技術特征：

1.一種DISA線上生產灰鑄鐵輪轂類鑄件的澆冒口系統，包括冒口和澆注系統，所述澆注系統包括直澆道、內澆道和橫澆道，橫澆道中垂線的兩側對稱設有兩個直澆道，每型八個鑄件，每個鑄件通過相應的內澆道與直澆道相聯通，其特征在于八個鑄件按照上、中、下分三層布置，且以橫澆道中垂線為軸分為左右兩側，左側上層和中層各布置一個鑄件，下層布置兩個鑄件，右側上層布置兩個鑄件，中層和下層各布置一個鑄件，每個直澆道均為折線形狀，在直澆道的末端設置緩沖區域，內澆道截面形狀為矩形，每層直澆道的截面積是位于該層及該層以下內澆道總截面積的1.2倍，相應側的橫澆道的截面積是該側內澆道總截面積的1.5倍，直澆道和橫澆道的形狀都為等腰梯形；所述冒口均單獨設置在每個鑄件的正頂端。

2.根據權利要求1所述的DISA線上生產灰鑄鐵輪轂類鑄件的澆冒口系統，其特征在于所述冒口為圓柱形有冒口窩的單一冒口。

3.一種權利要求1所述DISA線上生產灰鑄鐵輪轂類鑄件的澆冒口系統的設計方法，其特征在于該方法根據均衡凝固理論設計冒口，并考慮灰鑄鐵石墨化膨脹影響，設計冒口形狀大小和放置位置；再依據“短、薄、寬”的原則以及冒口位置選取冒口頸尺寸；結合實際生產中一型八件的要求，根據等壓等流量工藝設計方法，計算澆注系統不同分層的實際壓頭大小，然后代入奧贊公式中分別得到上、中、下層內澆道的截面積，橫澆道與直澆道的截面積由內澆道的截面積按權利要求1中的倍數關系得出，最后經過數值模擬優化得到所述的澆冒口系統。

4.根據權利要求3所述的設計方法，該方法的具體步驟是：

第一步、鑄造設備

針對灰鑄鐵輪轂類鑄件自身特點及DISA線生產條件，選擇砂型鑄造，垂直分型，冒口和澆注系統均設置在分型面上；

第二步、冒口設計

1)對鑄件進行分析并劃分結構體

根據鑄件特征，灰鑄鐵輪轂鑄件劃分為輪轂、輪輻、輪緣三個結構分體，分別標記為a、b和c，根據公式(1)分別計算三個結構分體和鑄件的模數，

$M=\frac{V}{S}---\left(1\right)$

其中，V為鑄件或各分體體積，S為鑄件或各分體表面積，M_a、M_b、M_c、M分別為輪轂、輪輻、輪緣和鑄件的模數；

2)計算質量周界商、灰鑄鐵件收縮時間分數、收縮模數因數

根據公式(2)計算鑄件質量周界商，

$Q_m=\frac{m}{M^3}---\left(2\right)$

其中m為鑄件質量；

根據公式(3)計算灰鑄鐵收縮時間分數，

$P_c=\frac{6.5}{e^{(0.50M+0.01Q_m)}}---\left(3\right);$

根據公式(4)計算收縮模數因數：

$f_2=\sqrt{P_c}---\left(4\right)$

3)根據公式(5)計算冒口模數M_r，并確定出冒口形狀和尺寸

M_r＝f₁·f₂·f₃·M (5)，

其中，f₁為平衡因數，f₁≥1.2；f₃為壓力因數，f₃與鑄件的質量周界商有關，具體數值根據步驟2)得到的質量周界商Q_m查表獲得；

取圓柱形有冒口窩冒口，取冒口的H/D＝1.1，確定出冒口形狀和大小；

4)將步驟2)得到的收縮模數因數及步驟1)得到的鑄件模數帶入公式(6)，計算鑄件收縮模數

M_s＝f₂·M (6)；

5)確定冒口位置

該鑄件采用DIAS線生產，冒口需放在輪緣上，且位于鑄件的上端，將鑄件高度h代入公式中，計算得到冒口距離鑄件邊緣的距離δ，進而確定冒口位置；

6)根據公式(7)計算冒口頸模數M_n，并確定冒口頸形狀和尺寸

M_n＝M·f_P·f₂·f₄ (7)

其中，f₄為冒口頸長度因數；f_P是流通效應因數，取值范圍為0.45～0.55；

冒口頸厚度為e＝(2～2.5)×M_n，冒口頸寬度為W≥5e，冒口頸長度為l＜＝3e；根據冒口頸“短、薄、寬”的原則，選取長方體冒口頸；

第三步、澆注系統設計

1)澆口杯設計

根據單個鑄件和冒口的質量之和及工藝出品率的要求，選取相應的澆口杯，并采用自動造型；

2)澆道設計

采用強封閉式的澆注系統，等壓等流量工藝設計方法將整個澆注系統分為三層，根據公式(8)計算每層內澆道的截面積

式中，i＝1,2,3，分別表示上層、中層、下層；m為流經內澆道截面積的金屬液質量；μ為流量系數；ρ為鑄件材料的密度；τ為金屬液流經截面積的時間；g為重力加速度；h_i為實際壓頭，各層的實際壓頭根據公式(9)計算得到；

$h_i=\frac{k_i^2}{1+{k_i}^2}\·{\mathrm{\ΔH}}_i---\left(9\right)$

其中，ΔH_i為每一層的高度值；k_i為各層有效截面積比例，根據公式(10)得到；

根據每層直澆道的截面積是位于該層及該層以下內澆道總截面積的1.2倍，相應側的橫澆道的截面積是該側內澆道總截面積的1.5倍，計算得到直澆道和橫澆道的截面積；

經過數值模擬優化確定內澆道截面形狀為矩形，橫澆道截面形狀為等腰梯形，直澆道截面形狀為等腰梯形，至此完成澆注系統的設計。