1鑄造型砂的系統設計系統分析的1般模式為輸入輸出反饋將這個(gè)模式⑴在鑄造型砂這里輸入的閃素是原砂舊砂膨潤土水等。處理主要指型砂的配制。輸出因素是配制好了的型砂?；蛘f(shuō)型砂性能。雖然研允型砂足從件能入手。但它不是目的。的是生產(chǎn)出好的鑄件。所以，判斷型砂性能的好壞必須結合鑄件質(zhì)量進(jìn)行分析。如果發(fā)現鑄件質(zhì)量題某項型砂性能有關(guān)，則將該信息反饋到輸入部分，進(jìn)行調整，以產(chǎn)生新的更為理想的輸出結果。在這個(gè)過(guò)程中，型砂配制工藝是相對穩定的，可暫時(shí)不計，因此，又可把型砂的系統分析過(guò)程簡(jiǎn)化為這樣，通過(guò)綜合分析和反饋，就把型砂成分型砂性能鑄件質(zhì)量有機的聯(lián)系在起。將綜合分析的結果反饋到成分，進(jìn)行調整，從而也就調整性能，以達到提高鑄件質(zhì)量的目的。

　　按系統的定義，我們還可以區分出不同種類(lèi)和大小的型砂系統。這里我們主要研宄粘土濕型砂系統= 2成都地區粘土型砂的系統分析我們把成都地區44家工廠(chǎng)鑄鐵車(chē)間濕型砂的全體當作個(gè)大的粘土型砂系統，把每家工廠(chǎng)的型砂實(shí)驗取樣理解為個(gè)隨機事件，我們應用前面提到的系統分析原理，對成都地大的系統進(jìn)廳分析，目的是找到成都地區鑄造型砂生產(chǎn)存在的問(wèn)題和解決辦法，重點(diǎn)是分析型砂性能與鑄件質(zhì)量間的關(guān)系，并1是出大系統意義的性能優(yōu)化處方法。

　　2.1成都地區鑄造生產(chǎn)簡(jiǎn)況按型砂系統分析的原理，我們應該對該地區的鑄造生產(chǎn)情況，特別是鑄件質(zhì)量及型砂生產(chǎn)有所了解。

　　收到日期2000該論文原文刊登于美國鑄造師學(xué)會(huì )會(huì )刊上161仍脫19991.813818為此。調查了44家各類(lèi)水肀的濕型鑄鐵午間，均以以小型為主。

　　造型生產(chǎn)，手工作業(yè)點(diǎn)50.機械化生產(chǎn)中震壓造型點(diǎn)35，流水線(xiàn)占15，有條無(wú)箱擠壓生產(chǎn)線(xiàn)。

　　鑄件產(chǎn)品的種類(lèi)復雜，有的廠(chǎng)家就有500種，據不完全統計，總共達數千種之多。由此可以推知，基本性能具備的型砂，在定程度上具有通用性。

　　各廠(chǎng)所用的原砂膨潤土，產(chǎn)地規格質(zhì)量都不致，差別很大。據統計，平均兩至家工廠(chǎng)就用個(gè)產(chǎn)地的原砂。膨潤土及粘土的來(lái)源更分散，44家工廠(chǎng)有17個(gè)不同的產(chǎn)地。原材料的極不統，在很大程度上影響了鑄件質(zhì)量。因此，使原砂膨潤土等材料統化規格化，成為普遍的要求，也當前造型材料方匝急待解決的問(wèn)題之調研結果明，鑄件廢品率為57的廠(chǎng)家占25，廢品率在710的廠(chǎng)家占44，廢品率為15 20的占26，也有個(gè)別工廠(chǎng)廢品率在2030以上。由型砂原因造成鑄件缺陷的種類(lèi)有粘砂氣孔砂眼夾砂?？迳懊浬暗?，其中氣孔占這些廢品總數的40，砂眼垮砂占26，夾砂占22，粘砂等占12.這里氣孔垮砂類(lèi)缺陷竟占廢品總量的66，是值得注意的問(wèn)題。

　　2.2型砂性能與鑄件質(zhì)量間關(guān)系的分析型砂性能與鑄件質(zhì)量之間肯定存在著(zhù)密切的關(guān)系，然這以付應的泰，作者認為應改靠系統分析來(lái)揭小這些關(guān)系。系統分析，或綜合分析，應該聯(lián)系型砂成分，型砂性能和鑄件質(zhì)量來(lái)進(jìn)行。而這者是在系統的輸入輸入及反饋的意義上找到聯(lián)系的。按照這原理，我們對成都地區大系統的型砂性能與鑄件質(zhì)量間逃行系統分析。

　　型砂試樣取44家工廠(chǎng)鑄鐵濕型車(chē)間機器和手工造型的不同砂系統共55種。每種試樣，取剛配好的面砂35公斤，用塑料袋密封，以備檢測。在工業(yè)學(xué)院鑄造型砂實(shí)驗屯，對每種試樣做標準試樣屯緊實(shí)率水分等十項性能檢測，對其結果進(jìn)行分析。

