鑄造機(jī)械化

1、主講 趙維民 教授,第一章 造型機(jī)和造芯機(jī)的工藝基礎(chǔ),鑄造車(chē)間所用的機(jī)械很多，造型機(jī)和造芯機(jī)是其中最主要的。目前，粘土砂造型仍然是 鑄造車(chē)間中的主要造型方法，因此，這里主要介紹粘土砂造型用的造型機(jī)和造芯機(jī)。 造型機(jī)和造芯機(jī)實(shí)質(zhì)上是相同的，它們的作用主要是三個(gè)：填砂、實(shí)砂和起模。其中，實(shí)

2、 砂是關(guān)鍵的一環(huán)。,第一節(jié) 緊實(shí)度及對(duì)實(shí)砂的要求,實(shí)砂就是使型砂緊賣(mài)，賦與一定的強(qiáng)度和剛度。型砂被緊實(shí)的程度通常用單位體積內(nèi)型 砂的質(zhì)量表示，稱作緊實(shí)度，即 式中 ——型砂的緊實(shí)度(g／cm)； m——型砂的質(zhì)量(g)； v——型砂的體積(cm)。,型砂緊實(shí)度和物理學(xué)中的密度單位相同但概念不同，型砂體積V中包括了砂粒間的空隙。

3、 下面是幾個(gè)常見(jiàn)的型砂緊實(shí)度的數(shù)值：十分松散的型砂，o.6~1.0g／cm3；從砂斗填到砂箱的松散砂，1.2～L 3g／cm3；一般緊實(shí)的型砂，1.55~1.7g／cm3；高壓緊實(shí)后的型砂，1.6～1.8g／cm3；非常緊實(shí)的型砂，1.8～1.9g／cm3。 一個(gè)砂型的平均緊實(shí)度比較容易確定，將砂型的總質(zhì)量除以總體積即得，但砂型內(nèi)各部分的緊實(shí)度往往不相同，往往需要知道砂型內(nèi)不同點(diǎn)的緊實(shí)度，因而需用緊實(shí)度的分布狀況衡量實(shí)砂的效

4、果。測(cè)量的方法：用一鋼管或特制的鉆頭把被測(cè)部分的型砂取出來(lái)，稱出其質(zhì)量并計(jì)算其體積，求出緊實(shí)度。這一方法相當(dāng)麻煩且不易準(zhǔn)確，主要用于試驗(yàn)研究工作。,在實(shí)際生產(chǎn)中，測(cè)量砂型的緊實(shí)程度時(shí)，常采用砂型硬度計(jì)。一般砂型的表面硬度在60～80單位之間；高壓造型可達(dá)90單位以上。砂型硬度計(jì)分A、B、C三種型式，其中A、B型的壓頭為球形，用于測(cè)量一般砂型，C型硬度計(jì)的壓頭呈錐形，用于測(cè)量硬度高的砂型。在砂型硬度很高時(shí)，硬度計(jì)所得測(cè)量值差別不大，特別是

5、A、B型硬度計(jì)的分辨能力很差，這一缺點(diǎn)在砂型緊實(shí)程度超于高值的現(xiàn)在，更顯得突出，因此，近年出現(xiàn)一種砂型強(qiáng)度計(jì)，用于測(cè)量砂型的緊實(shí)程度，其原理為將一個(gè)直徑為3．2mm，長(zhǎng)為9mm的測(cè)頭壓入砂型中所需的貫入阻力，折算成砂型強(qiáng)度，所得的值大體上與型砂的抗壓強(qiáng)度相近。對(duì)于高緊實(shí)度砂型來(lái)說(shuō)，砂型強(qiáng)度大約在20～26N／cm3之間。砂型強(qiáng)度計(jì)使用比較方便，測(cè)值重復(fù)性好，用者漸多。,二、對(duì)砂型緊實(shí)的工藝要求 從鑄造工藝上說(shuō)，對(duì)緊實(shí)后的砂型有以

6、下幾點(diǎn)要求： 1)砂型緊實(shí)后要具有足夠的緊實(shí)度，除了要使砂型能經(jīng)受住搬運(yùn)或翻轉(zhuǎn)過(guò)程中的震動(dòng)而不損毀外，更重要的是要使砂型型腔表面能抵抗住澆注時(shí)金屬熔液的壓力。在幬件澆注和凝固過(guò)程中，金屬熔液及鑄件對(duì)砂型型壁有一種膨脹壓力，這種壓力有時(shí)可以達(dá)到很大，如果砂型的緊實(shí)度不足，就可能產(chǎn)生較大的型壁移動(dòng)，造成鑄件尺寸偏差。如果砂型的緊實(shí)度較高，能抵抗住這種膨脹壓力，就能減小型壁移動(dòng)，獲得精確度高的鑄件。 2)緊實(shí)后的砂型應(yīng)是起模容

7、易，回彈力小，起模后能保持鑄型精度，特別是不發(fā)生損壞、脫落等現(xiàn)象.,3)砂型應(yīng)具備必要的透氣性，避免澆注時(shí)產(chǎn)生氣孔等缺陷． 這些要求，有時(shí)互相矛盾，如：緊實(shí)度高的砂型往往起模困難，回彈量大，但為了獲得鑄件高精確度，砂型的表面硬度要求在80單位以上． 所以，對(duì)各種實(shí)砂方法的評(píng)價(jià)，主要應(yīng)視其所得砂型能否達(dá)到以上要求，能否保證砂型表面的每一點(diǎn)都有足夠的緊實(shí)度．,第二節(jié) 壓實(shí)緊實(shí) 一、壓實(shí)過(guò)程 1．壓實(shí)實(shí)砂

8、 壓實(shí)實(shí)砂就是直接加壓使型砂緊實(shí)(圖1~1)．壓實(shí)時(shí)，壓板壓入輔助框中，砂柱高度降低，型砂緊實(shí)．因緊實(shí)前后型砂的質(zhì)量不變，可得 式中 H0、H一砂柱初始高度及緊實(shí)后的高度；,—型砂的緊實(shí)前及緊實(shí)后的緊實(shí)度。若砂箱的高度為H ．輔助框的高度為h，則 ，由式(1—1)可得 2．緊實(shí)度與壓實(shí)比壓的關(guān)系 壓實(shí)時(shí)，砂型的平均緊實(shí)度與壓實(shí)

9、比壓有關(guān)。圖1—2是三條性能不同型砂的壓實(shí)緊實(shí)曲線。由圖可見(jiàn)：不論那一種型砂，在壓實(shí)開(kāi)始時(shí)p增加很小，就引起 很大的變化；但當(dāng)壓實(shí)比壓逐漸增高時(shí)， 的增大減慢，在高比壓階段，雖然p增大很多，然而 的增加很微小。,3.壓實(shí)過(guò)程及所得緊實(shí)度分布 壓實(shí)時(shí)，砂箱內(nèi)砂粒移動(dòng)及緊實(shí)度的變化與壓板壓入的相對(duì)建度有關(guān)。 (1)慢速壓實(shí) 加壓速度很低(<o．01m／s)時(shí)，砂箱壁上的摩擦阻力對(duì)砂粒移動(dòng)的作用較大．壓實(shí)開(kāi)始

