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【摘要】提出实验过程标准化与实验结果精确化的密切关联性。以直径和高度均为50mm的型砂标准试样为测试品，需从透气性、紧实率、湿压强度、冲击韧性四项性能指标去分别判定型砂的质量。在此过程中，更应提炼归结的是：碾轮式混砂机、电子天平、捶击式制样机、透气性测定仪、湿压强度测定仪、破碎指数测定仪的核心功能和应用要领。以此达到引领读者直观化了解和快速熟知型砂制备及性能测定所用仪器设备的目的。
【关键词】型砂；标准试样；制备；计量；标准化；称量；精确【中图分类号】G424 【文献标识码】B【文章编号】2095-3089（2012）21-0051-02
0 前言
实验名称为《型砂标准试样的制备及性能测定》的实验项目是当今中国大多数工科型高等学校铸造专业所必开的一门专业必修实验课。其中，实验环节显得尤为重要。因其核心内容和实质精髓是对“铸造”这一兼具“专业”、“基础”、“行业”概念的一次“迎宾式”目睹，一场“启蒙式”行为实践，因而显得备具典型“工科性人才培养”的过程式“教”与“学”之实践教学互动意义。
1 仪器设备应达到的标准化状态
在学生到达实验室之前，实验课教师做好仪器设备的标准化摆设工作、显得尤为重要。其重要性凸显在两个方面：1.可以给学生一种对将要进行的实验课程产生直观易懂、层次清晰的感性认识；2.便于学生通过层层叠叠的型式标准化模式的设备分类摆设，在实验即将开展前就可以产生迅速的技术思路厘清和标准化操控意识。
以“迎宾式”的展览馆式样化去分类摆设各种大、中、小型仪器设备，以件件完好、功能齐全的标准化姿态展现给学生，是开展型砂标准试样制备及性能测定的实验室所必须要达到的水准，其内涵是：在标准化定性的基础上叠加一层标准化定量的技术模式，既有“量”的充分保障、又有“质”的达标水准。所能满足的实际需求是：通过这类实验前的预备模式，使得仪器设备在“标准化”和“计量”两种轨道上都能实现互为协调、有效融合。因为，仪器设备的技术参数、规格型号、精确度等级的一系列指标，通常与“标准化”和“计量”密不可分。
与此同时，以“迎宾式”的展览馆式样化去分类摆设各种大、中、小型仪器设备，以件件完好、功能齐全的标准化姿态展现给学生，就为后续的“实际运转功能”和“畅通有序化接纳学生试验”提供了坚强的前奏保障。这种预备状态，既不是一种“高度标准化”状态、也不是一种“低度标准化”状态，而恰恰是一种“适应需求型”的“中度标准化”状态，易于在工科类高等学校实验教学中得以实现和有效推广。
紧接着，就是涉及具体的“标准化方法”问题了。对应到该项实验，就是每种类别的仪器设备的标准化操作方法或者通用技术条件。换言之，就是在实验开始前，首先要将实验必用的仪器设备一应俱全地准备好。对于纯手工操作的人工机械化架构的设备而言，就是需要通过“标准化操作方法”来全过程地检查一下设备的运转完好率；对于半机械化半电气自动控制化的设备而言，除了同样需要通过“标准化操作方法”来全过程地检查一下设备的运转完好率之外，还需要参照该类电气设备的通用技术条件、逐一化地“试运行”一下每项“结构功能模块区”运转所需达到的参数，例如通电电压、通电电流、运转功率等。在发现问题的时刻做出同步化的排查、检修工序，直至恢复正常状态或者最佳状态。
2 实验方法、步骤及过程应达到的标准化状态
