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。
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