一種利用最佳緊實度調整型砂的方法和裝置的製作方法
2023-11-07 13:45:47 1
專利名稱：一種利用最佳緊實度調整型砂的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種調整型砂的方法，特別涉及一種用於確定型砂的最佳緊實度(下面用CB表示)和相應調整型砂的方法和裝置。
控制CB以調整分批混合的型砂這一技術是公知的(例如，見日本專利公開號No.3-76710)。在該方法中，型砂的CB通過加入水來控制，而添加物的量諸如膨潤土，新砂和細粉末在一個批量中保持穩定以便達到一個給定的CB值指標。可是，作為用於控制指標值的型砂CB只能根據經驗設置，並且沒有確定最佳CB的方法。
一方面，有一種調整諸如膨潤土，新砂和細粉末添加物的量的方法，以長期調整型砂。在該方法中，通過測定每小時或每天的排氣量，抗力，有效粘土的百分比以及總粘土的百分比來調整諸如膨潤土添加物。其目的在於使型砂的性能諸如粘土的顆粒大小配比和百分比保持穩定。這是因為在循環時包括混砂，造型，澆鑄，清砂以及回收的過程中型砂會依鑄件的重量，形狀以及型砂與金屬的比率而受到不同程度地熱影響，還因為型砂隨著鑄件或通過一個集塵器被帶走。
可是，幾乎沒有一種研究鑄型變形性能的長期調整方法。也就是說，鑄型的輸送，鑄型內的澆鑄或在鑄型上加載會產生鑄型缺陷。進一步地，鑄型的這種缺陷對於目前生產中強烈需求的高精度或薄壁鑄件產生影響。可是，在一個常規的型砂的長期調整方法中，關於鑄型的這種缺陷的這些聯繫沒有被研究，沒有涉及型砂的長期調整與CB相結合的觀念。於是，迄今沒有在個批量或一個長期的基礎上試圖使CB值指標最佳化。針對這樣的現有情況，本發明提供一種確定型砂的最佳CB的方法，該方法與在調整型砂中的鑄型的變形性能相結合。
為了達到上述目的，用於確定型砂最佳緊實度的本發明方法包括利用緊實度測定裝置測定型砂的緊實度，以及利用壓縮變形測定裝置測定與緊實度相應的一個試樣模的一個壓縮變形值，重複所述的測定步驟至少三次，並且利用運算裝置運算最佳緊實度，在該緊實度下上述試樣模的壓縮變形值最小。
本發明能夠利用分析這些情況的上述裝置，確定型砂的最佳CB，而使實際鑄型的壓縮變形值最小。
本發明是以下列觀測結果為基礎的。本發明人發現通過選擇壓縮變形值作為一個鑄型性能能夠使該變形值與CB聯繫起來。即，利用形成一個試樣模以及測定其壓縮變形值，估算一種情況，在該情況下實際鑄型的壓縮變形值最小。於是型砂的具有代表性的性能被該試樣模的性能所替換，該試樣模的壓縮變形值最小。相反地，也可認為利用控制型砂的具有代表性的性能能夠製成壓縮變形值最小的鑄型。型砂的具有代表性的性能包括顆粒尺寸指數，總粘土的百分比，或累計混砂的燃燒損耗。可是，在一個批量混砂中掌握在壓縮變形值與顆粒尺寸指數，或總粘土的百分比，或累計混砂的燃燒損耗之間的關係是困難的。因此，本發明人找到一種利用設定CB作為一個具有代表性的性能來間接地控制型砂的壓縮變形值的方法，因為在一個批量混砂中CB的控制是比較容易的。
雖然型砂的壓縮變形值與CB之間的關係是模糊的，但是本發明人在這方面重複實驗後找到如