10、時(shí)，箱壁上的摩擦阻力使壓板邊角處應(yīng)力升高，在壓板下沿著砂箱壁形成一個(gè)高應(yīng)力環(huán)形區(qū)(見(jiàn)圖1—3)．這時(shí)，型砂的內(nèi)摩擦力與壓板的向下推力w結(jié)合，形成一個(gè)向下向中心的作用力T。隨著壓實(shí)過(guò)程的進(jìn)展，高緊實(shí)區(qū)在砂型的中心G點(diǎn)交匯，成為一個(gè)倒拱形高緊實(shí)度區(qū)，這樣壓實(shí)所得砂型內(nèi)的緊實(shí)度大致如圖1—5a所示。在砂型中心的高度上，緊實(shí)度的差別不大，在大約相當(dāng)于砂型寬度2／3的深度上，出現(xiàn)極大值(曲線1)，亦即相當(dāng)于圖 1—3中G點(diǎn)處出現(xiàn)極大值．在砂型

11、的邊角處，緊實(shí)度上高下低，特別是下邊模板的邊角處，緊實(shí)度很低。,(2)高速壓實(shí) 當(dāng)壓板壓向砂型的速度很高時(shí)(>7m／s)，情況就不相同了。壓板的作用力主要是向下的，橫向的作用力相對(duì)很弱，拱形高緊實(shí)區(qū)不能形成。這時(shí)的壓實(shí)過(guò)程大致可分為三個(gè)階段； 1)型砂初步緊實(shí)井向下加速運(yùn)動(dòng)階段，緊實(shí)開(kāi)始，壓板高速拍擊型砂，使砂型頂部的砂層一方面被初步緊實(shí)，另一方面被推動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)(見(jiàn)圖l—4a)。砂層的緊實(shí)度因壓板的速度．填砂的緊實(shí)度、型

12、砂的緊實(shí)度等因素的大小而定．上面一層型砂得到加速后，立即推動(dòng)它下面的砂層，同樣使其初步緊實(shí)及向下運(yùn)動(dòng)．這樣層層由上面下形成一種緊實(shí)波。這種緊實(shí)波向下發(fā)展速度很快，可以達(dá)到壓板速度的好幾倍．圖1—4b示這一緊實(shí)波到達(dá)模板前的情況。,2)砂層的沖擊緊實(shí)階段．當(dāng)上述砂層緊實(shí)波到達(dá)模板表面時(shí)，高速運(yùn)動(dòng)的砂層產(chǎn)生很高的沖擊力，使型砂進(jìn)一步緊實(shí)，達(dá)到很高緊實(shí)度(見(jiàn)圖I—4c)．模板上的砂層緊實(shí)后，它上面的砂層受到更上層砂層的沖擊，也得到?jīng)_擊緊實(shí)。如

13、此，沖擊由下層層向上，砂層也層層得到緊實(shí)(見(jiàn)圖1—4d)。 ，3)壓板的沖擊緊實(shí)階段。砂層沖擊將近結(jié)束時(shí)，高建運(yùn)動(dòng)的壓板受阻滯止，產(chǎn)生較大的沖擊力，使砂型背面的砂層被充分緊實(shí)(見(jiàn)圖1—4e)，壓板的質(zhì)量大時(shí)，產(chǎn)生的沖擊力也大． 一般的高速壓實(shí)經(jīng)過(guò)這三個(gè)階段已是完畢了，但也可能有這樣情況，亦即壓板的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(氣缸或液壓缸)的出力特別大，超過(guò)了砂層沖擊階段中砂層的最大沖擊力，這時(shí)這一壓實(shí)力還可能使砂層進(jìn)一步緊實(shí)，但是由于沖擊

14、緊實(shí)所得的緊實(shí)度已經(jīng)很高，在這一緊實(shí)中，型砂緊實(shí)度的增加十分小。,高速壓實(shí)所得砂型的緊實(shí)度分布見(jiàn)圖1—5d．在砂型中心，砂層的沖擊使模板附近達(dá)到很高緊實(shí)度，隨著砂層高度向上，由于砂層沖擊力逐漸減低，緊實(shí)度逐漸降低，但到砂型頂面，壓板的沖擊使砂型頂部的緊實(shí)度進(jìn)一步上升。所以總的說(shuō)來(lái)，砂型的緊實(shí)度分布呈c形，底部及頂部高，中部較低。 圖l·5b及c是遭度較低的高速緊實(shí)砂型的緊實(shí)度分布曲線。由圖可見(jiàn)；它們與圖l—5d中的曲線

15、差不霧，只是砂型底部的緊實(shí)度較低一些，這是速度低，沖擊能量少的反映。將圖b與圖a相比可見(jiàn)，壓實(shí)速度2．5m／s已足夠破壞拱形高緊實(shí)度區(qū)的形成。,(3)通常壓實(shí) 通常壓實(shí)是指在一般的低壓壓實(shí)造型機(jī)(圖l—1)上的壓實(shí)過(guò)程．這種壓實(shí)過(guò)程與前面所說(shuō)的過(guò)程基本相同，只是砂流的流動(dòng)及沖擊的方向不同，二者剛好相差1800。這種壓實(shí)方法中，壓板不動(dòng)．而模板、型砂及砂箱等受工作臺(tái)下的氣缸推動(dòng)，由下向上運(yùn)動(dòng)，沖向壓板，將型砂緊實(shí)．其壓實(shí)過(guò)程大致可以分成

16、四個(gè)階段：①壓實(shí)開(kāi)始時(shí)，工作臺(tái)推動(dòng)模板、砂箱、型砂等向上運(yùn)動(dòng)，型砂速度由零變大，增大至與工作臺(tái)等的速度相同。這一階段是型砂的加速及初步緊實(shí)運(yùn)動(dòng)階段，但所達(dá)到的速度和初緊實(shí)度都不高(速度約o.5～1.O m／s)． ②當(dāng)型砂頂部碰到壓板時(shí)，型砂的運(yùn)動(dòng)受阻，發(fā)生碰撞，先是最頂上一層型砂，接著是它下面一層，這樣碰撞一層層由上向下將型砂緊實(shí)，頂上部分受沖擊力最大，所得的緊實(shí)度也最高，砂層高度向下，則緊實(shí)度也較低．⑧在上述型砂沖擊緊實(shí)未了

17、，砂箱、模板等尚具有較大的速度，因而緊跟著向砂型沖擊，這一沖擊力比較大，可以提高模板附近砂層的緊實(shí)度。,④如果壓實(shí)機(jī)構(gòu)的壓實(shí)力很大時(shí)，這一壓實(shí)力也可能將砂型進(jìn)一步壓實(shí)，但這只當(dāng)壓實(shí)壓力很高，或在沖擊緊實(shí)階段(階段②或⑧)的沖擊力都不大時(shí)才有可能． 這樣壓實(shí)所得的砂型內(nèi)緊實(shí)度分布曲線大致如圖1—6，呈上高下低，這是砂粒流由下向上沖擊作用的結(jié)果．在砂型底部模板附近，緊實(shí)度又有所提高，這是階段⑧模板沖擊的結(jié)果。,二、寓砂箱及高模樣對(duì)壓

