复杂薄壁铸件浇注系统最小截面积的合理确定

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【摘要】专题研究了目前多种金属复杂薄壁铸件在重力铸造条件下计算其浇注系统最小截面积
的常用水力学公式及几个常用公式或较常角的经验公式的特点和存在的不足，分析了这些公式
共同存在的使用前提不明、适用范围窄、通用性差等缺点。介绍了一种用统计学方法回归推算
出的实用性强、操作简便快捷、适用范围宽的金属铸件浇注系统最小截面积计算公式，并将其
与近十多年来众多成功的生产实例进行了比照，证明其具有良好的可靠性、科学性和宽阔的适
用范围。
【关键词】复杂薄壁铸件；浇注系统；最小截面积；计算公式；有效浇注时间
1 前言
在重力铸造条件下，对于复杂薄壁铸件的铸造生产，其浇注系统最小截面积(ΣF 阻)的计
算通常是十分关键的工艺要素，其ΣF 阻的大小直接关系到是否能够获得健全铸件乃至合格铸
件。因此在生产实践中，对于复杂薄壁铸件ΣF 阻的确定往往需要铸造工艺人员反复计算、推
敲甚至多次修正，以期使金属液能在最短的浇注时间范围内充满型腔，确保合格铸件的获得。
对于复杂薄壁铸件ΣF 阻的确定，目前所用的公式较多，除通用的水力学公式外，各种材
质的铸件有各自不同的经验公式，甚至各种重量档次都有不同的经验公式。但统计分析研究后
发现这些公式均存在着各自的缺点和不足，让众多的铸造工作者难以适从，尤其是生产经验欠
丰富者更是这样。鉴于此，笔者根据多年的工厂实践经验及对众多复杂薄壁铸件铸造工艺典例
统计分析研究后，探索出了一种适用各种材质、各种重量档次及多种浇注方式下的铸件浇注系
统的ΣF 阻的计算公式。
2 常用计算公式存在的不足
对于复杂薄壁铸件浇注系统最小截面积的计算公式，目前常用或较常用的公式种类虽然较
多，但将其归类，则大致可以分为表1 中的两类：一类为水力学公式；另一类则是根据生产实
践经验确定的经验计算公式。这些公式虽普遍通用(如水力学公式)或较为常用(相应一些经验
公式)，但它们各自均存在着较多的不足，有的相互间计算值相差甚大或相互矛盾等问题；以
及它们还共同存在着只考虑铸件重量特征因素，未考虑(或未有效考虑)铸件壁厚特征因素和其
使用条件(前提)不明的不足。