砂型铸造浇注时间的精确测量装置、方法及造型结构与流程

本发明涉及一种砂型铸造浇注时间的精确测量装置、方法及造型结构。

背景技术：

一直以来，砂型铸造的浇注时间是个重要的技术参数，对铸件的质量有着重要的影响。而浇注时间与铸件的质量和结构、铸型工艺条件、合金种类及选用的浇注系统等有关。目前的铸造工艺设计确定浇注时间一般依据各种经验公式与图表，通常根据铸件的质(重)量来确定。

在实际铸件浇注过程中，浇注时间的测量多数是金属液(以铁液为例)从包内倒入浇口盆(或铁液达到浇口盆一定液面后拔掉水口堵)开始计时，铁液从冒口溢出计时结束。

而这种测量方式，得到的浇注时间需要记录员判断计时开始和结束，受环境光线、人员视野和浇口盆拔堵先后等因素影响很大，实际上同一个铸件测量的浇注时间变化范围很大，有时候相差几秒，有时候甚至相差几十秒，如果以此确定浇注时间，则非常不精确，主观因素影响占比非常大。

同时，上述测量过程得到的浇注时间实质上也并不单纯是铸件的浇注时间，而是包含铸件在内整个浇注过程的总时间；而浇注时间的测量不准确，会导致无法正确验算铁液的上升速度、最小剩余压头(铁液全部充满型腔，铸件最高点到浇口杯液面最小高度)等工艺参数，更加无法准确验证浇注系统的合理性。

随着对铸件质量要求的不断提高，对铸造厂过程控制的要求越来越严，为了保证铸造质量可控，熔炼上记录浇注时间变化范围必须受控，因此，目前急需一种能够准确测量记录浇注时间的方法或装置。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，提出了一种砂型铸造浇注时间的精确测量装置、方法及造型结构，本发明利用高温金属液的导电性良好这一特性，通过测量点的巧妙设置，能够保证对砂型铸造中的浇注时间进行准确测量，避开现有测量手段中存在的影响因素。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种砂型铸造浇注时间的精确测量装置，包括导电件和计时器，所述导电件包括至少两组，一组导电件设置于砂型的第一位置，连接计时器，作为开始计时的触发端；

其它组导电件分别设置于砂型的指定位置，连接计时器，作为停止计时的触发端，通过记录不同组导电件对应的触发导通时刻，得到浇注液上升到对应指定位置处的浇注时间。

这种设置方式能够应用在多层浇注上，只要指定想要探测的浇注段，即可得到准确的浇注时间。

作为单层或单段测量，优选为整个浇注时间的测量的实施方案为：

所述导电件包括两组，一组导电件设置于砂型铸造造型结构的直浇道底端，连接计时器，作为开始计时的触发端；

另一组导电件设置于砂型冒口处，连接计时器，作为停止计时的触发端；通过记录两组导电件对应的触发导通时刻，得到浇注时间。

进一步的，所述导电件的一端埋置于砂型铸造造型结构的直浇道底端或冒口处，另一端从侧面的出气孔引出。

进一步的，所述导电件为金属丝，且金属丝的端头处的金属面外露。

进一步的，每组导电件包括两个金属丝，且金属丝的埋设或/和引出过程中具有间隔。保障金属丝之间的距离，使其不接触，能够充分保证计时开始或/和结束触发准确。

进一步的，所述导电件除端部外，表面套有绝缘层。绝缘层的设置能够保证导电件之间的相互绝缘、不影响。

当然，本申请的导电件还可以为导电柱等元器件，只要是具有导电作用，且结构较小，适合埋设于砂型铸造造型结构内的元器件从工作原理上来说都可以适用，这种替换与选择属于本领域技术人员容易想到的，理应属于本发明的保护范围。

所述计时器包括至少复位接线端口和暂停接线端口，分别与两组导电件连通，通过记录复位接线端口和暂停接线端口各自的触发导通时刻，得到浇注时间。

进一步的，所述计时器的接线端口设置有接线卡子。以进行和导电件更加牢固的连接和固定。

优选的，所述计时器为数显循环时间继电器js-时间记录器。

进一步的，所述复位接线端口和暂停接线端口均设置有对应的两个接线端子。

基于上述装置的测量方法，高温熔融浇注液进入直浇道，利用浇注液的导电性，使得设置于第一位置处的导电件与计时器连通，触发计时器开始记录时间；浇注过程中浇注液到达其它指定位置处时，对应的指定位置的导电件与计时器连通，触发计时器停止记录时间，得到浇注液上升到对应指定位置处的浇注时间。

进一步，当为整个浇注过程的测量时，高温熔融浇注液进入直浇道，利用浇注液的导电性，使得设置于直浇道底部的导电件与计时器连通，触发计时器开始记录时间；浇注过程结束时浇注液到达冒口，在设置于冒口处的导电件与计时器连通，触发计时器停止记录时间，得到整个浇注过程的时间。

一种具有计时功能的砂型铸造造型结构，包括造型结构本体和计时器，造型结构本体的第一位置处设置有一组导电件，该组导电件作为计时器开始计时的触发端；造型结构本体的其它位置处各设置有一组导电件，作为计时器不同的停止计时时段的触发端。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明完成对浇注时间的精确测量只需要计时器和多个导电件即可，生产成本低，测量浇注时间准确可靠，将浇注时间变化范围有效缩小，测量结果准确；