本实验共分三个轮回依次进行，每个轮回的实验材料（配制好的混合料重复性利用）、实验方法、步骤及过程均都一样，这是定量。而变量是：随着轮回数的递增相应地增加含水量，依次按照混合料原质量比重的百分比换算成具体的体积量值，即每轮分别加入定量的水。定量和变量交替组合成标准化的参考、比对数值。在实验的过程中，应达到这种标准化状态。
3 几类设备操作中的标准定位及应用要领
3.1捶击式制样机。 捶击式制样机，是此种型号规格的小型化样式的用于冲制型砂标准样品的仪器设备。然而，在笔者实际开展实验教学的实验室课堂空间中，有相当多数的学生也将其称作“手摇式制样机”。因为，他（她）们在实践操作的具体过程中、有几近占据99%的动作流程是在手摇操纵杆的姿势下完成的，又由于该机的机械结构本身多为“手动扳动或摇动”的组织架构，使得整个制备型砂标准试样的过程变得“灵活多动（指重锤和冲头的位移变化）”、“升降起伏（指凸轮升程的变化）”、“摇动辗转”（指手柄机构的运转特征）”，故被贯以此“俗称名———手摇式制样机”，显得更加达观和形象。
捶击式制样机的主要用途是用来制备型砂标准试样的。通过该机的基准操作可以制备出标准规格为Φ50×50（即直径为50mm；高度同为50mm）的型砂标准试样，以备性能测定所用。
从外观上去识别构造，可以从这样的“标准察别视角”去划分各部件结构，把整机分别去程序化操控、以实现各自的功能化效果。各部分详构如下（注释：以湖南常德市武陵世强铸造仪器厂生产的SAC型捶击式制样机为例，因随机使用说明书中没有详细的说明，本文依据频繁的使用经验而作出的补充归纳、仅供有关使用方参考）：
有关“刻线牌”的补充说明：有关刻线牌，在出厂说明书中只列举了“部件称谓”，没有附加任何的詳尽结构说明。通过水平视角的观测后发现，刻线牌位于整机的最上端，以毫米刻度线为等分标志、其中每等分刻度长为“1mm”。整个刻线牌的长度为50或60mm。其中，每隔10mm有一条“长刻度线”标识，其余的1mm、2mm、3mm……直至9mm计量单位长度均以“短刻度线”标识。刻线牌呈现“竖直状态”位于整机的中轴线上。在观测具体的刻线读数时，通常是从刻度线起始计零的“下位”往刻度数依次增加的“上位”（即由下往上）顺序计数、读数。在计量读数时，操作者的身体上半部分应与整机保持“基本水平位置”，视角与需要读取的标牌刻度线保持“水平直线距离”。禁止采用俯视或者仰视的会导致读数偏差的不正确观测姿势，否则、整场实验数据结果的准确性、可靠性以及真实有效性都无法得到充分的保障。至于捶击式制样机其它构件的使用，在文献[1]中均有不同的说明，本文不做赘述。 每一次以科学性的视角投入到每一回的计量观测中，可以对后续将要往复式进行的型砂质量性能测定值的科学性、标准性提供有效的保障。有了这样一种视角上的划分后，再重新恢复以视角上的“完整组合”，以备实验后续的有效开展。
最后，要注意检查一下整机的各活动环节是否运转灵活。如果发现有运转涩滞、构件卡壳、声响异常等系列化故障表现时，应取酌量机油分数次均匀地、往复地擦拭故障部位，症状将得以缓解。
锤击式制样机属于纯手工操作的人工机械化架构的设备。
