铸造课程设计说明书
摘要
一、 零件简介
1． 零件介绍
2． 生产方式的选择
二、 铸造工艺方案的选择
1． 造型方法与铸型种类的选择b,c
2． 砂芯种类与制芯方法的选择b
3． 确定浇注位置与铸型分型面bc
三、 铸造工艺参数的确定
1. 砂芯的设计
2. 沙箱中铸件数目的选择
3. 初步进行模板板面布置和估算砂箱尺寸
4. 确定铸件的加工余量，表示铸处和非铸出的孔和槽
5. 选取拔模斜度
6. 选取铸造收缩率
四、 浇注系统的设计
1．浇注系统的选择原则
2.浇注系统的尺寸确定
五、 冒口的尺寸计算
六、 冷铁的设计
参考文献
摘要：
铸造生产通常是指用熔融的合金材料制作产品的方法，将液态合金注人预先制备好的铸型中使之冷却、凝固，而获得毛坯或零件，这种制造过程称为铸造生产，简称铸造，所铸出的产品称为铸件。大多数铸件作为毛坯，需要经过机械加工后才能成为各种机器零件；有的铸件当达到使用的尺寸精度和表面粗糙度要求时，可作为成品或零件直接应用。
铸造是将金属炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固，清除处理后得到预定形状、尺寸和性能的铸件工艺过程，铸件毛坯因近乎成形而达到免机械加工或少量加工的目的，降低了成本并在一定程度上减少了时间。铸造是现代机械制造工业的基础之一。
铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：普通砂型铸造和特种铸造。铸造工艺通常包括铸型准备，铸造金属的溶化与浇注，铸件处理和检验。
中国的铸造业再近些年取得了一定的发展。为了提高铸件相对于其他成形工艺制造的零部件的竞争能力，需要发挥铸件的特长，进一步发挥铸造材料的高强度化和高机能化，同时还要开发创新的精密成形技术或者说是净形、近净形技术,以提高铸件的内外在质量. 最需要开发的是节材节能技术，尽量减少资源和能源的消耗。只有发挥我们的优点，中国的铸造业才能在国际市场中立于不败之地。
一、零件 简介
1.零件介绍
调节阀(控制阀)的阀盖是阀体组件的一个零件，阀芯连接杆或旋转阀轴通过它而运动。在直通式或角形阀体上，它是阀体一端承受压力的部件。阀盖通常提供一种把执行机构安装到阀体上的方法，并包容填料函。零件图样如下图所示：
2．生产方式的选择
由设计任务书知：生产方式为小批量生产
二、铸造工艺方案的选择
铸件生产的主要步骤就是根据零件的结构特征、材质、技术要求、生产批量和生产条件等因素确定铸造工艺方案。其具体内容包括：选择铸件的浇注位置及分型面，确定型芯的数量、定位方式、下芯顺序、芯头形状及尺寸，确定工艺参数（如机械加工余量、起模斜度、铸造圆角级收缩率等）以及浇注系统、冒口、冷铁的形状和尺寸及在砂型中的布置等，然后将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图上表示出来，绘制铸造工艺图。
1．造型方法与铸型种类的选择
(1).因设计任务书要求批量为小批量生产，顾选择手工造型
(2).常用的砂型有湿型、干型和自硬砂型。
湿型：向石英砂中加入适量的粘土和水分，混制而成的型砂称为湿型砂。用湿型砂舂实，浇注前不烘干的砂型称为湿型。
特点：湿型可使铸件生产周期缩短，生产率高，经济；由于不必烘干及不需要相应的烘干装置，故节省投资及能源消耗；易于实现机械化和自动化；比干型生产劳动条件好。
应用：湿型水分高，强度低，因此对于质量要求高和厚壁中、大型铸件不宜采用。特别适合于机械化、自动化生产。铝合金、镁合金铸件、小型铸铁件的生产常使用湿型。
干型：经过烘干的砂型称为干型。
特点：烘干后增加了强度和透气性，显著降低发气性，大大减少