(2)本发明的现场操作使用方便，可以有效的指导生产，并帮助分析浇注异常情况如水口堵处漏铁液、过滤片被铁液渣滓堵塞等；

(3)本发明的应用前景广阔，可适用于分层浇注控制的浇注时间测量，特别是大型的铸钢件的浇注时间的测量与控制；进一步的，关于分层浇注：可以根据分层浇注的实际要求，设置多个js-时间记录器；所有记录器共用开始计时的触发端，每个记录器设置不同停止计时的触发端；或者设置一个时间记录器可以同时记录多个不同位置停止计时的触发时间，这样可分别记录浇注液上升到指定高度的各个时间，从而更好的指导生产。

(4)本发明的计时器在浇注之前进行接线等准备，浇注时计时器会随着浇注过程结束自动记录时间，人员只需要等到浇注后记录数据即可，因此使用方便且操作安全；

(5)本发明的测量过程中利用金属浇注液的导电性进行测量，排除了环境光线、人员视野和浇口盆拔堵先后等影响因素的干扰，测量结果更为客观、准确。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明工作原理图；

图2(a)和图2(b)是本发明的js-时间记录器单段记录和多段记录的继电器电路图；

图3是本发明的分层浇注控制示意图。

其中：1、浇口杯，2、砂箱，3、砂型，4、直浇道，5、横浇道，6、过滤片，7、铁丝，8、卡子，9、水口堵，10、内浇道，11、保温冒口，12、出气冒口板，13、砂箱出气孔，14、铸件，15、js-时间记录器，16、数显时间继电器，17、复位接线口，18、把手，19、保护盒，20、暂停接线口，20-1、第一暂停接线，20-2、第二暂停接线，21、内置电源。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在浇注时间需要记录员判断计时开始和结束，受环境光线、人员视野和浇口盆拔堵先后等因素影响很大；测量的浇注时间不是铸件14的浇注时间，而是包含铸件14在内整个或部分浇注过程的总时间，浇注时间测量不准确的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种铸件14浇注时间的精确测量装置、方法及造型结构。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种浇注时间精确测量装置由内置电源21(dc24v)、数显时间继电器16(具有数码显示功能，延时误差≤1％，通电延时、循环延时工作模式；1组或2组延时触头；带清零或暂停功能)、接线若干(带接线卡子8)、把手18和保护盒19等组成。

从砂型3直浇道4底端预埋两根铁丝7，两根铁丝7端头不能接触，且相距＞10mm，两根铁丝7的端头在刷涂结束后清理掉涂料，露出金属面，两根铁丝7的另外两端从砂箱2侧面的出气孔引出(两根铁丝7引出砂型3过程中不能接触)。

从砂型3冒口某处预埋另外两根铁丝7，两根铁丝7端头不能接触，且相距＞10mm；两根铁丝7的端头在刷涂结束后清理掉涂料，露出金属面，两根铁丝7的另外两端从砂箱2侧面的出气孔引出(两根铁丝7引出砂型3过程中也不能接触)；将js-时间记录器15两根复位接线卡子8卡到砂型3浇道某处的两根铁丝7引出砂型3的端头上；将js-时间记录器15的两根暂停接线卡子8卡到砂型3冒口某处两根铁丝7引出砂型3的端头上。

测量方法的工作原理：高温铁液(一般1380℃左右)具有很好的导电性，以浇注过程中流动的铁液作导体。将js-时间记录器15的两根复位接线接到砂型3的直浇道4位置，作为计时开始；将js-时间记录器15的两根暂停接线接到砂型3的冒口位置，作为计时结束；随着浇注过程结束，js-时间记录器15可以自动实现准确记录浇注时间。

浇注开始时，高温熔融铁液由浇包先进入浇口杯1。铁液在浇口杯1内经短暂静置后拔堵(或是高温铁液将浇口杯1内的铁片完全融化后)，铁液继续进入直浇道4，如图2(a)和图2(b)所示，在直浇道4底部接通js-时间记录器15的两处复位接线头(连接端口①和③)，时间记录器开始记录时间；然后铁液再经过横浇道5、内浇道10、铸件14，最后到达冒口。在冒口处接通js-时间记录器15的两处暂停接线头(连接端口①和④)，时间记录器结束记录时间，浇注过程计时结束。

如图3所示，对于复杂的铸件14特别是大型的铸钢件的浇注，进行分层浇注控制的浇注时间测量，根据分层浇注的实际要求，设置多个js-时间记录器15；所有记录器共用开始计时的触发端，每个记录器设置不同停止计时的触发端，这样可分别记录浇注液上升到指定高度的各个时间，从而更好的指导生产。

也可以使用一个时间记录器，同时分别记录多个时间，共用开始计时的触发端，设置不同停止计时的触发端，对于不同的测量位置，可分别记录浇注液上升到指定高度的各个时间。

如图1所示，现有造型结构和计时器的结合，形成具有计时功能的砂型3铸造造型结构。本发明能够帮助分析浇注异常情况如水口堵9处漏铁液、过滤片6被铁液渣滓堵塞等。

本申请的另一种实施例中，上述的铁丝7更换为铜丝。

为了降低成本，制备方便，本申请优选形成上述铁丝7或铜丝。但是，启示只要是导电丝都可以，本领域技术人员可以根据实际的情况选择合适的导电丝。

本申请的又一种实施例中，上述铁丝7替换为导电柱。导电柱可以设计为狭长型，一端埋设于直浇道4底端或冒口处，另一端延伸出砂箱2，不用时可以悬空。

本申请的再一种实施例中，js-时间记录器15替换为其他类型的时间继电器。

本申请的另一种实施例中，铸造浇注液为其他金属液，如铝液、镁液或者合金液，根据具体铸件14进行合理更换。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。