一种振动紧实平台的校验方法与流程

本发明涉及铸造技术领域，特别涉及消失模铸造工艺技术中的用于砂型填砂振实的一种振动紧实平台的校验方法。

背景技术：

消失模铸造工艺由于其具有精确成形、清洁生产、铸件结构设计自由等显著特征，一经出现，备受青睐。经过近几十年的发展已在国内外许多国家取得较大的成果，并得到广泛的研究与应用。近年来，随着箱体件、复杂件与薄壁件的增多以及对消失模铸件质量要求越来越高，消失模铸造技术出现了较多的新问题亟待解决，例如振动变形、大面积粘砂、窝角/凹槽粘砂等。

用没有粘结剂的干砂造型是消失模铸造的特点之一，而干砂的充填和紧实质量直接影响铸件的质量，因此良好的造型振动质量尤为重要。现在消失模砂箱填砂造型过程中主要存在如下问题：

干砂充填不到位造成的危害：窝角/凹槽等狭小部位干砂填充不满留下空隙，在浇注过程极易造成涂层由于无外部支撑开裂、破损，铁水流出在空隙部位形成铁包、粘砂缺陷，这些区域通常无法清理，造成铸件报废；

干砂振动紧实不合造成的危害：若大面积干砂振动紧实度过低，在浇注过程中随着消失模模样逐渐被铁水替代，整体重量增加，模样/铸件下沉在顶面、侧面留下大面积空隙，与模样接触的未完全紧实的干砂附着在铸件上高温烧结造成大面积粘砂缺陷。

干砂振动紧实过大、或不均衡造成的危害：消失模模样流凃烘干后其特性为干、脆，极易损坏，且振动紧实过大、或者不均衡易造成模样的开裂、破损、或者变形缺陷，造成铸件因尺寸问题返修，甚至报废。

基于上述问题，如何有效的控制干砂的充填和紧实质量是消失模铸造工艺的关键，而振动紧实平台各项参数的控制是影响该平台上砂箱内填砂紧实度和均匀度的关键。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中消失模铸造中填砂造型时振动紧实平台的要求，提供一种振动紧实平台的校验方法，为优化设置振动紧实平台的各项参数提供评价参考和依据。

本发明的方法是这样实现的，一种振动紧实平台的校验方法，包括如下步骤：

1）将砂箱居中安装于振动紧实平台的工作区域，在砂箱底部填入一定厚度的干砂，使砂箱内砂层的高度达到需测量紧实度的砂层的高度，并砂层振动紧实；

2）将上步中振实的砂层表面整平使砂层的平面度于小5mm,在砂层表面布置若干拔出力测量装置，并向砂箱内再次填入100mm厚的干砂，使拔出力测量装置的埋入深度为100mm,并且呈垂直状态，同时所述拔出力测量装置还有部分露出干砂表面，然后使振动紧实平台振动60～90s，以振实砂层；所述拔出力测量装置包括拔出棒和拨出棒一端固定连接的起型拉环，所述拨出棒距另一端轴向100mm的外周设有指示标线用于确定埋砂高度的参考；

3）干砂位移量测量，分别用直板尺测量各拔出力测量装置的指示标线到振实后的干砂平面的距离以评价振实后相应测量点处的干砂位移量；

4）拔出力测量，用拉力测量装置拉持拔出力测量装置的起型拉环，沿拨出棒轴线方向均速拉出拨出力测量装置，并记录拨出过程中的最大拉力值，用于评价砂型振实的紧实度。

本发明的振动紧实平台的校验方法，根据消失模砂型的造型需要，选定适当的测量砂层，通过测量该砂层上各测量点的型砂位移量和各测量点指定预埋深度的拔出力来分别评价该测量砂层的紧实度是否符合要求，以评价紧实平台是符合消失模铸造的要求，并为振动紧实平台各项参数的调整和优化提供参考依据。