了由于铸型方面的原因而产生的气孔、砂眼、胀砂、夹砂等缺陷。干型的缺点是生产周期长，需要烘干设备，增加燃料消耗，恶化劳动条件，难于实现机械化和自动化。
应用：主要用于质量要求高，结构复杂，单件、小批生产的中大型铸件上。
自硬砂型：铸型靠型砂自身的化学反应而硬化，一般不需烘干，或只经低温烘烤。
特点：优点是强度高，提高了铸件的尺寸精度，降低了表面粗糙度。节约能源、节约车间面积、效率高。砂中的树脂的质量分数，由早期的3%~4%降低到了0.8%~1.2%，从而降低了成本。旧砂可再生，有利于防止二次公害，但有的易产生粘砂等缺陷。
应用：自硬砂型对于各种铸件均可采用。
考虑造型方法是还应注意以下问题：
① 浇注位置上铸件有较大水平壁时，用湿型容易引起夹砂缺陷； ② 型内放置冷铁较多时，应避免使用湿型。
③ 如果湿型内有泠铁时，冷铁应事先预热，放入型内要及时合箱 浇注，以免冷铁变冷而凝结“水珠”，浇注后引起气孔缺陷。 综合考虑铸件要求及以上各因素，此次造型选择自硬砂型。
2．砂芯种类与制芯方法的选择
（1）砂芯种类的选择原则同铸型的选择原则，故砂芯的种类选 择CO2自硬砂芯。
（2）因铸件生产批量为小批量，所以制芯方法仍选择手工制芯。
3．确定浇注位置与铸型分型面
（1）浇注位置的确定
铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型腔中的位置。浇注位置的选择取决于合金种类、铸件结构和轮廓尺寸、铸件表面质量要求以及现有的生产条件。选择铸件浇注位置时，主要以保证铸件质量为前提，同时做到简化造型和浇注工艺，确定铸件浇注位置时，应注意以下几点：①重要加工面应超下或呈直立状态
②铸件的大平面应朝下
③应有利于铸件的补缩
④ 应保证铸件有良好的液态金属导入位置，保证铸件能充满 ⑤ 应尽量少用或不用砂芯
综上所述，浇注位置的选择如下图所示：
（2）分型面的确定
选择分型面时，应在保证铸件质量的前提下，尽量简化工艺过程，对于质量要求不高的外形复杂小批铸件来讲，更应先选择分型面，节省更多的人力物力，由于阀盖分型结构明显，具有水平分型面，可以选择以下几种：
方案一：
选择分型面A-A，此分型面平直，使铸件的全部位于下砂箱中，便于启模，有利于浇注位置的安放，且有利于提高铸件的精度，但型芯的安放比较麻烦，故此方案不合适。
方案二：
选择分型面B-B，此分型面平直，大部分铸型位于上沙箱，便于起模，下芯，提高铸件尺寸精度和生产效率，且只有一个分型面，便于浇铸时铸型填充。因此选用方案B-B分型面。
三、铸造工艺参数的确定
1．砂芯的设计
在铸件分型面和浇注位置等工艺参数确定后，就可根据铸件结构来确定砂芯如何分块和各粉块砂芯的结构形状。确定时总的原则是：使制芯到下芯的整个过程方便，铸件内腔尺寸精确，不致造成气孔等缺陷，芯盒结构简单。由机械加工余量手册表4-5，
即如下所示：
知合金种类的砂型及壳型铸造的最小孔直径为8~10mm，
且又有HB 6103-2004铸件尺寸工差和机械加工余量，如下表所示： 选阀盖的公差等级为CT 10,
选阀盖的机械加工余量等级为G级，
由阀盖尺寸知，阀盖机械加工余量为1.4mm,
所以阀盖底端几顶端端面上的孔均不铸出。
又从简化铸造工艺的角度出发，阀盖的型腔不用砂芯铸出，而改为台砂代替砂芯，如下图所示：
2．沙箱中铸件数目的选择
阀盖轮廓尺寸为65*65*46，单件质量较小，因此铸件棵视为简单小型件。如一箱一件生产则工艺出品率会较底，如此生产成本会较高，因此采用一箱四件生产。这样工艺生产率会大幅提高，生产成本也会大大降低。
3．初步进行模板板面布置和估算砂箱尺寸
初步选砂箱尺寸，由《铸造实用手册》查表1.5-45得：