3.2 碾轮式混砂机。 碾轮式混砂机是该项实验开展的前期部分所需用到的一台重要的基本设备。其主要功能是：将配置好的混合料（标准石英砂、普通粘土、膨润土、烘焙粉等），倒入机器的混砂盘内，前后分别在干态和湿态的情形下，进行充分的碾压、搅拌、混匀后，而后用于制备型砂标准试样的主料（注：除了主料是配制混合料的必要成份之外，有时可能还会加入它类的辅料，目的在于提高后期用于各项性能指标测试的型砂标准试样的紧实度，防止在试验的过程中出现已经制备成型的砂型出现松散、塌陷等意外情况而导致实验中途失败、而去耗费不必要的时间再反复重来。各高校的同专业实验室可结合实验效果的实际情况、酌情做出适合自身实验的配方）。所谓“混合料”，是指：取样各类原材料和一定比例的水，通过混砂机充分碾压、搅拌、混合均匀后所形成的一种用于制备型砂标准试样的试料。就该项实验而言，混合料在使用的过程中，应当注意：要现配现用，尽量掌握技艺、掌控时间。避免因操作失败而导致的时间耽搁，继而导致混合料的水分过度挥发、失去时效性。混合料在分装调用的过程中，应注意取用表面洁净、无污染无杂质的白色搪瓷托盘作为“盛料盘”，避免因杂质、颗粒物、尖锐物的混入而弄坏机器。
每一次混砂完毕后，除了要取尽盛砂盘内的砂子之外、还应注意清理“出砂流槽”内的附着粘贴的“细、小、碎型的残留砂粒”，这样做的目的是使得“出砂挡板”能够闭合严实，避免在下一次混砂的时候因有漏洞和缝隙而使得正在碾压处理过程中的型砂混合料中途发生泄漏。而一旦在混碾的中途发生泄漏，就会使得未完全处理均匀的原料与已经处理均匀的型砂混合料发生“凌乱掺和、优劣混杂”的现象，继而影响实验品质。最后，要注意检查一下整机的“挡砂罩”是否正好卡准在混砂盘的“圆形外边凹槽”内，以防因组合错位而导致在开机混砂的过程中发生：正被处理中的混合料被转动的碾轮扫出机外。在拼装好“挡砂罩”后，要左右地旋动一下、以此来判断“罩边”和“凹槽”之间是否完全吻合。
3.3 电子天平。 电子天平作为一种物质质量计数和标准称量工具的常用小型化仪器设备、在工科性大学实验室中有着无可替代的必备功能。在该项实验中，电子天平的称量需求（计量计数）范围在0—200mg。此外，电子天平的工作环境必须要保持在温度、湿度均符合有关标准的空间内。至于具体使用中的技术要点和注意事项，在每种款型的产品说明书里均有详尽的介绍，不做赘述。电子天平的计量值越准确，型砂各项性能的质检值越精确。
3.4 电子式湿压强度测定仪和液压式湿压强度测定仪。 顾名思义、无论是电子式湿压强度测定仪还是液压式湿压强度测定仪，其功能都是用于测定型砂标准试样的湿压强度。同样，在仪器设备的使用方法和注意事项上，在相应款型的设备说明书上均有详尽的介绍。唯有一点需要注意的是：使用液压式湿压强度测定仪，在对测试表盘进行读数的时候，一定要尽可能的精确、尽量减少由于视觉偏差所造成的读数误差，以提高对型砂湿压强度性能指标进行质检的精确性。
3.5 透气性测试仪。 本文采用无锡三峰仪器设备有限公司的产品———智能透气性测定仪。该款型设备的优点是：占地体积小、轻量化，还非常便于挪动和搬运，一个人就能随时完成设备的提取、放置、转移等工作；测量精确值高。
对于该设备，仅就说明书中未有涉及的几点问题、同时也是笔者在使用后的切实感悟，仅供业内同行参考：
在冬季超常寒冷的环境下（实验室外部露天呈现结霜冰冻的气候条件下）和在夏季超常炎热的环境下（实验室外部地表温度超过37℃以上），一定要做到每天开机通电6小时（通过实际测试性能的体验而得出的相对标准值）。这样才会完全避免开机测试时可能会处现的“启动缓慢”甚至是“死机”现象。
超过30分钟不测试样品（通过实际测试性能的体验而得出的相对标准值）就应立即关断电源，待新的一组样品制备完毕等待测试的瞬间再行即时重启机器。这样才会完全避免本机显示器上的读数偶尔呈现“上下跳跃、波动不稳”的游离现象，消除读数误差的偶发率。