圖1的關係。圖1表示當給試樣模一個恆定的壓力時CB百分比和變形值之間的關係。在揉搓回收砂A和B以及新砂中，它們有各自不同的CB百分比和變形值之間的關係，並且在壓縮變形值最小時，它們的CB百分比按照從回收砂A到B到新砂的順序變小。進一步地，即使關於A，B，以及新砂的砂的種類不同，這些曲線在經常所用的CB百分比的範圍內總是下凸的。於是，CB是可控制的從而減小壓縮變形值。如上所述，本發明目的在於找到當施加一個恆定的壓力時CB百分比和變形值之間的關係，並且通過提供CB的控制關係來調整最佳型砂。
圖1是表示由各種型砂形成的試樣模的壓縮變形值與CB之間的關係圖。
圖2是本發明的一個實施例的示意圖。
現將參照附圖詳細地描述本發明的一個實施例。圖2表示用於實施本發明的一種結構。由混砂機1提供一個取樣裝置2。該取樣裝置2對混和的型砂3取樣。在取樣裝置2的下面設置一個用來測定型砂3性能的測定裝置30，該測定裝置30由用於測定型砂的CB的CB-測定裝置4和用於測定型砂3所形成的試樣模10的壓縮變形值的壓縮變形測定裝置5構成。CB-測定裝置4和壓縮變形測定裝置5都與存儲裝置6電連接。運算裝置7也與存儲裝置6電連接，該運算裝置7與CB-控制裝置8電連接。
現將描述每一個裝置的詳細情況。CB-測定裝置4用於在一定量的型砂3被稱量並且放置在一個實驗圓筒9內然後被壓緊時測定型砂3的坍塌的程度。坍塌值實際上由安裝在一個伺服電動機11上的一個編碼裝置13測定。CB-測定裝置4是公知技術，例如，日本專利公開號No.1-15825所公開的。
用於試樣模10的壓縮變形測定裝置5操作如下例如，利用壓緊一定量的型砂3形成一個圓柱形試樣模10(直徑50毫米以及高度50毫米)，測定試樣模10並將其放置在實驗圓筒9內；測定壓縮變形值當試樣模10被從上端和下端同時壓縮時；實際上，一個作為抗力的載荷通過一個測力傳感器12被測定，並且試樣模10被編碼裝置13測定，而速度和扭矩則由伺服電動機11控制。該壓縮變形測定裝置5由安裝在一種公知的裝置上的測力傳感器12構成，該公知的裝置例如已在日本實用新型早期公開號No.5-71752中公開。
一臺微型計算機用作存儲裝置6和運算裝置7。CB控制裝置8操作如下當混砂機1開始混和型砂3時，由一個自動的測定裝置測定型砂3的性能；測得的結果送到控制裝置以便計算為使混和的型砂3能夠達到CB值指標所需要加入水的量；所需要的水由一個水罐或一個供水管提供。CB控制裝置8是公知技術，例如，日本實用新型公開號No.63-34775所公開的。
現將描述上文描述的所構成裝置的操作。由混砂機1提供的取樣裝置2對型砂3取樣而由一個彈簧2a使型砂3鬆散。型砂3被放置在CB測定裝置4內以測定CB。同樣CB的型砂3被放置在壓縮變形值測定裝置5內形成一個試樣模10以便測定抗力和變形。接著CB值，抗力和變形量的數據從存儲裝置6中讀出以利用運算裝置7來計算在一個恆定的壓力下的CB值和變形量。在恆定的壓力下的變形量最小的情況下的CB值由運算裝置7計算來得到一個CB和變型量二者之間的關係式以便獲得在變型量最小時的CB。對於計算方式，例如，可用最小二乘方法。然後用CB值指標替換在恆定的壓力下的變形量最小的情況下的CB值來獲得CB值指標。通過使用獲得的CB值指標，要加入到混和的型砂內的水量由CB控制裝置8控制以便達到能夠使型砂3的壓縮變形值最小的一個鑄型性能。如上所述，本發明能提供一種確定最佳CB的方法，該方法利用間接地監測鑄型性能之一的壓縮變形值能夠使壓縮變形值最小。