上箱尺寸：450*350*200mm, 下箱尺寸：450*350*200mm 由《铸造实用手册》查表1.5-44得：
a>20 e>30 f>30
铸件在砂箱中排列最好均匀对称，也有利于浇注系统安排，再结合已确定的分型面及浇注位置以及砂箱尺寸，基本确定铸件在砂箱中的排列如下图所示，其中模样的吃砂量基本确定为：
a1=30, a2=40, e1=70, e2=70, f=35
砂箱中铸件排列示意图
4．确定铸件的机械加工余量，表示出铸出和非铸出的孔和槽
由“三、1.”图表中数据知，铸件的机械加工余量为：铸件壁加工余量为1.4mm；内孔直径加工余量为2*1.4=2.8mm。
铸件中铸出和非铸出的孔和槽如下图所示：
5．选取拔模斜度
由HB 6103-2004 铸件尺寸工差和机械加工余量表A.1，即下图所示：
和表3，即下图所示：
可知：阀盖启模斜度为2°。
6．选取铸造收缩率
铸造收缩率又称铸件线收缩率，用模样与铸件的长度差除以模样长度的百分比表示。 K=﹙LM-LJ﹚／LJ×100％
铸造合金收缩率的大小，随铸造合金种类、成分及铸件的尺寸和结构的不同而改变。通常灰铸铁的收缩率为0.7～1.0%；铸钢的为1.5～2.0%；有色合金的为1.0～1.5%。
因通常情况下简单、厚实铸件的收缩可视为自由收缩，其余铸件的收缩均视为受阻收缩。本设计材料为硅铝合金，且为简单铸件，所以属于自由收缩，选用收缩率为1.1%。
四、浇注系统的设计
浇注系统是引导金属液流入型腔的一系列通道的总称。它一般由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道等基本组元所组成。
1．浇注系统的选择原则
浇注系统截面积的大小对铸件质量也有很大影响。截面积太小，浇注时间长，可能产生浇不足、冷隔、砂眼等缺陷；截面积过大，浇注速度快，又可能引起冲砂，带入熔渣和气体，使铸件产生渣孔、气孔等缺陷。为了使金属液以适宜的速度充填铸型，就必须合理确定浇注系统的面积。因该铸件质量不大、高度不高和形状简单，则选用直浇口式的浇注系统。
2．浇注系统的尺寸计算
采用封闭式浇注系统，即：S直＞∑S横＞∑S内，且
S
直：∑S横：∑S内=1.15：1.1：1。经估算知，阀盖质量小于5Kg,且该铸件最大壁厚为15mm， 查《铸造工艺设计》第130页表2-59“铝合金铸件的浇注质量与直浇道横截面积的关系”，得到该阀盖的直浇道的横截面积为1.5 c㎡。
即：∑S直=1.5 c㎡
由S直:∑S横：∑S内=1.15：1.1：1
得：
S横=1.5/1.15*1.1=1.435c㎡
∑S内=1.5/1.15*1=1.304 c㎡。
取内浇道的数量为1，横浇道的数量为1，
则：
S直=1.5 c㎡
S横=1.435 c㎡
S内=1.304 c㎡
（1）内浇道：内浇道横截面选择扁平梯形，其特点是扁平梯形内浇道高度低，熔渣不易进入，广泛用于铸铁件生产。
根据内浇道横截面积S直=1 .5 c㎡，查《铸造工艺设计》第132页， 2-62“扁平内浇道的横截面尺寸”，得：
a=25mm，b=23mm，h=5mm，内浇道横截面积如下图所示：
（内浇道横截面积）
（2）横浇道：横浇道的界面形状选择梯形，因为梯形横浇道当渣能力强、开设容易，应用广。
由S横=1.435 c㎡，
查《铸造工艺设计》第133页，表1-25“铝合金浇注系统各组员的尺寸”得：
a=14mm，h=8mm，c=16mm。
所以横浇道横截面积如下图所示：
（横浇道横截面积）
（3）直浇道：直浇道横截面积通常采用圆形，由S直=1.5
c㎡，查《铸造工艺设计》表2-60“直浇道形式”、2-61“直浇道尺寸”、得：
d=14mm。
所以该阀盖的直浇道的横截面积如下图所示：
（直浇道的横截面积）
五、冒口的尺寸计算
设计原则:
（1）冒口应就近设在铸件热节的上方或者侧旁。
(2)冒口应尽量设计在铸件最高，最厚的地方。
(3)冒口不应设在铸件最重要的、受力大的地方。
(4)冒口不要设在铸件应力集中处。
(5)冒口应尽可能设在方便和容易清除冒口残根的地方或者铸件的加工面上。
冒口的浇注位置设计在最后凝固处如下图示：
铸件模数可根据公式M=K其中 K是凝固系数 T是凝固时间 计算可得: M(铸件)=2.5 冒口模数 M冒=1.2M铸=3cm冒口设计为明
冒口，查表可知冒口尺寸： H=d=70mm
因为铸件尺寸较小，所以冒口设计为一个。
六、冷铁的设计
冷铁是为增加铸件局部的冷却速度，在砂型、砂芯表面或型腔中安放的金属物或其他激冷物。本设计中阀盖的上端面比其他部位厚，在浇注过程中冷却要慢，可能会导致热裂纹以及缩孔、缩松的出现，同时也为了提高铸件的冷却效率，所以本铸件采用外冷铁工艺。一般铝合金铸件外冷铁厚度尺寸通常取d=(0.3~0.35)D,其中D为冷铁安放位置的铸件壁厚。取d=0.3D，经计算外冷铁厚度取6mm。
常用冷铁可分为成型冷铁和平面冷铁。成型冷铁的形状应与放置冷铁的铸件形状相吻合，而平面冷铁则主要应用在铸件底部、端部和平面部分，所以本设计中选用平面冷铁。如下图所示：
（冷铁位置示意图）
参考文献：
1.魏华胜.《铸造工程基础》.北京.机械工业出版社.2005
2.王文清.《铸造工艺学》.北京.机械工业出版社.2002
3.董选普.《铸造工艺学》.北京.化学工业出版社.2009
4.林勃.《砂型铸造工艺学》.北京.机械工业出版社.1992
5.丁根宝.《铸造工艺学（下册）》.北京.机械工业出版社.1999
6.《铸造工艺及工装设计手册》编写组.铸造工艺及工装设计手册.北京.机械工业出版社.1989
7.叶荣茂等编.《铸造工艺课程设计手册》.哈尔滨.哈工大出版社.1986
铸造课程设计说明书
摘要
一、 零件简介
1． 零件介绍
2． 生产方式的选择
二、 铸造工艺方案的选择
1． 造型方法与铸型种类的选择b,c
2． 砂芯种类与制芯方法的选择b
3． 确定浇注位置与铸型分型面bc
三、 铸造工艺参数的确定
1. 砂芯的设计
2. 沙箱中铸件数目的选择
3. 初步进行模板板面布置和估算砂箱尺寸
4. 确定铸件的加工余量，表示铸处和非铸出的孔和槽
5. 选取拔模斜度
6. 选取铸造收缩率
四、 浇注系统的设计
1．浇注系统的选择原则
2.浇注系统的尺寸确定
五、 冒口的尺寸计算
六、 冷铁的设计
参考文献
摘要：
铸造生产通常是指用熔融的合金材料制作产品的方法，将液态合金注人预先制备好的铸型中使之冷却、凝固，而获得毛坯或零件，这种制造过程称为铸造生产，简称铸造，所铸出的产品称为铸件。大多数铸件作为毛坯，需要经过机械加工后才能成为各种机器零件；有的铸件当达到使用的尺寸精度和表面粗糙度要求时，可作为成品或零件直接应用。
铸造是将金属炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固，清除处理后得到预定形状、尺寸和性能的铸件工艺过程，铸件毛坯因近乎成形而达到免机械加工或少量加工的目的，降低了成本并在一定程度上减少了时间。铸造是现代机械制造工业的基础之一。
铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：普通砂型铸造和特种铸造。铸造工艺通常包括铸型准备，铸造金属的溶化与浇注，铸件处理和检验。
中国的铸造业再近些年取得了一定的发展。为了提高铸件相对于其他成形工艺制造的零部件的竞争能力，需要发挥铸件的特长，进一步发挥铸造材料的高强度化和高机能化，同时还要开发创新的精密成形技术或者说是净形、近净形技术,以提高铸件的内外在质量. 最需要开发的是节材节能技术，尽量减少资源和能源的消耗。只有发挥我们的优点，中国的铸造业才能在国际市场中立于不败之地。