为便于评价拨出力的测量，力所述拨出力测量装置的轴向长度为200mm,拨出棒的直径为ф50mm，所述拔出棒的表面光洁度ra25.3以上。

为保证同一砂层测量面上拨出力测量的准确性，所述步骤2）中，在同一砂层测量面布置拨出力测量装置时，各测量点沿砂层测量面均匀布置至少九个点。

为准确衡量振动后的型砂的位移量，所述振动紧实平台的评价标准为：所述步骤3）中同一砂层测量面上各测量点的干砂位移量的极差小于1.00mm时，则此砂层测量面上的振动紧实度合格，否则需重新调整振动部件再次校验。

为准确衡量振动后的型砂的紧实度，所述振动紧实平台的评价标准为：所述步骤4）各测量点的拨出力极差小于0.5n时，则此砂层测量面上的振动紧实度合格，否则需重新调整振动部件再次校验。

作为本发明的校验方法的一种优选方案，所述步骤1）中填砂的厚度为100～150mm,填砂后开启振动紧实装置振动60～90s，然后进行步骤2)～4)的过程，完成该测量砂层的紧实度测量；然后继续埋厚度为100mm的干砂，并振动60～90s；再重复进行步骤2）～4）的过程，反复重复本步的上述过程，进行逐层填砂测量，直至测量砂面至砂箱顶部高度小于150mm为止，完成各测量砂层的型砂位移量和砂型振实紧度的测量。

作为本发明的校验方法的另一种优选方案，所述步骤1)中的填砂厚度为铸件在砂箱内造型区域的2/3高度。

附图说明

图1为本发明的拔出力测量装置的示意图。

图2为实施例1中同一砂层测量面上测量点的分布图。

图3为实施例2中砂层测量面上测量点的分布图。

图4为本发明的实施例1的检测方法中逐层测量的示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例的振动紧实平台的校验方法，包括如下步骤：1）将砂箱居中安装于振动紧实平台的工作区域，在砂箱底部填入厚度为100mm的干砂，并振动60s，以振紧实砂层。2）将上步中振实的砂层表面整平使砂层的平面度于小5mm,在砂层测量面2上按如图2所示的测量点分布位置垂直布置9个如图1所示的拔出力测量装置1，并向砂箱内再次填入100mm厚的干砂，使拔出力测量装置1的埋入深度为100mm,并且呈垂直状态，同时该拔出力测量装置1还有部分露出干砂表面，然后使振动紧实平台振动60～90s，以振实砂层；本实施例中的拔出力测量装置1结构如图1所示，包括拔出棒1a和拨出棒1a一端固定连接的起型拉环2b，该拨出棒1a距另一端轴向100mm的外周设有指示标线1c用于确定埋砂高度的参考，埋砂时埋至砂平面与此指示标线1c平齐；为便于统一评价标准，该拨出力测量装置1的轴向长度为200mm,拨出棒为直径ф50mm的木棒，起型拉环与拨出棒螺纹连接，该拔出棒的表面光洁度ra25.3以上。3）干砂位移量测量，分别用最小侧量精度小于1mm的直板尺测量各拔出力测量装置的指示标线1c到振实后的干砂平面的距离以评价振实后相应测量点处的干砂位移量；4）拔出力测量，用拉力测量装置拉持拔出力测量装置的起型拉环1b，沿拨出棒1a轴线方向均速拉出拨出力测量装置1，并记录拨出过程中的最大拉力值，用于评价上述测量平面砂型振实的紧实度。然后继续埋厚度为100mm的干砂，并振动60～90s；再重复进行步骤2）～4）的过程，反复重复上述测量过程，进行逐层填砂测量，直至测量砂面2至砂箱顶部高度小于150mm为止，完成各测量砂层的型砂位移量和砂型振实紧度的测量。