18、實(shí)砂型的影響 l. 砂箱高度的影響 砂箱增高時(shí)，由于箱壁上摩擦阻力的增加，在砂箱下部，壓實(shí)應(yīng)力逐漸減小，型砂緊實(shí)度也逐漸降低．圖l—7是砂箱的內(nèi)尺寸為lOOmmXlOOmm，砂箱高度不同時(shí)，壓實(shí)后砂型中心的緊實(shí)分布情況．,當(dāng)H＝120mm(砂箱內(nèi)尺寸為lOOXlOOzmrn)時(shí)，砂型上下緊實(shí)度基本上是均勻的(圖中曲線3)．當(dāng)H＝250mm時(shí)，只有離壓板lOOmm左右高度上緊實(shí)度是均勻的，再以下，緊實(shí)度迅速降低。若H＝40

19、0mm，則曲線分成三段，寓壓板lOOmm處緊實(shí)度尚高；再以下則緊實(shí)度直線下降，而在近模板一段，緊實(shí)度很低，型砂基本上沒(méi)有得到緊實(shí)。 2．高模樣對(duì)緊實(shí)度分布的影響 以上所述是砂箱中沒(méi)有模樣或模樣很矮時(shí)的情況，若砂箱內(nèi)模樣較高，情況更為復(fù)雜。如圖1—8，其模樣深凹處底部的點(diǎn)如1、2、3上的型砂就不容易得到緊實(shí)，這是因?yàn)槌诵蜕皟?nèi)部的阻力以及型砂與砂箱間的摩擦阻力外，還有模樣與型砂間的摩擦力在起阻礙緊實(shí)的作用．,(1)深凹比

20、 深凹處型砂的緊實(shí)同砂型壓實(shí)一樣，只是模樣壁上的摩擦力代替了砂箱壁上的摩擦力．深凹處的高與寬之比對(duì)這里型砂的緊實(shí)有影響，其影響程度可用深凹比A表示 深凹比A越大，則深凹處底部型砂的緊實(shí)越不容易。根據(jù)試驗(yàn)，對(duì)于粘土砂壓實(shí)， 小于o.8時(shí)，深凹處尚容易緊實(shí)；若 >o．8時(shí)，則深凹處底部的緊實(shí)度就難于得到保證．,(2)壓縮比 如圖l—9，若把砂型分成模樣頂上和模樣四周兩個(gè)部分，假定在壓實(shí)過(guò)程中，無(wú)側(cè)向移

21、動(dòng)，各自獨(dú)立受壓，則： 對(duì)于模樣四周有 對(duì)于模樣頂上，有得式中 ——砂箱、輔助框和模樣的高度； ——壓實(shí)前型砂的緊實(shí)度以及壓實(shí)后模樣四周及模樣頂上的型砂平均緊實(shí)度,上兩式中的 及 可以視為砂柱的壓縮比，在h相同的情況下，模樣頂上型砂的壓縮比大， 增長(zhǎng)很快，對(duì)壓實(shí)的阻力迅速增長(zhǎng)．尤其在m大時(shí)，壓實(shí)的作用力主要通過(guò)高緊實(shí)度的

22、 區(qū)傳到模樣頂上而被抵消掉．這時(shí) 有可能還很低．,(3)模樣頂上的型砂向四周填充的可能性 以上分析中假定模樣頂上和四周的砂柱獨(dú)立受壓，彼此沒(méi)有聯(lián)系。實(shí)際上，壓實(shí)過(guò)程中也確會(huì)有一些模樣頂面砂柱的型砂向四周流動(dòng)，填入四周深凹處，使四周的型砂量增加，使 與 ，的差值減小。但試驗(yàn)表明，除了用油脂作粘結(jié)劑及流態(tài)砂等濕強(qiáng)度很低的型砂外，一般的粘土砂在壓實(shí)過(guò)程中并沒(méi)有顯著的橫向流動(dòng)，不能過(guò)高地估計(jì)這種流動(dòng)對(duì)緊實(shí)度均勻化的作用．

23、 模樣頂上砂柱受壓變形可見(jiàn)圖1—10．壓實(shí)前，用不同蘑色型砂分格填砂，每一方格原先呈正方形。圖中是用1000kPa的比壓壓實(shí)后方格變形情況．可見(jiàn)；在模樣的轉(zhuǎn)角上，有一部分型砂，滑過(guò)模祥轉(zhuǎn)角，被擠入模樣四周區(qū)域中，模樣頂上砂柱的下部，向外稍稍突出，但總的說(shuō)來(lái)，突出量并不大，而且在砂柱上部e處，因受拱形高緊實(shí)區(qū)向中心力的作用，砂柱甚至向中心方向擠進(jìn)．,(4)模樣頂上砂柱的高寬比 模樣頂上的型砂在壓實(shí)過(guò)程中，能否向四周移動(dòng)使緊實(shí)均

24、勻化，模樣頂上砂柱的高寬比有相當(dāng)大的影響．當(dāng) 值很小時(shí)，模樣頂上的砂柱就會(huì)象圖1-11中的扁平砂柱一樣，由于砂粒間互相嚙合，無(wú)論多大的壓力，只能把砂粒壓碎，卻不能使型砂象粘土漿團(tuán)那樣從四周擠出來(lái)。所以若 值較小，例如o．3～o．7時(shí)，模樣頂上砂柱被過(guò)度緊實(shí)，壓實(shí)力主要通過(guò)這一砂柱傳到模樣上；模樣四周區(qū)域中緊實(shí)度很低．若 ≥1～1. 25時(shí)，模樣頂上砂柱很容易變形，受擠滑出，補(bǔ)充到模樣四周深凹處的砂量就比較大，有利

25、于緊實(shí)度分布均勻化．,(5)壓實(shí)比壓 壓實(shí)比壓對(duì)壓實(shí)過(guò)程有很大的影響，除了可以提高緊實(shí)度之外，還可使砂型內(nèi)緊實(shí)度分布更均勻．圖1—12是一組不同比壓對(duì)砂型內(nèi)緊實(shí)度分布影響的曲線，其砂箱內(nèi)尺寸為lOOmm~lOOmm，初始高度為400mm。由圖可見(jiàn)：壓實(shí)比壓提高時(shí)，靠近模板一面的緊實(shí)度逐漸提高．若比壓提高到700kPa時(shí)，即使砂型的深凹比 為3.2，砂型中心緊實(shí)度仍能基本上達(dá)到均勻。 提高比壓還可以使深凹部和砂型側(cè)壁的緊實(shí)

26、度提高．圖1—12是一組試驗(yàn)結(jié)果，比壓較低時(shí)，雖然模樣頂上A點(diǎn)的砂型硬度已在85以上，但是模樣側(cè)面B點(diǎn)及深凹處底部C點(diǎn)的砂型硬度仍然很低．如將比壓增加至800kPa以上，月點(diǎn)和c點(diǎn)的硬度就可以達(dá)到80左右，能夠滿足工藝要求．,過(guò)去有人認(rèn)為；壓實(shí)比壓達(dá)到300~400kPa時(shí)，再提高比壓，對(duì)緊實(shí)度提高的作用不大。 從圖1—2的緊實(shí)曲線看來(lái)也似乎是這樣，所以一般的壓實(shí)造型機(jī)和震壓造型機(jī)所用的比壓都在300~400kPa左右，但是后來(lái)

