专利名称：获得有关湿砂型试样应变--应力关系数据的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种确定湿砂型试样的应变——应力关系的方法和装置，尤其是一种确定湿砂型试样的应变——应力关系，以预测受到压力、拉力及切应力的湿砂型变形程度的方法和装置。其中试样是在接近实际得出给定湿砂型的条件下，通过模压型砂以得到湿砂型而得到的。
近来，为了使生产的模件薄而轻，并减少生产工序，已然要求尺寸精确的产品。因此，不仅必须使浇注熔融金属的湿砂型的模腔尺寸精确，尤其是在移动湿砂型或注入熔融金属时，还须防止湿砂型的变形。
然而，传统中人们丝毫未对湿砂型被移动或被注入熔融金属后的潜在形变给以注意，而仅仅测试湿砂型的硬度或强度，或者型砂的可压实性或透气性。另外，对于模腔被移动或注入熔融金属时模腔形变，削弱产品尺寸的精度的原因也未做过研究。作为发明者研究湿砂型型砂的结果，找到了这一原因。
由于上述情况，本发明的目的是提供一种获取有关试样的应变——应力关系的数据，以预测湿砂型在被移动之后，或者被注入熔融金属后所致变形的方法和装置，其中试样由在接近实际得出给定湿砂型的条件下模压型砂用以得到湿型砂而得到的。
为实现上述目的，在如
图1所示的一种情况下，本发明提供了一种得到有关试样的应变——应力关系的数据，以预测湿型砂形变程度的方法，其中试样是在接近实际得出给定湿砂型的条件下，通过模压型砂用以得到湿砂型而制得，其特征在于，此方法包括以下步骤随着时间的流逝逐渐增加地改变加给试样的负荷(图1中的方框21)；以小间隔测量在变化负荷的条件下试样的负荷变化和长度变化(图1中的方框22)；根据这种小间隔的测量结果计算试样的应变——应力关系(方框22)；根据算得的应变——应力关系存储数据(方框23)。
在本发明中，应变包括压应变，拉应变和剪切应变，而应力包括压应力，拉应力和剪切应力。
为实现上述目的，在如图2所示的另一种情况下，本发明提供了一种得到有关试样的应变——应力关系的数据，以预测湿砂型形变程度的装置，其中试样是在接近实际得出给定湿砂型的条件下，通过模压型砂用以得到湿砂型而得到的，其特征在于，此装置包括支撑试样一端的第一支承件1；支撑由第一支承件1支撑的试样另一端的第二支承件2；通过从转动转换成直线运动的球状螺钉3，始终将逐渐增加的变化负荷加到第一和第二支承件1、2中至少一个上面的伺服电机4；用于将指令送给伺服电机4，使其输出扭矩的扭矩指令机构5，以小间隔测量试样长度变化的长度测量机构6，根据长度测量机构6的测量结果和由扭矩指令机构5给定的扭矩值，以小间隔计算试样的应变——应力关系的计算机构7，存储计算机构7的计算结果的存储器8。
在本发明的装置的结构中，伺服电机4由扭矩指令机构5驱动，推进或退回球形螺钉来压缩或拉伸试样。始终通过测量机构6以小间隔测量试样长度的变化，然后由计算机构7按各间隔计算出被测试样的应变——应力关系并将根据计算结果的数据储存在存储器8中。由于由型砂所得湿砂型的性质是利用存储器中的数据得到，所以可预知湿砂型因移动或被注入熔融金属而发生的形变程度。
另外，为达到上述目的，在如图3所示的本发明再一种情况下，本发明提供了一种得到有关试样的应变——应力关系的数据的装置，以预测湿砂型的形变程度，其中试样是在接近实际得出给定的湿砂型的条件下，通过模压型砂用以得到湿砂型而得到的，其特征在于，该装置包括支撑试样一端的第一支承件1；支撑由第一支承件1支撑的试样另一端的第二支承件2；始终通过从转动变换成直线运动的球形螺钉3将逐渐增加的变化负荷加到第一和第二支承件1、2中至少一个支承件上的伺服电机4；以小间隔测量加到试样上的变化负荷的负荷测量机构9；以这种小间隔测量试样的长度变化的长度测量机构6；根据长度测量机构6和负荷测量机构5的测量结果，计算以小间隔测得的试样的应变——应力关系的计算机构7；储存由计算装置7以小间隔算得的结果的存储器8。