3.6 破碎指数测定仪。 破碎指数测定仪无论在外观上、还是内部结构上，都是本实验中相对最为简易的设备。其主要功能是測试型砂标准试样的破碎指数，继而体现其固有的冲击韧性。在使用方法和操作细节上，除了说明书中规定的条例之外，需补充说明的是：在被做自由落体运动的下落硬质钢球击碎的大块型砂透过过滤网筛渗漏到接砂底盘上时，应绝对保持如下三方面：
1.保持底盘、筛网、铁砧的清洁性，不得有丝毫颗粒物附着其上；
2.保持底盘、筛网、铁砧拼装的端正性，不得有过度的方位倾斜；
3.在称量底盘碎砂质量时，在前期取砂的过程中、应保证做到取尽，不留零散的颗粒。
惟有如此，方能确保型砂破碎指数的准确性和精确度。
参考文献
[1]常德市武陵世强铸造仪器厂编制. 型砂试验仪器使用说明书[M]放在前面30页
【关键词】型砂；标准试样；制备；计量；标准化；称量；精确【中图分类号】G424 【文献标识码】B【文章编号】2095-3089（2012）21-0051-02
0 前言
实验名称为《型砂标准试样的制备及性能测定》的实验项目是当今中国大多数工科型高等学校铸造专业所必开的一门专业必修实验课。其中，实验环节显得尤为重要。因其核心内容和实质精髓是对“铸造”这一兼具“专业”、“基础”、“行业”概念的一次“迎宾式”目睹，一场“启蒙式”行为实践，因而显得备具典型“工科性人才培养”的过程式“教”与“学”之实践教学互动意义。
1 仪器设备应达到的标准化状态
在学生到达实验室之前，实验课教师做好仪器设备的标准化摆设工作、显得尤为重要。其重要性凸显在两个方面：1.可以给学生一种对将要进行的实验课程产生直观易懂、层次清晰的感性认识；2.便于学生通过层层叠叠的型式标准化模式的设备分类摆设，在实验即将开展前就可以产生迅速的技术思路厘清和标准化操控意识。
以“迎宾式”的展览馆式样化去分类摆设各种大、中、小型仪器设备，以件件完好、功能齐全的标准化姿态展现给学生，是开展型砂标准试样制备及性能测定的实验室所必须要达到的水准，其内涵是：在标准化定性的基础上叠加一层标准化定量的技术模式，既有“量”的充分保障、又有“质”的达标水准。所能满足的实际需求是：通过这类实验前的预备模式，使得仪器设备在“标准化”和“计量”两种轨道上都能实现互为协调、有效融合。因为，仪器设备的技术参数、规格型号、精确度等级的一系列指标，通常与“标准化”和“计量”密不可分。
与此同时，以“迎宾式”的展览馆式样化去分类摆设各种大、中、小型仪器设备，以件件完好、功能齐全的标准化姿态展现给学生，就为后续的“实际运转功能”和“畅通有序化接纳学生试验”提供了坚强的前奏保障。这种预备状态，既不是一种“高度标准化”状态、也不是一种“低度标准化”状态，而恰恰是一种“适应需求型”的“中度标准化”状态，易于在工科类高等学校实验教学中得以实现和有效推广。
紧接着，就是涉及具体的“标准化方法”问题了。对应到该项实验，就是每种类别的仪器设备的标准化操作方法或者通用技术条件。换言之，就是在实验开始前，首先要将实验必用的仪器设备一应俱全地准备好。对于纯手工操作的人工机械化架构的设备而言，就是需要通过“标准化操作方法”来全过程地检查一下设备的运转完好率；对于半机械化半电气自动控制化的设备而言，除了同样需要通过“标准化操作方法”来全过程地检查一下设备的运转完好率之外，还需要参照该类电气设备的通用技术条件、逐一化地“试运行”一下每项“结构功能模块区”运转所需达到的参数，例如通电电压、通电电流、运转功率等。在发现问题的时刻做出同步化的排查、检修工序，直至恢复正常状态或者最佳状态。