27、的實(shí)踐證明，提高比壓，提高了砂型緊實(shí)度，減小澆注時(shí)的型壁移動(dòng)，從而可提高幬件的尺寸精確度和表面的光潔程度。尺寸精確度可達(dá)5～7級(jí)，表面粗糙度可降低至12.5~25 。另外，由于砂型緊實(shí)度高，強(qiáng)度大，砂型受震動(dòng)或沖擊而塌落的危險(xiǎn)性小，可以減少鑄型缺陷，所以50年代以來(lái)，高壓造型逐漸發(fā)展，特別是大批和大量生產(chǎn)的椅造車(chē)間，紛紛采用高壓造型。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，高壓造型已基本取代了一般壓實(shí)造型．,但是高壓造型的比壓也不能過(guò)高。過(guò)高比壓，除了能

28、引起砂型回彈，影響起模及鑄型精度之外，還可能使型砂的透氣性降低，鑄件容易產(chǎn)生氣孔，夾砂等缺陷．所以，盡管一度有的采用5000kPa以上的高比壓，但目前常用的壓實(shí)比壓為700~900kPa,而將一般比壓為300～400kPa的壓實(shí)稱作低壓壓實(shí)。三、使壓實(shí)實(shí)砂緊實(shí)度均勻化的方法 高壓造型雖然在一定程度上能使緊實(shí)度均勻化，然而對(duì)于較復(fù)雜的模樣還是不能獲得滿意的結(jié)果．現(xiàn)在很多造型機(jī)針對(duì)壓實(shí)的缺點(diǎn)，采取了不同措施使緊實(shí)度均勻化，擴(kuò)大壓實(shí)

29、的應(yīng)用范圍．下面把這些方法按原理的不同加以介紹和分析． 1．減小壓縮比的差別 高模樣引起壓縮比的差別是緊實(shí)度不均勻的一個(gè)主要原因，所以很多造型機(jī)就設(shè)法盡量減小壓縮比的差別，使緊實(shí)度均勻化．,(1)應(yīng)用成形壓板 成形壓板是按照模樣形狀而變化(圖1—14)，相應(yīng)于模樣高度m處，壓板的深度為n。為使整個(gè)砂型的壓縮比相同，則有可使壓實(shí)后砂型的緊實(shí)度基本均勻．實(shí)際上壓板形狀變化不一定需要嚴(yán)格按式(1—5)與模樣相似，象圖l—

30、14的情況，若壓板完全與模板對(duì)應(yīng)，則壓板上的B點(diǎn)與模樣上的A點(diǎn)，壓實(shí)后距離太近，反而不利于實(shí)砂?？紤]到型砂在壓實(shí)過(guò)程中，有一定程度塑性流動(dòng)，所以壓板與模板只要大概近似，避免模樣上某些高點(diǎn)的砂柱頂住壓板，保證探凹部有足夠的緊實(shí)度就可以。 現(xiàn)在很多工廠在平壓板的邊上作出凸棱，這種帶凸棱的壓板也是一種成形壓板(圖l—15)，它的作用在于提高砂型四周靠近砂箱壁部分的緊實(shí)度，避免這些部位緊實(shí)度過(guò)低。,（2）應(yīng)用多觸頭壓頭 整塊的平壓板不

31、能適應(yīng)模樣上不同的壓縮比，所以將它分成許多,小壓板，稱做多觸頭壓頭(圖l—16)．每個(gè)小壓頭的后面是一個(gè)液壓缸，液壓缸的油路是互相連通的．因此在壓砂型時(shí)，每個(gè)小壓頭的壓力大致相等，這樣即使對(duì)應(yīng)于模樣高點(diǎn)的一些壓頭被頂住，也不妨礙其他壓頭繕續(xù)下壓。所以壓實(shí)時(shí)，各個(gè)觸頭能隨著模樣的高低．壓入不同的深度，使砂型各部分的壓縮比均勻化。 因面對(duì)于比較復(fù)雜的模樣，多觸頭壓頭一次壓實(shí)可以得到緊實(shí)度大體均勻的砂型，但是如果砂型上有寬度小于觸頭的

32、深凹處，觸頭并不能壓入，多觸頭井不能健這些地方得到充分的緊實(shí)。 多觸頭壓實(shí)后，各個(gè)小觸頭恢復(fù)至圖a的位置．,也可以在對(duì)某一種模板進(jìn)行第一次壓實(shí)時(shí)，把各個(gè)小觸頭設(shè)法鎖住至如圖b的位置，使其壓砂面在不同的高度上保持其相互位置，于是小觸頭就組成了一個(gè)成形壓頭，可以用來(lái)壓實(shí)以后的砂型． 多觸頭壓頭能自行調(diào)整砂型各部分的實(shí)砂壓力，不需要為每一種模板設(shè)計(jì)和制造專(zhuān)用成形壓板，用于成批生產(chǎn)比較合適．多觸頭高壓造型機(jī)是目前自動(dòng)化鑄造車(chē)間中

33、應(yīng)用得較多的造型機(jī)．但是多觸頭壓頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂，使它的應(yīng)用受到一定的限制． (3)壓膜造型 壓膜造型是用一塊彈性的橡皮膜作壓頭，壓縮空氣作用于橡皮膜的內(nèi)部，耐型砂進(jìn)行壓實(shí)(圖l—17)，這種橡皮膜可以槐作能自動(dòng)適應(yīng)模樣形狀的成形壓頭，使各處的實(shí)砂力量相等，從而使緊實(shí)度均勻化。其主要缺點(diǎn)是橡皮膜容易損壞，砂箱上不能設(shè)置箱帶。,2．模板加壓與對(duì)壓法 從壓實(shí)砂型緊實(shí)度分布，可見(jiàn)靠近壓板處緊實(shí)度高而均勻，而在模板處緊實(shí)度

34、比較低．如果在壓實(shí)時(shí)，壓板不動(dòng)，使模板向砂箱壓入，這樣在模板附近，亦即分型面上得到高而均勻的緊實(shí)度．這種方法叫做模板加壓法，而把原來(lái)的方法叫做壓板加壓法(圖1—18)。這個(gè)方法由于要使模板相對(duì)于砂箱移動(dòng)，又要使移動(dòng)后的模板平面與砂箱底面相平，因而機(jī)器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。如果把壓板加壓和模板加壓結(jié)合起來(lái)，從砂型的兩面加壓，得到的砂型兩面緊實(shí)度都較高，這種方法叫做對(duì)壓法(圖1—19)，圖a是垂直分型的對(duì)壓法，b、c是水平分型的對(duì)壓法．如果在對(duì)壓

35、時(shí)，分別控制壓板和模板的加壓距離，或先壓板加壓，后模板加壓，或使模樣作一定的退縮運(yùn)動(dòng)，以期達(dá)到所需的緊實(shí)度分布，這些加壓方法統(tǒng)稱差動(dòng)加壓法。,3．提高壓前的型砂緊實(shí)度 如果型砂在壓實(shí)前緊實(shí)度較大一些，則壓實(shí)后的砂型緊實(shí)度也均勻一些，因?yàn)檫@時(shí)壓板所需行程小，相應(yīng)地模樣頂上和四周砂柱壓縮比的差別也較小。,圖1—19 對(duì)壓法 由圖1—2型砂的緊實(shí)特性可見(jiàn)：在比壓大時(shí)， 的變化不很大，所以 增大時(shí)，能使( 一