　　2.2.1標準試洋重調研過(guò)程中認為有兩點(diǎn)值得提出。第，試樣重量對性能影響很大，特別是標準試樣重附近，影響尤其明顯。因此，嚴格按標準制樣不容忽視第，標準試樣重可看成放大了的比重，型砂成分及形狀的任何改變，都可能引起標準試樣重的改變，因此，在個(gè)車(chē)點(diǎn)也不容忽視。成都地區型砂性能的標準試樣重的取值為138170克。其中150154克的廠(chǎng)家約占據30，這些廠(chǎng)家的鑄件質(zhì)量較穩定。170克左右的高值是粗砂，140克左右的是擠壓造型線(xiàn)用砂。值得注意的是各家工廠(chǎng)的標準試樣重差別較大，這說(shuō)明各廠(chǎng)型砂成分相羌很大。由此也可推知各廠(chǎng)型砂性能的差別也是很大的。

　　2.2.2緊實(shí)率測緊實(shí)率的目的是為了了解型砂的實(shí)際調濕程度1.同砂系統中，緊實(shí)率與水分基本上成線(xiàn)性關(guān)系。在不同砂系統中，這些關(guān)系直線(xiàn)的斜率不同，與需水量成正比，在45的緊實(shí)率附近，透氣性可達最大，從而可以估計適宜水分由于各廠(chǎng)型砂吸濕性的不同，使緊實(shí)率的波動(dòng)較大。緊實(shí)率的分布由于27到63不等。緊實(shí)率為45時(shí)，型砂水分接近適宜水分，但這樣的情況只有六家，占14.緊實(shí)率為47 55的占60，說(shuō)明多數工廠(chǎng)調濕情況不佳。緊實(shí)率為55以上的，多是手工造型。緊實(shí)率為27的是擠壓造型7尺分是粘土型砂的個(gè)重要性能指標，水分控制不好，出現氣孔的可能性最大。調查中發(fā)現，水分能控制得低的工廠(chǎng)占少數，但這些廠(chǎng)的鑄件質(zhì)量最好。水分的分布情況從4.02.差倍，說(shuō)明在水分的控制上各廠(chǎng)差別很大。處于66.5這個(gè)范圍的廠(chǎng)家較多，但并不是鑄件質(zhì)量好的工廠(chǎng)。另個(gè)區間是77.54這6手1造吧砂的取值。逼低的水分控制在4.02，該廠(chǎng)是鑄件質(zhì)量最好的廠(chǎng)家之。

　　80的廠(chǎng)家，7尺分都在5.5以上，這是成都地區鑄件廢品中氣孔占40左右的重要原因之。

　　2.24濕透氣性型砂的濕透氣性應當適宜，太高了容易產(chǎn)生粘砂缺陷。粘砂在成都地1也是發(fā)生較多的1種缺陷。透氣性在80以上的占半多，這是因為認為透氣性高點(diǎn)好成習慣，因此對透氣性控制普遍偏高。但調查的結果明，透氣性偏高，出現的粘砂缺陷較多，而成都地區的粘砂問(wèn)題，是普遍存在的正是說(shuō)明了這點(diǎn)。

　　透氣性總的分布從32不等波動(dòng)很大，說(shuō)明各廠(chǎng)選用原砂的粗細極不致。

　　2.25濕壓強度實(shí)際乍產(chǎn)中。單測壓強度是不夠的。因為有時(shí)型WNAil44種灰分增濕腿上升但揠指數卻下降。濕壓強度的分析也不太集中。892的范圍較多，采用此區間數值的廠(chǎng)家質(zhì)量較好，因此，這是個(gè)可靠的區間。濕壓強度低于5心的占，均是不太嚴格的翻砂小組。濕壓強度為172的是七箱擠壓造吧砂，2.2.6破碎指破碎指數6來(lái)測定吧砂沖擊韌性的指標，這指標低，出現垮砂掉砂的可能性就大。成都地區破碎指數的分布區間為080.其值為0的有兩家，這是很有趣的事。據調查，該工廠(chǎng)的舊砂從來(lái)未經(jīng)過(guò)回收處理，型砂含泥量高吸蘭量低水分高，砂型易碎，砂眼等缺陷嚴重。廢品率高達30，而且都垮砂掉砂。這都是因為破碎指數為0的緣故。此外，有的廠(chǎng)家型砂各項性能指標都不錯，但就是破碎指數低，只有14由此引起的垮砂掉砂占鑄件廢品總數的50.調研明，符合要求的破碎指數應為6075，但達到這個(gè)指標的僅有50這與調查中成都地區垮砂掉砂缺陷占廢品總數的26情況是致的。破碎指數最高的是80.

　　2.2.7需水量緊實(shí)率45時(shí)所對應的水分叫需水量，測需水量的目的6間接地估1出型砂中粘土，泥分等粉狀材料的多少。需水量與含泥量的分布有定的相同之處，需水量低的工廠(chǎng)，型砂含泥量也低。實(shí)際上需水量與含泥以6成正比例6系的2.

