铸造工艺设计流程铸件STL—读取相关信息（壁厚，体积，临界体积）—铸造合金—密度—浇注方式选择（顶注、中注、顶注）—浇注系统设计—判定浇注方案是否合理—冒口设计—案例特征存储浇注系统设计的需求分析通用浇注系统设计设计原则�引导金属液平稳、连续的充型，避免由于湍流过度激烈而造成夹卷空气、产生金属氧化物夹杂和冲刷型芯；�充型过程中流动的方向和速度可以控制，保证铸件轮廓清晰、完整；�在合适的时间内充满型腔，避免形成夹砂、冷隔、皱皮等缺陷；�调节铸型内的温度分布，有利于强化铸件补缩、较少铸造应力、防止铸件出现变形、裂纹等缺陷；�具有挡渣、溢渣的能力，净化金属液；�浇注系统结构应当简单、可靠，减少金属液消耗，便于清理。
通用浇注系统设计流程图图71：通用浇注系统设计流程图铸钢件浇注系统设计铸钢件浇注系统计算方法1转包浇注：（1）转包浇注时尺寸计算定义(2)数据字段定义序号字段名类型及长度是否可空含义说明公式1：zg_jz1_jmb_nzg_jz1_jmb_hzg_jz1_jmb_zh内浇道横浇道直浇道截面积比值zg_jz1_n内浇道截面积zg_jz1_h横浇道截面积zg_jz1_j直浇道截面积公式2zg_jz1_jsyldxsh金属液流动系数S'zg_jz1_zljmj阻流截面积A阻zg_jz1_jzzhl流经阻流截面的金属液重量GLzg_jz1_jzshj浇注时间tzg_jz1_jzhbs浇注比速k公式3zg_jz1_c系数C公式4，铸件相对密度zg_jz1_lktj铸件轮廓体积VCzg_jz1_xdmd铸件相对密度公式4：浇道具体尺寸选择浇道类型，选择浇道具体尺寸zg_jz1_na内浇道截面积尺寸a、b、h和Rzg_jz1_nbzg_jz1_nhzg_jz1_nrzg_jz1_ha横浇道截面积尺寸a、b、h和Rzg_jz1_hbzg_jz1_hhzg_jz1_hr直浇道尺寸zg_jz1_zhbj直浇道半径注：经过公式2的计算可以得出，阻流截面积，由于浇注系统设计方法1，是采用转包浇注方法，浇注系统为封闭式，因此得出的阻流截面积即为内浇道的截面积，然后按照工艺1的截面积比，可以得出各个浇道的截面积，最后利用公式4的，选择浇道的具体尺寸。
方法2浇注速度计算法（1）计算定义根据铸件重量、结构特点计算出铸件的浇注时间和浇注速度，再根据浇注速度选出相适应的包孔，然后再根据包孔尺寸确定浇注系统各单元的截面尺寸。
这种方法适于塞杆包浇注。
公式1：中型铸钢件浇注时间计算zg_jz2_jzshj浇注时间zg_jz2_jzshj1中型铸钢件（<15T）浇注时间zg_jz2_jzzhl1型内金属液总重量kgzg_jz2_zhjpjbh铸件平均壁厚δmmzg_jz2_S1系数S1公式2：重型铸钢件浇注时间计算zg_jz2_jzshj2重型铸钢件（<15T）浇注时间zg_jz2_jzzhl2型内金属液总重量kgzg_jz2_S2系数S2ρzg_jz2_xdmd铸件相对密度相zg_jz2_lktj铸件轮廓体积VC公式3：浇注速度zg_jz2_jzhsd铸钢件浇注速度zg_jz2_jzzhl砂型内金属液重量kgzg_jz2_jzshj浇注时间，已经定义公式4：包孔的浇注速度zg_jz2_bkjzhsd包孔浇注速度kg/s公式5：包孔截面积铸钢损耗系数μ，需统一定义钢液密度ρ，需统一定义重力加速度g，需统一定义zg_jz2_bkjmj包孔截面积A包zg_jz2_jbhp浇包中钢液静压头高度（cm），一般取浇注过程的平均值公式6：浇注系统各单元截面积比zg_jz2_jmb_bzg_jz2_jmb_nzg_jz2_jmb_hzg_jz2_jmb_zh包孔内浇道横浇道直浇道截面积比值Zg_jz2_b包孔截面积zg_jz2_n内浇道截面积zg_jz2_h横浇道截面积zg_jz2_j直浇道截面积zg_jz2_na内浇道截面积尺寸a、b、h和R