一、零件 简介
1.零件介绍
调节阀(控制阀)的阀盖是阀体组件的一个零件，阀芯连接杆或旋转阀轴通过它而运动。在直通式或角形阀体上，它是阀体一端承受压力的部件。阀盖通常提供一种把执行机构安装到阀体上的方法，并包容填料函。零件图样如下图所示：
2．生产方式的选择
由设计任务书知：生产方式为小批量生产
二、铸造工艺方案的选择
铸件生产的主要步骤就是根据零件的结构特征、材质、技术要求、生产批量和生产条件等因素确定铸造工艺方案。其具体内容包括：选择铸件的浇注位置及分型面，确定型芯的数量、定位方式、下芯顺序、芯头形状及尺寸，确定工艺参数（如机械加工余量、起模斜度、铸造圆角级收缩率等）以及浇注系统、冒口、冷铁的形状和尺寸及在砂型中的布置等，然后将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图上表示出来，绘制铸造工艺图。
1．造型方法与铸型种类的选择
(1).因设计任务书要求批量为小批量生产，顾选择手工造型
(2).常用的砂型有湿型、干型和自硬砂型。
湿型：向石英砂中加入适量的粘土和水分，混制而成的型砂称为湿型砂。用湿型砂舂实，浇注前不烘干的砂型称为湿型。
特点：湿型可使铸件生产周期缩短，生产率高，经济；由于不必烘干及不需要相应的烘干装置，故节省投资及能源消耗；易于实现机械化和自动化；比干型生产劳动条件好。
应用：湿型水分高，强度低，因此对于质量要求高和厚壁中、大型铸件不宜采用。特别适合于机械化、自动化生产。铝合金、镁合金铸件、小型铸铁件的生产常使用湿型。
干型：经过烘干的砂型称为干型。
特点：烘干后增加了强度和透气性，显著降低发气性，大大减少
了由于铸型方面的原因而产生的气孔、砂眼、胀砂、夹砂等缺陷。干型的缺点是生产周期长，需要烘干设备，增加燃料消耗，恶化劳动条件，难于实现机械化和自动化。
应用：主要用于质量要求高，结构复杂，单件、小批生产的中大型铸件上。
自硬砂型：铸型靠型砂自身的化学反应而硬化，一般不需烘干，或只经低温烘烤。
特点：优点是强度高，提高了铸件的尺寸精度，降低了表面粗糙度。节约能源、节约车间面积、效率高。砂中的树脂的质量分数，由早期的3%~4%降低到了0.8%~1.2%，从而降低了成本。旧砂可再生，有利于防止二次公害，但有的易产生粘砂等缺陷。
应用：自硬砂型对于各种铸件均可采用。
考虑造型方法是还应注意以下问题：
① 浇注位置上铸件有较大水平壁时，用湿型容易引起夹砂缺陷； ② 型内放置冷铁较多时，应避免使用湿型。
③ 如果湿型内有泠铁时，冷铁应事先预热，放入型内要及时合箱 浇注，以免冷铁变冷而凝结“水珠”，浇注后引起气孔缺陷。 综合考虑铸件要求及以上各因素，此次造型选择自硬砂型。
2．砂芯种类与制芯方法的选择
（1）砂芯种类的选择原则同铸型的选择原则，故砂芯的种类选 择CO2自硬砂芯。
（2）因铸件生产批量为小批量，所以制芯方法仍选择手工制芯。
3．确定浇注位置与铸型分型面
（1）浇注位置的确定
铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型腔中的位置。浇注位置的选择取决于合金种类、铸件结构和轮廓尺寸、铸件表面质量要求以及现有的生产条件。选择铸件浇注位置时，主要以保证铸件质量为前提，同时做到简化造型和浇注工艺，确定铸件浇注位置时，应注意以下几点：①重要加工面应超下或呈直立状态
②铸件的大平面应朝下
③应有利于铸件的补缩
④ 应保证铸件有良好的液态金属导入位置，保证铸件能充满 ⑤ 应尽量少用或不用砂芯
综上所述，浇注位置的选择如下图所示：
