技術(shù)特征：

1.一種DISA線上生產(chǎn)灰鑄鐵輪轂類鑄件的澆冒口系統(tǒng)，包括冒口和澆注系統(tǒng)，所述澆注系統(tǒng)包括直澆道、內(nèi)澆道和橫澆道，橫澆道中垂線的兩側(cè)對稱設(shè)有兩個直澆道，每型八個鑄件，每個鑄件通過相應的內(nèi)澆道與直澆道相聯(lián)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(cè)，左側(cè)上層和中層各布置一個鑄件，下層布置兩個鑄件，右側(cè)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(shè)置緩沖區(qū)域，內(nèi)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(nèi)澆道總截面積的1.2倍，相應側(cè)的橫澆道的截面積是該側(cè)內(nèi)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(shè)置在每個鑄件的正頂端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DISA線上生產(chǎn)灰鑄鐵輪轂類鑄件的澆冒口系統(tǒng)，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(quán)利要求1所述DISA線上生產(chǎn)灰鑄鐵輪轂類鑄件的澆冒口系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于該方法根據(jù)均衡凝固理論設(shè)計冒口，并考慮灰鑄鐵石墨化膨脹影響，設(shè)計冒口形狀大小和放置位置；再依據(jù)“短、薄、寬”的原則以及冒口位置選取冒口頸尺寸；結(jié)合實際生產(chǎn)中一型八件的要求，根據(jù)等壓等流量工藝設(shè)計方法，計算澆注系統(tǒng)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(nèi)澆道的截面積，橫澆道與直澆道的截面積由內(nèi)澆道的截面積按權(quán)利要求1中的倍數(shù)關(guān)系得出，最后經(jīng)過數(shù)值模擬優(yōu)化得到所述的澆冒口系統(tǒng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)計方法，該方法的具體步驟是：

第一步、鑄造設(shè)備

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

第二步、冒口設(shè)計

1)對鑄件進行分析并劃分結(jié)構(gòu)體

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

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

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(shù)；

2)計算質(zhì)量周界商、灰鑄鐵件收縮時間分數(shù)、收縮模數(shù)因數(shù)

根據(jù)公式(2)計算鑄件質(zhì)量周界商，

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

其中m為鑄件質(zhì)量；

根據(jù)公式(3)計算灰鑄鐵收縮時間分數(shù)，

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

根據(jù)公式(4)計算收縮模數(shù)因數(shù)：

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

3)根據(jù)公式(5)計算冒口模數(shù)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(shù)，f₁≥1.2；f₃為壓力因數(shù)，f₃與鑄件的質(zhì)量周界商有關(guān)，具體數(shù)值根據(jù)步驟2)得到的質(zhì)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??；

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

M_s＝f₂·M (6)；

5)確定冒口位置

該鑄件采用DIAS線生產(chǎn)，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(jù)公式(7)計算冒口頸模數(shù)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(shù)；f_P是流通效應因數(shù)，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(jù)冒口頸“短、薄、寬”的原則，選取長方體冒口頸；

第三步、澆注系統(tǒng)設(shè)計

1)澆口杯設(shè)計

根據(jù)單個鑄件和冒口的質(zhì)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(shè)計

采用強封閉式的澆注系統(tǒng)，等壓等流量工藝設(shè)計方法將整個澆注系統(tǒng)分為三層，根據(jù)公式(8)計算每層內(nèi)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(jīng)內(nèi)澆道截面積的金屬液質(zhì)量；μ為流量系數(shù)；ρ為鑄件材料的密度；τ為金屬液流經(jīng)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(jù)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(jù)公式(10)得到；

根據(jù)每層直澆道的截面積是位于該層及該層以下內(nèi)澆道總截面積的1.2倍，相應側(cè)的橫澆道的截面積是該側(cè)內(nèi)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(jīng)過數(shù)值模擬優(yōu)化確定內(nèi)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(tǒng)的設(shè)計。