震击紧实与附加压实技术优化

图1-9是一种简单的震击紧实机构示意图。充满型砂的砂箱随工作台 （震实台）上升到一定高度后自由下落，与机座发生撞击，如此反复进行多次，直到获得所需要的砂型紧实度为止。

图1-10是通过如下的方法获得的：在砂箱中按水平方向分层填砂，各层中间撒以不同颜色的界砂，然后震击，得到水平层流动的图形；再在砂箱中按垂直方向分层填砂，同样用界砂把各层分开，控制震击条件使之与第一次的相同，即得到垂直砂层流动的图形；将此两次得到的结果叠加，画出图1-10。应该指出，这样叠加得到的图形和实际情况相比，显然是有误差的，因为两次型砂流动的各方面条件不可能做到完全相同。因此，不能以此图上量测得的数据作为实验研究或生产的精确的根据。但是由于此图显示的流向还是基本可靠的，在分析型砂流动趋势时，有其参考价值。

由于基本上没有侧向流动，侧压很小，所以仅仅是贴近砂箱壁的型砂在向下运动过程中受到一定的摩擦力。总的看来，这种外摩擦力的影响范围较小，因此为保证紧实度均匀所需的砂型在水平方向的最小截面尺寸 （亦即水平方向的吃砂量），远较压实时小。这就使砂箱面积可以得到充分的利用。但是，震击时各层型砂之间产生的瞬时压力的大小是不同的。愈位于下面的砂层，震击时受到的惯性力愈大，愈易被紧实；而上面的砂层一般达不到所要求的紧实度。图1-11为用震击方法所获砂型断面的硬度分布图。震击使得靠近模板的砂型下部有较高而且分布均匀的硬度，但在砂型背面（即上部）硬度则显著降低。图1-12为在不同砂箱高度时震击的紧实度特性曲线。因此，在砂箱高度小于200mm时，不宜采用单纯震击来紧型砂。

图1-9　震击机构示意图

（a）起始位置；（b）升起位置
1—工作台；2—震击活塞；3—震击缸；4—进气孔；5—排气孔

图1-10　震击时，型砂在砂箱中流动和被紧实的情况

（a）紧实前；（b）紧实后

除此以外，在模型转角处的立面上，由于上面和侧面的流动不均而产生局部疏松现象（见图1-10中5—5、6—6、7—7各层型砂的流线），使得模型顶面和侧面紧实度差别较大，而在转角处尤其严重。这是震击紧实在工艺性方面的主要缺陷之一。另外，震击紧实也令模型侧壁的磨损较大。

图1-11　震击时砂型纵切面硬度分布图(www.xing528.com)

为了减小震击紧砂时紧实度分布不均的缺陷，必须进行补充紧实，主要方法有以下几种。

（1）震击紧实后，再用手工 （或风动舂砂器）补充紧实上层型砂。此法劳动强度大，生产率低，而且容易撞坏高模型的顶部。

（2）当砂箱中填满型砂后，在砂型上表面附加重物（压铁），再进行震击。此法可减少工人体力劳动强度，但装卸压铁需要辅助机械，紧砂时间也较长。

（3）震击后，再自上面附加压实（机器带有压实机构）。这是应用较多、效果较好的方法。当砂箱大时，将使机器结构复杂、外形尺寸加大。因此，此法一般只用于内尺寸为800mm×600mm以下的砂箱。当砂型内有显著局部疏松现象时，最好采用成型压头。

图1-12　震击紧实的紧度特性曲线

1—砂箱高度为400mm；2—砂箱高度为300mm；3—砂箱高度为200mm

图1-13　震击附加压紧实的砂型硬度沿高度分布曲线

（注：HB25系一种钢珠直径为25mm的砂型用布氏硬度计）

震击紧实后再附加压实所得到的砂型紧实度分布情况见图1-13。可以看出，附加压实的效果是相当显著的，对提高砂型背面的硬度有很大作用。