（2）分型面的确定
选择分型面时，应在保证铸件质量的前提下，尽量简化工艺过程，对于质量要求不高的外形复杂小批铸件来讲，更应先选择分型面，节省更多的人力物力，由于阀盖分型结构明显，具有水平分型面，可以选择以下几种：
方案一：
选择分型面A-A，此分型面平直，使铸件的全部位于下砂箱中，便于启模，有利于浇注位置的安放，且有利于提高铸件的精度，但型芯的安放比较麻烦，故此方案不合适。
方案二：
选择分型面B-B，此分型面平直，大部分铸型位于上沙箱，便于起模，下芯，提高铸件尺寸精度和生产效率，且只有一个分型面，便于浇铸时铸型填充。因此选用方案B-B分型面。
三、铸造工艺参数的确定
1．砂芯的设计
在铸件分型面和浇注位置等工艺参数确定后，就可根据铸件结构来确定砂芯如何分块和各粉块砂芯的结构形状。确定时总的原则是：使制芯到下芯的整个过程方便，铸件内腔尺寸精确，不致造成气孔等缺陷，芯盒结构简单。由机械加工余量手册表4-5，
即如下所示：
知合金种类的砂型及壳型铸造的最小孔直径为8~10mm，
且又有HB 6103-2004铸件尺寸工差和机械加工余量，如下表所示： 选阀盖的公差等级为CT 10,
选阀盖的机械加工余量等级为G级，
由阀盖尺寸知，阀盖机械加工余量为1.4mm,
所以阀盖底端几顶端端面上的孔均不铸出。
又从简化铸造工艺的角度出发，阀盖的型腔不用砂芯铸出，而改为台砂代替砂芯，如下图所示：
2．沙箱中铸件数目的选择
阀盖轮廓尺寸为65*65*46，单件质量较小，因此铸件棵视为简单小型件。如一箱一件生产则工艺出品率会较底，如此生产成本会较高，因此采用一箱四件生产。这样工艺生产率会大幅提高，生产成本也会大大降低。
3．初步进行模板板面布置和估算砂箱尺寸
初步选砂箱尺寸，由《铸造实用手册》查表1.5-45得：
上箱尺寸：450*350*200mm, 下箱尺寸：450*350*200mm 由《铸造实用手册》查表1.5-44得：
a>20 e>30 f>30
铸件在砂箱中排列最好均匀对称，也有利于浇注系统安排，再结合已确定的分型面及浇注位置以及砂箱尺寸，基本确定铸件在砂箱中的排列如下图所示，其中模样的吃砂量基本确定为：
a1=30, a2=40, e1=70, e2=70, f=35
砂箱中铸件排列示意图
4．确定铸件的机械加工余量，表示出铸出和非铸出的孔和槽
由“三、1.”图表中数据知，铸件的机械加工余量为：铸件壁加工余量为1.4mm；内孔直径加工余量为2*1.4=2.8mm。
铸件中铸出和非铸出的孔和槽如下图所示：
5．选取拔模斜度
由HB 6103-2004 铸件尺寸工差和机械加工余量表A.1，即下图所示：
和表3，即下图所示：
可知：阀盖启模斜度为2°。
6．选取铸造收缩率
铸造收缩率又称铸件线收缩率，用模样与铸件的长度差除以模样长度的百分比表示。 K=﹙LM-LJ﹚／LJ×100％
铸造合金收缩率的大小，随铸造合金种类、成分及铸件的尺寸和结构的不同而改变。通常灰铸铁的收缩率为0.7～1.0%；铸钢的为1.5～2.0%；有色合金的为1.0～1.5%。
因通常情况下简单、厚实铸件的收缩可视为自由收缩，其余铸件的收缩均视为受阻收缩。本设计材料为硅铝合金，且为简单铸件，所以属于自由收缩，选用收缩率为1.1%。
四、浇注系统的设计
浇注系统是引导金属液流入型腔的一系列通道的总称。它一般由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道等基本组元所组成。
1．浇注系统的选择原则
浇注系统截面积的大小对铸件质量也有很大影响。截面积太小，浇注时间长，可能产生浇不足、冷隔、砂眼等缺陷；截面积过大，浇注速度快，又可能引起冲砂，带入熔渣和气体，使铸件产生渣孔、气孔等缺陷。为了使金属液以适宜的速度充填铸型，就必须合理确定浇注系统的面积。因该铸件质量不大、高度不高和形状简单，则选用直浇口式的浇注系统。