36、 )亦即使高緊實(shí)度與低緊實(shí)度之間的差值減小，或緊實(shí)度分布比較均勻。 (1)控制型砂緊實(shí)率 通常緊實(shí)事小的型砂，松態(tài)時(shí)，砂粒互相堆積比較緊密，緊實(shí)度比較大，所以控制型砂緊實(shí)事，采用緊實(shí)事比較小的型砂，就可以提高型砂的壓前緊實(shí)度。因此，高壓造型通常規(guī)定型砂的緊實(shí)事應(yīng)在40%一45%之間．對(duì)于一些探凹部較深，難于造型的模樣，有的甚至規(guī)定更低的緊實(shí)事，例如35％一38%，其目的在于獲得緊實(shí)比較均勻的砂型。但型砂的緊實(shí)率也不宜過(guò)低，

37、因?yàn)榫o實(shí)率低的型砂，塑性比較差，砂型表面容易脫落，所以高壓造型用砂的粘土含量通常比較高，以補(bǔ)償塑性下降．當(dāng)然，這種方法只能在一定程度上使實(shí)砂均勻化．,(2)提高填砂緊實(shí)度 提高填砂緊實(shí)度就是提高了壓前緊實(shí)度，可以使實(shí)砂均勻。提高填砂緊實(shí)度的一些方法將在第七節(jié)中介紹． (3)復(fù)合實(shí)砂或壓前將砂預(yù)緊實(shí) 這方法就是在壓實(shí)前，先用別的實(shí)砂方法將型砂頂緊實(shí)，提高壓前緊實(shí)度，使實(shí)砂均勻化，很多造型機(jī)采用復(fù)合實(shí)砂法。例如：射壓造型機(jī)，先射

38、后壓．單用射砂，緊實(shí)度不夠高，射后加壓，可以使實(shí)砂均勻，緊實(shí)度高．又如微震加壓，也是一種復(fù)合實(shí)砂方法．,4．多次加壓與順序加壓 應(yīng)用多觸頭壓頭、進(jìn)行順序加壓，是一種多次加壓達(dá)到向深凹處補(bǔ)充填砂，使實(shí)砂均勻化的方法(圖1-20)。各個(gè)小觸頭不是一齊動(dòng)作，而是按照模樣的形狀，按一定的順序動(dòng)作．如圖a，先特兩邊的壓頭下壓后上提，然后中間觸頭逐次動(dòng)作，可以將模樣頂上的砂團(tuán)壓散，型砂向四邊深凹部補(bǔ)充，然后一次整體加壓，可以得到較好的緊實(shí)效

39、果。圖b中，先用一個(gè)王頭壓向深凹部，然后其他壓頭動(dòng)作，深凹處的型砂可以得到補(bǔ)充，使緊實(shí)均勻化。 這種順序加壓法用主動(dòng)式多觸頭，動(dòng)作程序控制容易實(shí)現(xiàn)。雖然壓實(shí)時(shí)間稍長(zhǎng)一些，但電于復(fù)雜的模樣，可以得到較好的效果。 四、其他壓實(shí)實(shí)砂方法 壓實(shí)除了用壓板或壓頭之外，還可以有其他很多方式，圖1—21列出了其中幾種。,圖a為擠壓法，擠壓桿l作往復(fù)移動(dòng)，后退時(shí)芯砂填入；向前時(shí)，擠壓桿將芯砂從模孔2擠出，成為長(zhǎng)條狀的砂芯3。砂芯

40、的斷面可以是圓的、方的或其他形狀．砂芯在槽上切成所需的長(zhǎng)度。對(duì)于一些條狀的砂芯，例如拖拉機(jī)履帶板上的銷(xiāo)孔砂芯，就可以用這種方法制造，相宜的造芯機(jī)叫做擠芯機(jī)。 圖b為滾壓法，大的圓圈狀砂型，例如圓的鋼錠模外型，可以用這種方法。,圓砂箱2放在滾輪4上慢慢地旋轉(zhuǎn)，中間用一壓輥3，一面填砂，一面壓實(shí)成圓形的砂型1，達(dá)到所需的內(nèi)徑及砂型硬度。 ， 圖c為氣鼓法，在芯盒l(wèi)里面是一個(gè)橡皮做的囊筒2。芯盒填砂并卡緊后，把壓縮空氣經(jīng)管3

41、通入橡皮囊筒之中，使它膨脹而將芯盒中芯砂緊實(shí)。這種方法可用來(lái)造電機(jī)殼鑄件的型芯，造出中空的砂芯。 圖d是葉片壓實(shí)法，砂斗1中有幾個(gè)轉(zhuǎn)軸2，上有螺旋狀葉片，將型砂壓入砂箱4，使型砂緊實(shí)。當(dāng)緊實(shí)度達(dá)到預(yù)定值時(shí)，葉片停止旋轉(zhuǎn)，這種方法用于小砂型造型。第三節(jié) 震擊及微震實(shí)砂 一、震擊實(shí)砂 1．震擊過(guò)程及所得砂型的緊實(shí)度分布 震擊實(shí)砂是將型砂填入砂箱，然后工作臺(tái)將砂箱連同型砂舉升到一定高度，并讓其自由下落，工作臺(tái)與

42、機(jī)體發(fā)生撞擊。撞擊時(shí)，型砂的下落速度變成很大的沖擊力，作用在下面的砂層上，使型砂層層得到緊實(shí)(圖l—22)。震擊若干次后，砂型可以達(dá)到很大的緊實(shí)度。,震擊過(guò)程中，砂箱下層的型砂受到上面各層型砂的作用，受的沖擊大，因而緊實(shí)度大。上層砂層所受的沖擊力逐漸隨高度向上而變小，所以其緊實(shí)度也隨高度增高而減小。至于最上層砂，由于沒(méi)有上面型砂對(duì)它加力，所以仍呈疏松狀態(tài)。圖1—23是震擊實(shí)砂所得緊實(shí)度分布曲線的一個(gè)例子。由于震擊主要借型砂的沖力緊實(shí)，所

43、以模樣形狀對(duì)緊實(shí)度分布的影響不大，面且越是靠近模板處的砂型深凹部，受的沖力越高，因而緊實(shí)度也越高，這是震擊實(shí)砂的一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。 2．補(bǔ)充壓實(shí)方法 ； 由圖1—23可見(jiàn)，震擊實(shí)砂后，砂箱頂部的型砂沒(méi)有得到充分緊實(shí)，緊實(shí)度很低，砂箱翻轉(zhuǎn)移動(dòng)時(shí)，松散砂就可能掉出來(lái)，所以震擊實(shí)砂后，砂箱頂部還必須加以補(bǔ)充緊實(shí)。常見(jiàn)的補(bǔ)充緊實(shí)方法有以下三種：,(1)用手工或風(fēng)沖于緊實(shí) 該方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，多用于制造中大型鑄件．(

44、2)動(dòng)力補(bǔ)充緊實(shí) 即在砂型上面另外加上重量，隨著型砂一起震擊，使上層型砂得到緊實(shí)．通常是在填砂時(shí)，多填一層型砂，震擊后將上面緊實(shí)度較低的一層型砂刮去‘也可以在砂層上加一塊鐵板，隨同震擊，隨震物的沖力將砂型頂部的型砂緊實(shí)。隨震物也可以是裝砂的布袋，震擊時(shí)，砂布袋在一定的程度上能按模樣的高低變化形狀，猶如成形壓板一樣，補(bǔ)充緊實(shí)的效果比硬塊的鐵板為好．動(dòng)力補(bǔ)充緊實(shí)的方法，主要用于制造中大型鑄件． (3)補(bǔ)充加壓法 這是在震擊之后再用壓實(shí)