zg_jz2_nbzg_jz2_nhzg_jz2_nrzg_jz2_ha横浇道截面积尺寸a、b、h和R zg_jz2_hbzg_jz2_hhzg_jz2_hr直浇道尺寸zg_jz2_zhbj直浇道半径方法3浇注系统的钢液上升速度计算法步骤1确定钢液在型腔中上升速度定义字段:zg_jz3_zhjjg铸件结构zg_jz3_zhjjg_complex铸件结构复杂zg_jz3_zhjjg_mid铸件结构中等zg_jz3_zhjjg_simpl铸件结构简单zg_jz3_gyshshsd钢液上升速度zg_jz3_zhjzhl铸件重量步骤2：确定浇注时间定义字段：zg_jz3_jzhsj浇注时间，应该定义公共字段zg_jz3_jzhzhl型内钢液总重量（包括胀箱、冒口重量）kg zg_jz3_jbshl浇包数量，需要定义公共字段zg_jz3_jbbksh每个浇包包孔数zg_jz3_jzsd钢液的浇注速度kg/szg_jz3_bkzhj包孔直径步骤3钢液上升速度的验算定义字段zg_jz3_xnymshshsd型内液面上升速度zg_jz3_zhjgd铸件高度，需定义公共字段注：校核出的型内液面上升速度，如果接近表3-177中的数值，则所选定的浇包数量和包孔直径与数量是合适的，否则应调整包孔直径或数量，使之达到标3-177中所要求的上升速度。
步骤4：浇注系统各单元截面积的确定zg_jz3_b包孔截面积zg_jz3_n内浇道截面积zg_jz3_h横浇道截面积zg_jz3_j直浇道截面积zg_jz3_na内浇道截面积尺寸a、b、h和Rzg_jz3_nbzg_jz3_nhzg_jz3_nrzg_jz3_ha横浇道截面积尺寸a、b、h和Rzg_jz3_hbzg_jz3_hhzg_jz3_hr直浇道尺寸zg_jz3_zhbj直浇道半径冒口是铸型内认为设置的储存金属液的结构体，用以补偿铸件形成过程中可能产生的收缩，起防止铸件产生缩孔、缩松并兼有排气、集渣、引导充型的作用。
冒口的设计原则如下：�冒口的凝固时间应不小于铸件被补缩部分在凝固过程中的收缩时间；�冒口所能提供的补缩液量应不小于铸件的液态收缩、凝固收缩和型腔扩大量之和；�冒口和铸件需要补缩部分之间在整个补缩过程中应存在通道；�冒口体内要有足够的补缩压力，使补缩金属液能够定向流动到补缩对象区域，以克服流动阻力，保证铸件在凝固过程中一直处于正压状态，即补缩过程终止时，冒口中还有一定高度的参与金属液压头；�冒口和铸件连接形成的接触热节应不大于铸件的几何热节，避免因为冒口设置而大大延长铸件的凝固时间。
冒口的分类如图51所示（附录2P303），根据生产条件常用的冒口如图52所示（附录2P303）。
图51：冒口分类图52：常用冒口种类冒口位置的设计原则有：�冒口应设在铸件热节的上访（顶冒口）或旁侧（边冒口）；�冒口应尽量设置在铸件最高、最厚的部位。
尽量用一个冒口同时补缩几个热节，对于低处的热节或统一水平面上离冒口较园的热节可设置补贴或冷铁，以保证顺序凝固和补缩通道通畅；�对致密度要求高的铸件，冒口应按其有效补缩距离设置；�在满足补缩的作用前提下，冒口应尽可能设置在加工面上，减少清整冒口根部的工作量和降低能源消耗；�冒口不应设置在铸件受力部位，防止组织粗大降低力学性能。