在本发明这种情况的装置的结构中，伺服电机4被驱动，推进或退回球形螺钉，以压缩、拉伸或剪切试样。试样形变的变化始终由测量机构6以小间隔进行测量。加给试样的变化负荷由负荷测量机构9以这种小间隔加以测量。另外，在这种小间隔时试样的应变——应力关系由计算机构7计算，有关计算结果的数据被储存到存储器8中。由于由型砂所得湿砂型的性质是利用存储器中的数据得到的，所以湿砂型因其移动或被注入熔融金属所致形变的程度就可被预知。当设计模板时，设计者就可将这一预知的形变信息反馈到设计模板中，以防止当从模板取出湿砂型时发生形变。
图1是本发明第一方面的构造的流程图；图2是本发明第二方面的构造的方框图；图3是本发明第三方面的构造的方框图；图4是本发明第一实施例的示意图；图5是图1中微型计算机的操作方框图；图6是利用本发明得到的试样被加载时的应变——应力的关系曲线；图7是本发明第二实施例中微型计算机的操作方框图。
以下参照图4说明本发明的第一实施例。平台1起第一支承件的作用，以支承试样T，它被设置在支承框架11的下部中央。包括伺服电机4和朝下指向的球形螺钉3的电动油缸12被装在框架上并位于平台1的上方。伺服电机4装有起长度测量机构6作用的旋转编码器13。伺服电动机4与伺服驱动器14电连结，所述伺服驱动器14本身又与微型计算机15电连结。
如图5所示，微型计算机15有许多功能，如按时间控制伺服电机4的时间控制机构16；计算加到试样T上的负荷强度的负荷计算机构17；将由负荷计算机构17计算出的力转变成伺服电机4的扭矩，以输出扭矩的负荷/扭矩转换机构18；指令伺服驱动器14根据扭矩指令机构19的变换结果输出所需扭矩的指令机构19；储存由旋转编码器13测得的试样形变程度和以小间隔测量的负荷强度的存储器20。
另外，如图4所示，第二支承件2起将负荷传给试样的部件的作用，此支承件2被固定在电动油缸12的螺杆下端。
以下说明此装置的操作情况。首先，在接近实际得出给定湿砂型的条件下通过对湿砂型压缩型砂制做试样。然后将试样放在平台1上，随之驱动装置。由此，电动油缸12的伺服电机4被驱动，以降低负荷件2。这个部件2压迫着试样T。试样T的加压按每JIS(日本工业标准)技术规范为SZ2604进行，以试验型砂，加到试样上的负荷的增量比为0.3N/cm2(此式来自JIS2601，1993版)。
在负荷件2向下移动接触到试样T后，伺服驱动器14由微型计算机15的扭矩指令操纵，同时负荷件2上的负荷始终增加。变化的负荷以及由此而造成的试样T的长度变化在各间隔中由旋转编码器13来测量。根据测量结果，由微型计算机15计算试样在各间隔中的应变——应力关系，再储存其数值。所储存的应变——应力关系数据由图6表示，它表示了对三个型砂试样的测试结果。点A、B、C表示三个试样各自的变形极限。由此，再看图6，可预测由用于试验的同样型砂制得的湿砂型的形变。
在上述的第一个实施例中，加到试样T上的负荷是间接被测量的，而伺服电机4的输出强度被做为加到试样T上的负荷。然而，这种结构可由如图7所示的第二个实施例中的结构替代。在第二个实施例中，比如电动油缸12可被安排在支持框架11的下部，并且螺杆与负荷件2滑配合。在这种情况下，负荷元件可放在负荷件2上做为负荷测量机构9。因此，加给试样T的负荷在负荷元件被压缩的情况下由负荷元件测量。这种结构对于球形螺钉3和/或任何其它机构将摩擦阻力传给伺服电机4都是有效的。