45、方法使砂箱頂部的型砂也得到充分的緊實(shí)，具有足夠的緊實(shí)度．這種補(bǔ)充加壓法主要用于中小砂型。 只有震擊機(jī)構(gòu)的造型機(jī)，叫做震擊造型機(jī)．這類(lèi)造型機(jī)采用(1)或(2)法補(bǔ)充緊實(shí)．采用(3)法補(bǔ)充緊實(shí)的造型機(jī)，除了震擊機(jī)構(gòu)之外，還有壓實(shí)機(jī)構(gòu)，叫做震壓造型機(jī)，震壓造型機(jī)用于制造中小型鑄件，其砂型內(nèi)尺寸一般不大于1000mmXl000mm．,3.震擊實(shí)砂的應(yīng)用 震擊實(shí)砂方法所得的砂型緊實(shí)度分布，與壓實(shí)實(shí)砂法相反，以靠近模板一面為最高，這

46、對(duì)于砂型抵抗僥注時(shí)金屬液體的壓力比較有利。特別在砂箱高時(shí)，型面的硬度也較高，而且型內(nèi)緊實(shí)度分布比較合理，不受模樣的影響，砂型深凹部都能得到較好的緊實(shí)，所以以前高的砂型大都采用震擊方法實(shí)砂，特別是模樣較高或比較復(fù)雜的砂型，更是廣泛采用震擊實(shí)砂法或震壓實(shí)砂法．目前，仍有不少鑄造車(chē)間應(yīng)用震擊及震壓造型機(jī)。 然而，震擊造型需要多次撞擊，噪聲大，生產(chǎn)率低，特別是震擊力直接傳到機(jī)器的基礎(chǔ)上，震動(dòng)很大，有時(shí)甚至引起廠房與其他設(shè)備的震動(dòng)，妨礙附

47、近其他設(shè)備的工作。所以近年來(lái)，人們都設(shè)法采用其他生產(chǎn)率高、工作更平穩(wěn)的實(shí)砂方法，震擊實(shí)砂處于被淘汰的地位，應(yīng)用范圍日趨縮小。,二、微震實(shí)砂 1．微震 為了減少震擊時(shí)巨大的震擊力對(duì)地基的影響，在震擊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)上采取一些減震措施，圖1—24是兩種減震機(jī)構(gòu)的原理。圖b中，所有的震擊機(jī)構(gòu)及有關(guān)壓實(shí)缸都被托在下面的彈簧上． 在震擊氣缸進(jìn)氣時(shí)，震擊活塞上升，而氣缸體則受缸內(nèi)氣壓的作用，壓著彈簧向下運(yùn)動(dòng)。氣缸排氣時(shí)，震擊工作臺(tái)由慣

48、性上升一段距離后下落，與此同時(shí)，氣缸4因下降一段距離后受彈簧的推力而上升，下落的工作臺(tái)與向上運(yùn)動(dòng)的氣缸在一定的位置相遇，發(fā)生撞擊，這一撞擊，是由兩個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體之間互相碰撞產(chǎn)生，震擊效果很大，但傳到地基上的力較小，消震效果很好。這種震動(dòng)，振幅小而頻率高，因而叫做微震．圖1—24b中托住氣缸的是一個(gè)彈簧，叫做彈簧墊微震機(jī)構(gòu)．圖1—24a中，彈簧墊的作用由一氣缸4代替，稱作氣墊微震機(jī)構(gòu)．,2．微震實(shí)砂 將型砂及砂箱置于上述

49、微震機(jī)構(gòu)的工作臺(tái)上，開(kāi)動(dòng)微震機(jī)構(gòu)，使工作臺(tái)下的氣缸體上下作震擊運(yùn)動(dòng)．每次震擊，氣缸體(也叫做震快)，從下面打擊工作臺(tái)下的撞擊面一次，使工作臺(tái)產(chǎn)生振幅較小而頻率很高的微震，使型砂緊實(shí)．這種微震實(shí)砂，與震擊實(shí)砂相比，對(duì)地基的震動(dòng)減小． 微震的實(shí)砂作用與震擊相仿，其所得的緊實(shí)度分布曲線也與震擊的相似(見(jiàn)圖1-26中的曲線1)，靠近模板處緊實(shí)度高，砂型頂部較低． 1壓震 將微震機(jī)構(gòu)加上壓實(shí)機(jī)構(gòu)(見(jiàn)圖1—25)在對(duì)型砂進(jìn)行

50、壓實(shí)緊實(shí)時(shí)，加上微震作用，即所謂壓震實(shí)砂．壓震緊實(shí)時(shí)，壓實(shí)氣缸l先將震擊活塞、工作臺(tái)、砂箱及輔助框等舉起，以一定的比壓壓在壓板?的下面基本不動(dòng)．震擊氣缸5進(jìn)氣時(shí)，使震鐵4上下震動(dòng)．震鐵4每上下一次，打擊工作臺(tái)下面的撞擊面一次。不斷撞擊，形成微震。這時(shí)，加在砂型中的緊實(shí)力，除了原來(lái)壓實(shí)缸施加的靜壓力之外，還形成動(dòng)的緊實(shí)力，加強(qiáng)了緊實(shí)的效果．,把微震和壓實(shí)結(jié)合起來(lái)，可以有四種實(shí)砂方法； 1)單是微震； 2)預(yù)震加壓實(shí)，

51、 3)單是壓震； 4)先預(yù)震，后壓震． 4．微震的實(shí)砂效果 圖1—26是這四種緊實(shí)方法所得的砂型內(nèi)的緊實(shí)度分布情況，可見(jiàn)震后加壓不如壓震，而圖1—25 壓震時(shí)的狀況,以預(yù)震加壓震所得緊實(shí)度分布為最好． 用同樣比壓壓實(shí)，加微震所得緊實(shí)度比不加微震為高，圖l-27中，同樣達(dá)到砂型表面硬度93單位，單純壓實(shí)需加比壓為1050kPa，而若同時(shí)加上微震，只需700kPa就可以達(dá)到． 微震能使壓實(shí)效果提高

52、的原因，一般認(rèn)為有以下二點(diǎn)： (1)動(dòng)壓實(shí)力的效果 壓震時(shí)，作用在型砂上的力量有二種；一是靜的壓實(shí)力，就是壓頭的比壓；另一種是震鐵打擊時(shí)，在型砂上作用的一個(gè)瞬時(shí)很高的沖擊力，稱做動(dòng)壓實(shí)力．圖1-28是壓震時(shí)在機(jī)器上測(cè)得的壓實(shí)力變化曲線，曲線中向上尖蜂突起的是動(dòng)壓實(shí)力，可見(jiàn)比靜壓實(shí)力大好幾倍，瞬時(shí)的高壓實(shí)力產(chǎn)生高緊實(shí)效果。 (2)微震能減小型砂緊實(shí)過(guò)程中的內(nèi)、外摩擦力，使緊實(shí)度分布均勻化 微震時(shí)，由于壓實(shí)力不斷地大小變

