立管套筒设计的基本原理

铸件冒口套主要用于铸钢件，仅用于少数厚重的大型灰铸铁和球墨铸铁件。熔融金属在冷却凝固过程中会发生体积收缩，铸件的体积收缩率约为线收缩率的三倍。因此，铸钢的体积收缩率通常为3%～6%，灰铸铁为2%～3%。然而，由于灰铸铁和球墨铸铁在凝固过程中会发生石墨化膨胀，部分体积收缩可以被抵消。因此，如果壁厚均匀且模具致密性高，通常不需要冒口套。如果铸件的体积收缩得不到补偿，就会在铸件表面或内部形成缩孔、凹陷或气孔。严重时，这往往会导致铸件报废。

计算冒口套筒尺寸的原则是首先计算需要补偿的熔融金属量。这部分熔融金属通常被假定为球形，其直径（记为d₀）用于冒口套筒的计算。冒口套筒供料铸件的有效供料距离由一个范围定义，记为L。对于厚度为h的板状零件，L通常为3~5h。对于棒状零件，L = (25~30)√h，其中h为铸件厚度。

立管套筒尺寸的基本计算方法

最常用的方法是：立管套筒直径 D = d₀ + h

原因在于假设冒口套筒和铸件以相同的速率凝固。凝固过程从铸件的两个表面向内进行。当铸件完全凝固时，冒口套筒也凝固到相同的厚度。此时，中间会留下一个空心的缩孔，其体积恰好等于补料球的体积。这部分熔融金属会在凝固过程中流入铸件。

当铸件中存在热点时，h 可以用热点的直径 T 代替。即：D = d₀ + T

冒口套筒设计的另一个重要部分是冒口套筒颈部。冒口套筒颈部是冒口套筒与铸件之间的连接通道；冒口套筒中的熔融金属通过冒口套筒颈部流入铸件。因此，对冒口套筒颈部的横截面尺寸有一定的要求。通常，冒口套筒颈部的直径取为dⱼ = (0.6~0.8)T。

冒口套筒高度 H = (1.5~2.5)D。高度 H 也应高于需要补水区域的高度；否则，就会发生反向补水，即铸件向冒口套筒补水，这是必须避免的。

其他计算方法

一种常用的经验计算方法是直接将热点圆的直径乘以一个系数，而不计算所需熔融金属的补料量。例如：

简单铸造：D = (1.05~1.15)T。形状简单，热点相对集中。

复杂铸件：D = (1.40~1.80)T。形状复杂，例如，有许多肋条与铸件的其余部分连接。

中间型：D = (1.15~1.40)T，介于上述两种类型之间。

铸造生产条件差异很大，涉及的因素众多，因此所有计算公式都只是近似值，且具有条件性。通常，一个公式可能无法适用于所有情况。因此，公式中通常包含多个系数，每个系数的取值范围很广，供用户根据具体情况选择。

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