2．浇注系统的尺寸计算
采用封闭式浇注系统，即：S直＞∑S横＞∑S内，且
S
直：∑S横：∑S内=1.15：1.1：1。经估算知，阀盖质量小于5Kg,且该铸件最大壁厚为15mm， 查《铸造工艺设计》第130页表2-59“铝合金铸件的浇注质量与直浇道横截面积的关系”，得到该阀盖的直浇道的横截面积为1.5 c㎡。
即：∑S直=1.5 c㎡
由S直:∑S横：∑S内=1.15：1.1：1
得：
S横=1.5/1.15*1.1=1.435c㎡
∑S内=1.5/1.15*1=1.304 c㎡。
取内浇道的数量为1，横浇道的数量为1，
则：
S直=1.5 c㎡
S横=1.435 c㎡
S内=1.304 c㎡
（1）内浇道：内浇道横截面选择扁平梯形，其特点是扁平梯形内浇道高度低，熔渣不易进入，广泛用于铸铁件生产。
根据内浇道横截面积S直=1 .5 c㎡，查《铸造工艺设计》第132页， 2-62“扁平内浇道的横截面尺寸”，得：
a=25mm，b=23mm，h=5mm，内浇道横截面积如下图所示：
（内浇道横截面积）
（2）横浇道：横浇道的界面形状选择梯形，因为梯形横浇道当渣能力强、开设容易，应用广。
由S横=1.435 c㎡，
查《铸造工艺设计》第133页，表1-25“铝合金浇注系统各组员的尺寸”得：
a=14mm，h=8mm，c=16mm。
所以横浇道横截面积如下图所示：
（横浇道横截面积）
（3）直浇道：直浇道横截面积通常采用圆形，由S直=1.5
c㎡，查《铸造工艺设计》表2-60“直浇道形式”、2-61“直浇道尺寸”、得：
d=14mm。
所以该阀盖的直浇道的横截面积如下图所示：
（直浇道的横截面积）
五、冒口的尺寸计算
设计原则:
（1）冒口应就近设在铸件热节的上方或者侧旁。
(2)冒口应尽量设计在铸件最高，最厚的地方。
(3)冒口不应设在铸件最重要的、受力大的地方。
(4)冒口不要设在铸件应力集中处。
(5)冒口应尽可能设在方便和容易清除冒口残根的地方或者铸件的加工面上。
冒口的浇注位置设计在最后凝固处如下图示：
铸件模数可根据公式M=K其中 K是凝固系数 T是凝固时间 计算可得: M(铸件)=2.5 冒口模数 M冒=1.2M铸=3cm冒口设计为明
冒口，查表可知冒口尺寸： H=d=70mm
因为铸件尺寸较小，所以冒口设计为一个。
六、冷铁的设计
冷铁是为增加铸件局部的冷却速度，在砂型、砂芯表面或型腔中安放的金属物或其他激冷物。本设计中阀盖的上端面比其他部位厚，在浇注过程中冷却要慢，可能会导致热裂纹以及缩孔、缩松的出现，同时也为了提高铸件的冷却效率，所以本铸件采用外冷铁工艺。一般铝合金铸件外冷铁厚度尺寸通常取d=(0.3~0.35)D,其中D为冷铁安放位置的铸件壁厚。取d=0.3D，经计算外冷铁厚度取6mm。
常用冷铁可分为成型冷铁和平面冷铁。成型冷铁的形状应与放置冷铁的铸件形状相吻合，而平面冷铁则主要应用在铸件底部、端部和平面部分，所以本设计中选用平面冷铁。如下图所示：
（冷铁位置示意图）
参考文献：
1.魏华胜.《铸造工程基础》.北京.机械工业出版社.2005
2.王文清.《铸造工艺学》.北京.机械工业出版社.2002
3.董选普.《铸造工艺学》.北京.化学工业出版社.2009
4.林勃.《砂型铸造工艺学》.北京.机械工业出版社.1992
5.丁根宝.《铸造工艺学（下册）》.北京.机械工业出版社.1999
6.《铸造工艺及工装设计手册》编写组.铸造工艺及工装设计手册.北京.机械工业出版社.1989
7.叶荣茂等编.《铸造工艺课程设计手册》.哈尔滨.哈工大出版社.1986