53、化，使砂?？赡芑ハ噱e(cuò)位，提高了實(shí)砂效果．圖l—29表示微震使緊實(shí)度均勻的情況。不加微震、單純壓實(shí)時(shí)，砂型的邊角上，特別在靠近底板處緊實(shí)度十分低，但,在加了微震后，邊角處的緊實(shí)度可以達(dá)到工藝要求． 模樣較高時(shí)，微震能使模樣頂上的砂粒互相錯(cuò)位，補(bǔ)向四周深凹處，因而能提高緊實(shí)度分布的均勻性． 有人用微震及低壓壓實(shí)(比壓為200kPa)進(jìn)行試驗(yàn)，如果以探凹處底部的硬度達(dá)到65為準(zhǔn)，用先微震后補(bǔ)壓的方法，允許的深凹比A可加大至1．

54、6；壓震時(shí)可達(dá)1．4，用預(yù)震加壓震時(shí)，允許4值可達(dá)2.o．模樣頂上砂柱的允許高寬比B值也可降低，用微震后壓實(shí)方法時(shí)，其B值最小值為o．85；用壓震法時(shí)為o．72，而預(yù)震加壓震時(shí)為o．55． 實(shí)踐證明；用微震加壓方法造高度在300mm以下的各種砂型，一般皆可取得較好的工藝效果。但是氣動(dòng)微震的氣缸結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，噪聲比較大，而且震動(dòng)需延續(xù)一定時(shí)間，緊實(shí)所需時(shí)間長(zhǎng)，因而生產(chǎn)率低．目前有被射砂及其他氣流緊實(shí)方法取代的趨勢(shì)。,第四節(jié) 射砂

55、法實(shí)砂 一、射砂過(guò)程 1．射砂方法 射砂法是將芯砂(或型砂)填入射砂筒2(見(jiàn)圖1—30)中，將芯盒壓緊在射砂頭3之下，然后開(kāi)啟快速進(jìn)氣閥，壓縮空氣從貯氣包快速進(jìn)入射砂筒2，射砂筒2內(nèi)氣壓急劇提高，壓縮空氣穿過(guò)砂層，推動(dòng)砂粒，將砂粒夾在氣流之中，通過(guò)射孔4射入芯盒5，將芯盒填滿，同時(shí)在氣壓的作用下，將砂緊實(shí)． 2．射砂過(guò)程的三個(gè)階段 射砂過(guò)程很快，在小型射砂機(jī)上從射砂開(kāi)始，壓縮空氣進(jìn)入射砂筒到芯盒填

56、滿，僅約需 o．3一o．5s左右．圖l—31是一組測(cè)量所得的射砂過(guò)程中貯氣罐和射砂筒內(nèi)的氣壓變化曲線．由曲線2可見(jiàn)：進(jìn)氣閥打開(kāi)后，射砂筒內(nèi)氣壓急劇上升，同時(shí)貯氣罐氣壓下降，射砂筒內(nèi)的氣壓很快達(dá)到最高點(diǎn)，射砂過(guò)程很快，在射砂筒中氣壓 達(dá)到最高點(diǎn)前后，已基本射完，芯盒已經(jīng)填滿。,射砂過(guò)程大致可以分成以下幾個(gè)階段； (1)射前期 快速進(jìn)氣閥打開(kāi)后，射砂筒內(nèi)氣壓上升的最初階段，型砂尚不能射出，到了氣壓提高到一定程度，型砂才能從射

57、孔射出．射前期的時(shí)間很短，大約為o，008～ o．011s左右，射砂開(kāi)始時(shí)，筒內(nèi)氣壓約為50kPa． (2)自由射砂階段 砂粒由氣流推動(dòng)，由射孔射出填入芯盒。這一階段的特點(diǎn)是砂粒是以氣砂流形式穿過(guò)空間填入芯盒，自由射砂階段時(shí)間不長(zhǎng)，約為o．3～o．5s，近80％～ 90％的芯(型)砂在這一階段填入芯盒． (3)壓砂團(tuán)緊實(shí)階段 芯盒基本射滿后，自由射砂階段結(jié)束，但芯砂進(jìn)入芯盒的運(yùn)動(dòng)井未停止，在射砂頭內(nèi)氣壓與芯盒上部氣壓

58、差的推動(dòng)下，芯砂繼續(xù)向芯盒填充，射孔中原來(lái)是稀疏的氣砂流，這時(shí)成為砂團(tuán)互相推壓的密集流．這一部分后推入的型砂稱做壓砂團(tuán)，它可使芯盒上部的型砂緊實(shí)度繼續(xù)提高(圖1—32)．,3.砂粒自射孔射出 曾有人認(rèn)為：射砂是壓縮空氣以爆發(fā)狀將砂粒從射孔中彈射出來(lái)的，或是整個(gè)地推出來(lái)的．還有人認(rèn)為：砂粒與空氣先在射砂筒中攪和在一起，然后由射孔噴射出來(lái)．經(jīng)過(guò)后來(lái)的研究認(rèn)為：砂粒是由壓縮空氣高速穿過(guò)砂粒間的空隙形成的滲透壓推出來(lái)的． 高速

59、的氣流繞著砂粒流動(dòng)，對(duì)砂粒形成推力，如果氣流穿過(guò)一定的砂層流動(dòng)，則形成滲透推壓．砂層中氣壓差越大，或氣壓梯度 ( p 為氣壓，n 為流動(dòng)方向的距離)越陡，則高壓空氣的滲透流動(dòng)的速度也越大，產(chǎn)生的滲透壓力相應(yīng)地也越大．這種因氣體作滲流而在砂層中產(chǎn)生的壓力可稱為滲透壓力．如果這一壓力超過(guò)了砂粒與其鄰近砂粒的粘結(jié)力，就會(huì)與它們分離，隨著氣流射出．射出的砂粒可以是單顆粒的，也可以是成團(tuán)的砂團(tuán)，見(jiàn)圖1—33。,射孔附近的砂粒被吹走后，這里的氣

60、壓立即降低，它上面區(qū)域中的氣壓梯度立即變大，這里的砂粒隨即也被氣流吹走，這樣射孔附近的砂逐漸被吹走，形成空穴。在正常的情況下，空穴立即被附近的砂粒補(bǔ)充．射孔附近這樣一個(gè)砂粒不斷被吹走，不斷得到補(bǔ)充的區(qū)域叫做流化區(qū)，見(jiàn)圖1—34c中的陰影部分。通常射砂能夠順利進(jìn)行，直到芯盒射滿。 但在有的情況下，或者由于型砂的粘結(jié)力過(guò)大，或是由于射砂氣壓太小，或是由于射孔過(guò)小等原因，均使射砂筒內(nèi)滲透流動(dòng)遭度過(guò)低，造成型砂在筒內(nèi)某一高度處棚?。谝?/p>

61、般情況下，這一搭棚能夠自動(dòng)垮解，但使射砂流發(fā)生波動(dòng)，形成射砂疏密流，進(jìn)而影響下面芯盒中的射砂過(guò)程。如果搭棚嚴(yán)重不能自行垮解，則流化區(qū)將一直發(fā)展到射芯筒中砂層的頂部，形成一個(gè)穿孔。穿孔形成后，射砂筒頂部的高壓空氣直接與芯盒相通，產(chǎn)生空吹現(xiàn)象，射砂停止(圖1—35)，此時(shí)如果芯盤(pán)與射頭接觸處不嚴(yán)密，往往產(chǎn)生噴砂現(xiàn)象。,射砂筒的進(jìn)氣方式有兩種廠種是高壓空氣直接從射砂筒的頂上進(jìn)入，叫做頂上進(jìn)氣(圖l—34a)．為了改善射砂時(shí)射砂臂內(nèi)的氣壓分布，