另外，在第二实施例中，负荷元件的输出信号被送给微型计算机15，并计算和储存在每个间隔上的关于应变——应力关系的数据。
在第一和第二实施例中，将一压力负荷加给试样T。然而，取而代之，可以适当方式通过夹持或拉伸试样，将一拉伸负荷施加于其上。虽然在第一和第二实施例中通过改变伺服电机4的扭矩来改变负荷强度，代替这个，也可通过改变通入其中的电流来改变这个负荷强度。
恰如从以上描述所看到的那样，在本发明中始终加给试样以逐渐增强的负荷；在每个小间隔内都测量变化的负荷及由变化负荷产生的试样长度的变化；并根据这些测量结果，计算和储存各小间隔中试样在变化负荷下的应变——应力关系的数据。因此，本发明使人们根据所存储的数据得到湿砂型的性质，并预测其在被移动或注入熔融金属时湿砂型可能发生的形变，从而能预先考虑这种形变。于是，就能够容易而可靠地解决湿砂型的移动或因注入熔融金属而变形，这是迄今为止所未曾达到的本发明的最显著的优点。
权利要求
1.一种用于得到试样的关于应变——应力关系的数据，以预测湿砂型形变程度的方法，其中试样是在接近实际得出给定的湿砂型的条件下通过模压型砂用以得到湿砂型而得到的，所述方法包括以下步骤始终在试样上施加逐渐增大的变化负荷；以小间隔测量变化的负荷及试样在变化负荷下的长度变化，和根据这种以小间隔的测量结果计算试样的应变——应力关系，并储存根据计算得到的应变——应力关系数据。
2.一种用于得到试样的关于应变——应力关系的数据，以预测湿砂型形变程度的装置，其中试样是在接近实际得出给定的湿砂型条件下通过模压型砂用以得到湿砂型而得到的，所述装置包括支撑试样第一端的第一支承件(1)；支撑由第一支承件(1)支撑的试样第二端的第二支承件(2)；始终通过其运动由旋转变换成直线运动的球形螺钉将逐渐增大的变化负荷施加给第一和第二支承件(1、2)中至少一个的伺服电机(4)；用于向伺服电机发出指令，使其输出扭矩的扭矩指令机构(5)；用于以小间隔测量试样的长度变化的长度测量机构(6)；用于根据长度测量机构以小间隔进行的测量结果和由扭矩指令机构给出的扭矩数值计算试样的应变——应力关系的计算机构(7)；用于储存由计算机构算得的结果的存储器(8)。
3.一种用于得到关于试样的应变——应力关系的数据，以预测湿砂型形变程度的装置，其中试样是在接近实际得出给定的湿砂型条件下通过模压型砂用以得到湿砂型而得到的，所述装置包括支撑试样第一端的第一支承件(1)；支撑由第一支承件(1)支撑之试样第二端的第二支承件(2)；始终通过其运动由旋转变换成直线运动的球形螺钉将逐渐增大的变化负荷施加给第一和第二支承件(1、2)中至少一个的伺服电机(4)；用于以小间隔测量加给试样的变化负荷的负荷测量机构(9)；用于以上述小间隔测量试样的长度变化的长度测量机构(6)；用于根据长度测量机构和负荷测量机构以小间隔进行的测量结果，计算试样的应变——应力关系的计算机构(7)；以及用于储存由计算机构(7)算得的结果的存储器(8)。
全文摘要
本发明揭示一种用于获得在变化负荷下型砂试样的应变—应力关系的数据，以预测湿砂型在被移动或被注入熔融金属之后发生形变程度的方法。湿砂型的型砂试样是通过模压型砂得到的。变化的负荷以及在变化负荷下试样的长度变化都以小间隔被测量。根据这些测量结果，计算试样的应变—应力关系，随之储存这种数据。所储存的数据被用于预测由被测的同样型砂制得的湿砂型的形变程度。
文档编号G01N3/00GK1138695SQ95121878
公开日1996年12月25日 申请日期1995年12月1日 优先权日1994年12月2日
发明者理西田 申请人:新东工业株式会社