　　2.2.8含泥量型砂中含泥量高粉塵多，危害很大，成都地區鑄件廢品中氣孔砂眼垮砂等缺陷所占比例很大，與型砂的含泥量普遍高有直接關(guān)系。為解決這問(wèn)題，安裝型砂再生除塵裝置是必要的，但目前有除塵裝置的廠(chǎng)家僅占34.含泥量1820是個(gè)集中的區間，這顯然太高。含泥515的廠(chǎng)家占65，明含泥量高是普遍性問(wèn)題，參考外地情況，如北京，含泥量明顯地集中在12.成都地區型砂的含泥量高，這是氣孔砂眼類(lèi)缺陷占鑄件廢品總數66左右的最主要原因。吸蘭量由于各廠(chǎng)家使用的膨潤土中蒙脫石含量不樣，所測的有效膨潤土含量3能說(shuō)明該廠(chǎng)使用膨潤土的變化情況，與其它廠(chǎng)家無(wú)可比性。所以，我們取5克型砂吸蘭量的絕對值，對各廠(chǎng)型砂中真正起作用的膨潤不相同，說(shuō)明各廠(chǎng)型砂中起坫結作用的生要因素差別很大，原因在于膨潤土粘土質(zhì)量來(lái)源規格加入量等各方面都極不統。吸量632是較多的廠(chǎng)。這些廠(chǎng)家質(zhì)是不理想的最位是士這是擠壓線(xiàn)所用的型砂。

　　2.2.10熱濕拉強度鑄型抗夾砂傾向的能力，大致與型砂的熱濕拉弓雖度成正比。因此，測定型砂的熱濕拉強度，是預測鑄件產(chǎn)卞夾砂傾向的種于。段。成都地區熱濕拉強度范圍足32心，從實(shí)際調研分析知道0202是個(gè)能保證生產(chǎn)需要的起碼的數值。調查明取0.20心的廠(chǎng)家占70，說(shuō)明多數廠(chǎng)熱濕拉強度值較低。成都地區夾砂的傾向較大，該種缺陷點(diǎn)廢品總數的22左右，僅次于氣孔砂眼。

　　2.3型砂的最優(yōu)性能適宜性能是造型材料中習用的稱(chēng)謂，目前文獻中有關(guān)求適宜性能的求法屬初等方法或經(jīng)驗估計。適宜性能，這實(shí)際上是最優(yōu)性能的感性提法。用什么樣的型砂性能指標來(lái)控制型砂生產(chǎn)為好，這是我們長(cháng)期關(guān)心的1產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)1題鑒于鑄造生產(chǎn)的復雜性。難于用般優(yōu)化方法求解，采用下述方法處理。

　　考慮到好的性能就是能夠保證好的鑄件質(zhì)玷的型砂性能，所以我們從鑄件質(zhì)量好的批工廠(chǎng)中去尋找這些性能的數理統計規律。這些工廠(chǎng)具有廢品率低生產(chǎn)率高機械化程度較好和有較長(cháng)的鑄造生產(chǎn)歷史的特點(diǎn)。對這些廠(chǎng)的型砂性能求其數學(xué)期望值，可以認為這些值即足目前條件下成都地最優(yōu)的型砂性能求數學(xué)期喝的公式3如下式中，是隨機變量的取值，朽示在取這些值的概率。這里可用頻率代替。

　　計算結果如下右邊括號內的數值是北京天津地區的計算值2.

　　對比可知，多數的性能指標是接近的，但成都地區型砂水分比京津地區高得多，緊實(shí)率也偏高，含泥量之差更為突出。

　　付個(gè)另1由尸產(chǎn)品的特殊忭。又寸吧砂某項忭能的要求可能有更高或更低的情況。但般說(shuō)來(lái)，在成都地區，如能將型砂性能制1項指私附近，是可以生產(chǎn)出質(zhì)量較好的鑄件的。

　　3結論3.1型砂控制的理論基礎仍很薄弱。我們必須利用高新技術(shù)研究型砂控制，只有這樣，些懸而未決的問(wèn)題才有可能解決，型砂控制的理論也才有可能不斷完，春。

　　3.2考慮到在型砂生產(chǎn)中各種變化因素的復雜性和隨機性，我們應用系統工程和數理系統原理來(lái)探索型砂控制的規徵這是必要的和合理的。

　　3.3系統分析的基本原理對每個(gè)粘土型砂系統都是普遍適用的，無(wú)論這些系統的大小，7尺平如何。這個(gè)可要求系統分析必須聯(lián)系型砂成分吧砂性能和鑄件質(zhì)量起進(jìn)行。

　　3.4成都地區粘土型砂大系統的綜合分析明分之的由型砂引起的廢口缺陷是氣孔砂眼和垮砂。

　　根本原因是水分和含泥量偏高。者之中，含泥量高又是主要的。這是成都地區型砂問(wèn)題的癥結所在。

　　3.5在考慮型砂最優(yōu)性能時(shí)，每家工廠(chǎng)應該結合自廠(chǎng)的實(shí)際怙況加以活應用，例如對電機產(chǎn)品的最優(yōu)透氣性可能底至