在該實施例中，披露了一種引入一條砂調整線內的方法。但是，本發明的裝置也可設置在遠離該砂調整線的區域，例如，在一個實驗室內，並且在那裡型砂的最佳CB值可被確定以便通過用該值替換CB值指標來操作CB控制裝置8。進一步地，在砂調整線內的用於確定CB值指標的裝置可設置在其它位置，例如，用靠近造型裝置的位置代替恰好在混砂機下面的位置。
對於CB的實際控制，CB指標可通過在最佳CB的基礎上考慮所運載的型砂的變化來設置。雖然壓縮變形值是從由型砂形成的試樣模10的抗力和變形量中獲得並測得試樣模的CB值的，但是該方法並不限於此。上面雖然使用了一個圓柱形試樣模來測定壓縮變形值，可是也可使用其它形狀或尺寸的試樣模。總之，所使用的其它類型的試樣模足夠長以便試樣模的CB和與CB相對應的壓縮變形值能被測定。
從上述描述可以看出用於調整型砂的本發明的方法能夠獲得最佳CB或型砂，而使實際鑄型具有最小的壓縮變形值。於是，在輸送過程中鑄型的變形或在造型過程中的膨脹可被保持在最小限度，從這一方面來說本發明在生產中具有重要意義。
權利要求
1.一種確定型砂的最佳緊實度的方法包括利用緊實度測定裝置(4)測定型砂的緊實度以及利用壓縮變形測定裝置(5)測定與緊實度相應的一個試樣模(10)的一個壓縮變形值，並且重複所述的測定步驟至少三次，利用運算裝置(7)運算在該試樣模(10)的一個壓縮變形值最小時的最佳緊實度。
2.一種如權利要求1所述的方法，其特徵在於包括測定型砂的緊實度，並且測定一個由其緊實度與所述的緊實度一致的型砂製成的試樣模(10)的一個抗力值和變形量。
3.一種如權利要求1所述的方法，其特徵在於運算型砂的最佳緊實度的步驟包括利用存儲裝置(6)存儲緊實度，抗力以及變形的測量結果，以及通過利用從存儲裝置(6)讀出的數據計算在一個恆定的壓力下的變形量最小時的一個緊實度的值。
4.一種確定型砂的最佳緊實度的裝置包括用於測定型砂的緊實度的測定裝置(4)，用於測定由相同緊實度的型砂製成的一個試樣模(10)的壓縮變形值的測定裝置(5)，以及用於運算在該試樣模(10)的一個壓縮變形值最小時的最佳緊實度的運算裝置(7)。
5.一種調整型砂的方法，其中在混砂裝置(1)中的型砂(3)被安裝在混砂裝置(1)上的取樣裝置取樣，並且其中型砂的是，在向砂中加水的同時測定被取樣型砂的緊實度，以得到一個緊實度指標值，其特徵在於該方法包括測定在混砂裝置(1)中被混合的型砂(3)的緊實度，並且測定由相應的緊實度的型砂(3)形成的試樣模(10)的抗力值和變形量，利用運算裝置(7)運算在該試樣模(10)的一個壓縮變形值最小時的最佳緊實度，並且根據該最佳緊實度替換一個緊實度值指標。
全文摘要
本發明提供一種相對鑄型變型性能最佳化型砂的調整方法和裝置，該方法包括利用緊實度測定裝置(4)測定型砂的緊實度以及利用壓縮變形測定裝置(5)測定與緊實度相應的一個試樣模(10)的一個壓縮變形值，重複所述的測定步驟至少三次，並且利用運算裝置(7)運算在該試樣模(10)的一個壓縮變形值最小時的最佳緊實度。
文檔編號B22C9/00GK1149008SQ9611049
公開日1997年5月7日 申請日期1996年7月5日 優先權日1995年7月7日
發明者理西田 申請人:新東工業株式會社