EXCEL 在鑄件熱節圓直徑計算中的應用

譚鵬龍

（沈陽強強重工有限公司，遼寧 沈陽 110142）

1 鑄件的冒口設計

EXCEL 是Office 軟件家族中常見的一員，具有相當強大的數據分析及數據處理的能力，被廣泛應用于財務、統計等工作領域。鑄造工藝設計是一項相對復雜的工作，其中包含很多需要進行計算的環節，例如：鑄造配料、冒口設計、澆注系統設計等。傳統的工藝設計中，很多計算完全是依靠人工進行的，不僅效率不高，而且還比較容易出錯。

鑄造工藝設計中有一個很重要的環節，就是冒口設計，直接決定了鑄件的內在質量。常用的冒口計算方式主要有以下幾種：比例法、模數法、補縮液量法、三次方程法。在鑄鋼件生產中，比例法計算冒口的應用是比較廣泛的。由此產生如下問題：一般情況下，鑄件的熱節圓都需要按1∶1 的比例生圖，再加上加工余量，然后在厚大部位畫內切圓，再從圖紙上測量出尺寸，這種方法比較麻煩，但結果較為準確。還有一種情況，就是根據幾何關系推導出公式。常見的幾種熱節形狀如圖1—圖5 所示。

1.1 “T”型截面（見圖1）

對于T 型熱節，存在以下關系：

則：（a+R-r）2+（b/2+R）2=（R+r）2

展開解得：

當R=a+b/4 時

1.2 環狀“T”型截面（見圖2）

圖1 “T”型截面

圖2 環狀“T”型截面

1.3 “十”字型截面（見圖3）

圖3 “L”型截面

1.4 “L”型截面（見圖4）

圖4 “L”型截面

圖5 “L”型熱節圓示意圖

注：此種情況熱節圓經過圓角的圓心。

2 EXCEL 計算表格的建立

現以“T”型截面熱節圓計算為例，介紹如何在EXCEL 中完成公式的編制。

1）新建一個空白的EXCEL 表格。

2 按照以圖6 合并表格，輸入文字以及插入圖片等。

圖6 EXCEL 表格的合并圖

3） 以此圖片為例，a、b、R后面的表格是空白表格，不包含公式，只用于輸入數據。d后面的表格需要輸入公式用于計算。

a數值所處的單元格為B20，b數值所處的單元格為B21，d數值所處的單元格為D20。

4）在D20 單元格中輸入以下公式：

5）啟用單元格鎖定功能，僅保留a、b、R后面單元格為非鎖定狀態，然后將保護工作表功能啟用，防止誤操作將輸入到單元格中的公式修改，導致計算功能失效。其余各種截面的熱節圓計算也按此種方式建立公式。

3 計算結果校核

按照上圖中的數據1∶1 生圖，繪制圖中尺寸的“T”型截面，畫出截面的內切圓，與表格計算的結果進行對比，如圖7 所示。

圖7 T 型熱節圓示意圖（mm）

4 計算效率對比

按照以往的情況，需要按圖紙1:1 生圖，添加加工余量，再畫內切圓，需要花費很長時間。如果直接應用公式進行計算，需要代入數據，計算過程也很繁瑣。而利用EXCEL 進行熱節圓計算，輸入公式后可以借助計算機高效的計算能力，立即得出熱節圓直徑，用于后續的冒口設計，大大縮短工藝準備時間。

5 結論

1）公式法計算的結果與作圖法得出的熱節圓直徑是相同的。

2）“L”型熱節在很多資料中都沒有提及，以往的經驗是按照“T”型熱節的情況計算，并相應減少部分尺寸，但沒有一個標準。作者通過幾何關系進行了推導并提供了計算公式，經過作圖校驗，計算的結果與生圖的結果是相符的。

3） 借助EXCEL 的數據處理能力能很大程度減少鑄造工藝設計中的計算量，提高工作效率。