62、絕大多數(shù)射芯機(jī)的射砂筒的筒壁上開(kāi)有豎的及橫的縫隙，縫隙的寬度為o．3一o．5mm(豎縫)及o.6～0.8mm(橫縫)。這些縫隙只讓空氣透過(guò)，砂粒不能通過(guò)，空氣除了從頂上進(jìn)入射砂筒外，還可以穿過(guò)四周壁上的這些縫隙進(jìn)。這種進(jìn)氣方式稱做均勻進(jìn)氣方式。有人用計(jì)算機(jī)算出不同進(jìn)氣方式時(shí)射砂筒內(nèi)的氣壓近似分布圖(圖1-34)，可見(jiàn)：均勻進(jìn)氣時(shí)．射砂筒本體內(nèi)氣壓梯度不大，氣壓梯度主要集中于射氣附近錐形射頭中，這既可以避免射砂筒的本體部分的型砂受氣壓梯

63、度作用而緊實(shí)，又加大了射孔附近的氣壓梯度，增強(qiáng)氣流的滲透，使砂順利射出．,另外，均勻進(jìn)氣時(shí)，射頭邊上的等壓線比中心部分密，其流化區(qū)比較分散(對(duì)比圖l—34的a與b)，而若頂上進(jìn)氣時(shí)，等壓線在射砂筒壁附近比較稀疏，中心線上比較密集，射砂時(shí)形成中心流化區(qū)．該中心流化區(qū)容易向上發(fā)展，產(chǎn)生穿孔、搭棚等現(xiàn)象．因此，絕大多數(shù)射芯機(jī)都采用均勻進(jìn)氣方式． 但是帶縫隙的射砂筒加工十分費(fèi)時(shí)，使用時(shí)要常加清刷，以免堵塞，所以如果芯砂的流動(dòng)性好，濕強(qiáng)度

64、低，容易射出，也可以不要筒壁上的縫隙. 4．影響砂粒射出的一些因素 射砂要求砂粒能順利自射孔射出，氣砂流密度大，無(wú)明顯狡動(dòng)。很多因素影響射砂射出 的過(guò)程，主要有以下幾種；,(1)射砂氣壓及氣壓梯度 提高射砂的工作氣壓，能提高射砂筒內(nèi)的氣壓梯度，加強(qiáng)空氣的滲透，使砂粒能順利射出。因此．要求射砂開(kāi)始后，射砂筒內(nèi)的氣壓升高要快一些，射砂時(shí)能維持筒內(nèi)的高氣壓，所以射芯機(jī)都要求用流通截面足夠大的快速進(jìn)氣閥門(mén)． 但

65、是射砂開(kāi)始時(shí)，射砂筒內(nèi)氣壓升高速度也不可過(guò)高，因?yàn)樵谏渖伴_(kāi)閥時(shí)，如果使射砂筒內(nèi)頂部氣壓升高速度過(guò)快，則突然升高的氣壓會(huì)將射砂筒內(nèi)的型砂緊實(shí)，情況正如氣沖緊實(shí)(見(jiàn)后文)法中特砂型緊實(shí)的作用一樣，只不過(guò)前者是將砂在射砂筒中緊實(shí)，后者是將砂在砂箱中緊實(shí)，而射砂筒中芯砂緊實(shí)后，強(qiáng)度提高，更不利于砂粒射出．,(2)型砂性能與射砂筒中型砂的緊實(shí) 松散、容易流動(dòng)的芯砂，如怕砂、樹(shù)脂砂等，砂粒相互間粘結(jié)力不大，易于射出，而且流動(dòng)性好，流化區(qū)能得到很好

66、的補(bǔ)充，所以射砂時(shí)不易產(chǎn)生搭棚及穿孔等現(xiàn)象．粘土砂及其他流動(dòng)性差、濕強(qiáng)度高的型砂，砂粒間粘結(jié)力大，不易射出，而且在反復(fù)多次吹射的過(guò)程中，可能受到射砂筒內(nèi)氣壓梯度的緊實(shí)，使砂粒間相互的粘結(jié)力增大，砂粒間孔隙率減?。浣Y(jié)果，對(duì)空氣滲透的阻力加大，在相同的工作氣壓條件下，滲透氣流速度小，因而使砂粒的射出力量減小．同時(shí)，由于流動(dòng)性差，對(duì)流化區(qū)補(bǔ)充發(fā)生困難，射砂就會(huì)產(chǎn)生障礙，甚至形成穿孔、搭棚以至空吹等現(xiàn)象．,(3)錐形射頭與射孔大小 射芯機(jī)的

67、射頭大都做成錐盆形，目的在于使射砂筒的氣流向射頭集中，在射孔處造成大的滲透流速，有利于砂粒的射出，也使氣壓梯度逐漸向射孔增大，有利于型砂向流化區(qū)補(bǔ)充，同時(shí)使射砂筒本體內(nèi)氣流的滲透流速減小，降低型砂在射砂筒內(nèi)受緊實(shí)的程度。 射孔不能過(guò)小，小的射孔孔壁對(duì)砂粒的射出阻力相對(duì)較大，有可能造成射砂筒內(nèi)滲透氣流速度過(guò)低、產(chǎn)生射砂波動(dòng)現(xiàn)象．射孔足夠大，則有利于射砂，一般可取射孔截面積為射砂筒截面積的O．2～O．5．,二、射砂時(shí)砂粒在芯盒中的緊

68、實(shí) 以上介紹了砂粒從射砂筒射出的過(guò)程，以下分析一下砂粒在芯盒(或砂箱)中緊實(shí)的情況。 1．芯盒的排氣方式 氣砂流射入芯盒，芯砂在芯盒中緊實(shí)，同時(shí)，氣體必須排出，使芯盒在射砂過(guò)程中保持低氣壓，有利于砂粒的射出．排氣方式有兩種：上排氣與下排氣，見(jiàn)圖1—36。 上排氣法排氣孔開(kāi)在射砂頭上，射孔出來(lái)的氣砂流向下面芯盒射出砂流后由上面排氣孔排出。下排氣法的排氣孔設(shè)在芯盒下部，或芯盒支叉部分的末端，射砂時(shí)，空氣透過(guò)砂

69、層從排氣孔排出，也可以在芯盒的上部和下部都開(kāi)排氣孔，綜合排氣。,上排氣法在射砂的大部分時(shí)間中，射孔直接與大氣相通，保持射砂筒與射孔之間有較大的氣壓差，有利于砂的射出．同時(shí)，射出的氣砂流在較低的周?chē)鷼鈮褐?，可以進(jìn)一步加速，更多地利用氣砂流的動(dòng)能使芯砂緊實(shí)．上排氣法的捧氣塞開(kāi)在射頭上，因之，芯盒不必開(kāi)拌氣孔，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，所以用得較多． 下排氣法保持芯盒下部與大氣相通，可以更好地利用氣壓差，使芯盒下部的芯砂得到緊實(shí)．不少芯盒，特別是