进行上述砂型紧实度的测量后，为准确衡量振动后的型砂的位移量，根据测量的数据振动紧实平台的评价标准为：计算步骤3）中同一砂层测量面2上各测量点的干砂位移量的极差，当该极差小于1.00mm时，则此砂层测量面上的振动紧实度合格，否则需重新调整振动部件再次校验。为准确衡量振动后的型砂的紧实度，振动紧实平台的评价标准为：所述步骤4）各测量点的拨出力极差小于0.5n时，则此砂层测量面上的振动紧实度合格，否则需重新调整振动部件再次校验。

本发明的振动紧实平台的校验方法，根据消失模砂型的造型需要，将铸件整个造型区域的砂实紧实度进行逐层的测量，通过测量各砂层上各测量点的型砂位移量和各测量点指定预埋深度的拔出力来分别评价该测量砂层的紧实度是否符合要求，以评价紧实平台是符合消失模铸造的要求，并为振动紧实平台各项参数的调整和优化提供参考依据。

实施例2

本实施例的振动紧实平台的校验方法，包括如下步骤：

1）将砂箱居中安装于振动紧实平台的工作区域，在砂箱底部分层填砂振实干砂，使砂层的厚度达到所要造型的铸件在砂箱内造型区域的2/3高度处。例如，苦砂箱高度为1300mm,可生产的铸件的高度为700mm时，底砂厚度为300mm,则砂箱造型区域为300～1000mm,测量平面距砂箱底部的高度约为300+2/3×700=767mm，填砂并振实至该高度。2）将上步中振实的砂层表面整平使砂层的平面度于小5mm,在砂层表面按如图3所示的测量点分布位置垂直布置9个如图1所示的拔出力测量装置1，并向砂箱内再次填入100mm厚的干砂，使拔出力测量装置的埋入深度为100mm,并且呈垂直状态，同时该拔出力测量装置还有部分露出干砂表面，然后使振动紧实平台振动90s，以振实砂层；本实施例中的拔出力测量装置结构如图1所示，包括拔出棒1和拨出棒1一端固定连接的起型拉环2，该拨出棒1距另一端轴向100mm的外周设有指示标线3用于确定埋砂高度的参考；为便于统一评价标准，该拨出力测量装置的轴向长度为200mm,拨出棒为直径ф50mm的木棒，起型拉环与拨出棒螺纹连接，该拔出棒的表面光洁度ra25.3以上。3）干砂位移量测量，分别用最小侧量精度小于1mm的直板尺测量各拔出力测量装置的指示标线到振实后的干砂平面的距离以评价振实后相应测量点处的干砂位移量；4）拔出力测量，用拉力测量装置拉持拔出力测量装置的起型拉环2，沿拨出棒1轴线方向均速拉出拨出力测量装置，并记录拨出过程中的最大拉力值，用于评价砂型振实的紧实度。

进行上述砂型紧实度的测量后，为准确衡量振动后的型砂的位移量，根据测量的数据振动紧实平台的评价标准为：计算步骤3）中同一砂层测量面上各测量点的干砂位移量的极差，当该极差小于1.00mm时，则此砂层测量面上的振动紧实度合格，否则需重新调整振动部件再次校验。为准确衡量振动后的型砂的紧实度，振动紧实平台的评价标准为：所述步骤4）各测量点的拨出力极差小于0.5n时，则此砂层测量面上的振动紧实度合格，否则需重新调整振动部件再次校验。

本发明的振动紧实平台的校验方法，根据所铸铸件对应消失模砂型在砂箱内的造型区域，选定造型的中心区域对应的水平面作为测量面，通过测量该砂层上各测量点的型砂位移量和各测量点指定预埋深度的拔出力来分别评价该测量砂层的紧实度是否符合要求，以评价紧实平台是符合消失模铸造的要求，并为振动紧实平台各项参数的调整和优化提供参考依据。

本发明的上述两个实施例在进行振动紧实平台的校验评价中，可以结合选用，也可以根据铸件关键结构在砂箱内的分布情况灵活选用。另外，每个测量面上测量点的分布也不限于图2所示的分布方法，还可以按其它形式的轴对称或中心对称分布的方式，根据砂箱的平面投影尺寸，每测量层上测量点的数量也可以适当增减。