铸钢件冒口设计（通用冒口设计）相关概念[1]冒口补缩距离1)冒口区+末端区冒口区与末端区之和称为冒口补缩距离，超出该距离，在铸件中间区将产生缩松。
如所示（附录2P304）。
图53：均匀壁厚铸件在中间区产生轴线缩松厚实铸件的凝固区域变宽，冒口补缩距离相对较小；结晶温度范围较宽的铸钢，冒口补缩距离较小；结晶温度范围较窄的铸钢，冒口补缩距离较大。
图54~图56给出了冒口补缩距离与铸件壁厚的关系（附录2P304）：图54：冒口区长度与铸件壁厚的关系图55：末端区长度与铸件壁厚的关系图56：冒口区+末端区长度与铸件壁厚的关系冒口延续度法冒口延续度是指冒口根部尺寸之和与同方向铸件长度之比，而且每两个冒口之间的距离应该相等。
冒口的延续度随铸件的厚度而定，一般为：铸件厚度≤100mm，取延续度为38%~40%；铸件厚度为100~150mm时，延续度为35%~38%;铸件厚度＞150mm时，延续度为30%~35%。
表51给出了轮形铸件的冒口延续度表51：轮形铸件的冒口延续度为了增加冒口的水平补缩距离，可增设冒口凸肩（水平补贴），凸肩的计算方法如图57所示：图57：冒口凸肩的尺寸补贴计算法：对于致密度要求高的铸件，当冒口在垂直方向的补缩距离达不到时，应在冒口之下设置补贴造成向冒口方向的顺序凝固，以增加冒口的补缩距离（图58）。
图59是根据厚度≤100mm碳素钢板铸件顶注实验结果指定的补贴厚度。
图58：应用补贴增加补缩距离2)碳钢板材顶注补贴厚度图59：碳钢铸板的补贴厚度杆状铸件补贴需要有较大的补贴厚度造成游离的补缩通道。
首先通过图59查到补贴上端厚度，在根据表52杆截面的宽厚比从差的补偿系数，两者的乘积即为杆状铸件补贴的上端厚度。
（附录2P306）表52：杆状件补贴值的补偿系数材质和浇注方式不同的补偿系数如所示。
此表也适用于杆状铸件（附录2P306）表53：铸件材质和浇注方式的补偿系数射线探伤质量等级与补贴斜率的关系（附录2P307）表54：补贴斜率的选取补贴规律：�铸件超过一定厚度以后，由于凝固范围变宽，厚度越厚，补贴斜率越大；�结晶温度范围较宽的钢种需要较大的补贴斜率；�杆状件的补贴斜率比板件大；图表法：给出了另一种计算铸钢件补贴值的方法，可供参考。
（附录2P307）钢的体收缩率碳钢体收缩率的大小与钢中含碳量和浇注温度的关系见图510：图510：含碳量和浇注温度对碳钢体收缩率的影响是合金元素对碳钢体收缩率的影响。
表55：合金元素对碳钢体收缩率的影响冒口的补缩效率为了保证有足够的补缩金属液，必须依据冒口补缩区域内的铸件体积决定冒口的最小体积。
由冒口的补缩关系，可列出下式：()R RE R C V V V V ε−=+\*MERGEFORMAT (29)式中VR ——冒口的初始体积；VRE ——凝固结束后冒口残余体积；Vc ——冒口补缩区域内扩大后的型腔体积；ε——体收缩率定义冒口的补缩效率η为：R RE R V V V η−=\*MERGEFORMAT (30)则：max C R V V ηεε−=\*MERGEFORMAT (31)式中Vcmax ——可被冒口补缩的铸件最大体积。
冒口的补缩效率一般由实验确定。
铸钢冒口的补缩效率见：表56：几种铸钢件冒口补缩效率冒口位置根据构成铸件各组元模数的大小，推定各组元的凝固顺序，凝固较晚的组元可作为设置冒口的部位。
有的可设置冒口的部位可通过设置冷铁、补贴，形成向该部位的方向性凝固，使之不在另设冒口。