H/D,查手冊選擇冒口形狀以及尺寸,得到冒口的質量;
5)根據MN=fpf2f4MC計算冒口頸的模數,其中fp為流通效應因數;f2為鑄件的收縮模數因數;f4為冒口頸長度因數;根據冒口頸模數查手冊選擇冒口頸的形狀以及尺寸,得到冒口頸的質量;
第二步、澆注系統的設計
采用等壓等流量技術設計澆注系統,結合鑄件充型過程數值模擬技術,設計出能夠同時充填上下兩層鑄件、尺寸更小的澆注系統,具體步驟包括:
6)根據所有鑄件、冒口和冒口頸的總質量確定總的澆注金屬液的質量、澆注時間以及澆口杯;
7)利用Osann公式計算上下兩層內澆道的橫截面積,左右兩側相同層的內澆道的橫截面積相同;
8)利用步驟7)得到的各層內澆道的橫截面積計算各層直澆道的橫截面積,左側下層直澆道的橫截面積為左側下層總內澆道橫截面積的1.2倍,左側上層直澆道的橫截面積為左側上下兩層總內澆道橫截面積的1.2倍;右側下層直澆道的橫截面積為右側下層總內澆道橫截面積的1.2倍,右側上層直澆道的橫截面積為右側上下兩層總內澆道橫截面積的1.2倍;
9)分別利用左右兩側直澆道的橫截面積計算左右兩側橫澆道的橫截面積,左側橫澆道的橫截面積為左側上層直澆道橫截面積的1.3倍,右側橫澆道的橫截面積為右側上層直澆道橫截面積的1.3倍;
10)將每個內澆道和水平方向之間的夾角均設置為30°,即完成澆注系統的設計。