2 实验方法、步骤及过程应达到的标准化状态
本实验共分三个轮回依次进行，每个轮回的实验材料（配制好的混合料重复性利用）、实验方法、步骤及过程均都一样，这是定量。而变量是：随着轮回数的递增相应地增加含水量，依次按照混合料原质量比重的百分比换算成具体的体积量值，即每轮分别加入定量的水。定量和变量交替组合成标准化的参考、比对数值。在实验的过程中，应达到这种标准化状态。
3 几类设备操作中的标准定位及应用要领
3.1捶击式制样机。 捶击式制样机，是此种型号规格的小型化样式的用于冲制型砂标准样品的仪器设备。然而，在笔者实际开展实验教学的实验室课堂空间中，有相当多数的学生也将其称作“手摇式制样机”。因为，他（她）们在实践操作的具体过程中、有几近占据99%的动作流程是在手摇操纵杆的姿势下完成的，又由于该机的机械结构本身多为“手动扳动或摇动”的组织架构，使得整个制备型砂标准试样的过程变得“灵活多动（指重锤和冲头的位移变化）”、“升降起伏（指凸轮升程的变化）”、“摇动辗转”（指手柄机构的运转特征）”，故被贯以此“俗称名———手摇式制样机”，显得更加达观和形象。
捶击式制样机的主要用途是用来制备型砂标准试样的。通过该机的基准操作可以制备出标准规格为Φ50×50（即直径为50mm；高度同为50mm）的型砂标准试样，以备性能测定所用。
从外观上去识别构造，可以从这样的“标准察别视角”去划分各部件结构，把整机分别去程序化操控、以实现各自的功能化效果。各部分详构如下（注释：以湖南常德市武陵世强铸造仪器厂生产的SAC型捶击式制样机为例，因随机使用说明书中没有详细的说明，本文依据频繁的使用经验而作出的补充归纳、仅供有关使用方参考）：
有关“刻线牌”的补充说明：有关刻线牌，在出厂说明书中只列举了“部件称谓”，没有附加任何的詳尽结构说明。通过水平视角的观测后发现，刻线牌位于整机的最上端，以毫米刻度线为等分标志、其中每等分刻度长为“1mm”。整个刻线牌的长度为50或60mm。其中，每隔10mm有一条“长刻度线”标识，其余的1mm、2mm、3mm……直至9mm计量单位长度均以“短刻度线”标识。刻线牌呈现“竖直状态”位于整机的中轴线上。在观测具体的刻线读数时，通常是从刻度线起始计零的“下位”往刻度数依次增加的“上位”（即由下往上）顺序计数、读数。在计量读数时，操作者的身体上半部分应与整机保持“基本水平位置”，视角与需要读取的标牌刻度线保持“水平直线距离”。禁止采用俯视或者仰视的会导致读数偏差的不正确观测姿势，否则、整场实验数据结果的准确性、可靠性以及真实有效性都无法得到充分的保障。至于捶击式制样机其它构件的使用，在文献[1]中均有不同的说明，本文不做赘述。 每一次以科学性的视角投入到每一回的计量观测中，可以对后续将要往复式进行的型砂质量性能测定值的科学性、标准性提供有效的保障。有了这样一种视角上的划分后，再重新恢复以视角上的“完整组合”，以备实验后续的有效开展。
最后，要注意检查一下整机的各活动环节是否运转灵活。如果发现有运转涩滞、构件卡壳、声响异常等系列化故障表现时，应取酌量机油分数次均匀地、往复地擦拭故障部位，症状将得以缓解。
锤击式制样机属于纯手工操作的人工机械化架构的设备。
3.2 碾轮式混砂机。 碾轮式混砂机是该项实验开展的前期部分所需用到的一台重要的基本设备。其主要功能是：将配置好的混合料（标准石英砂、普通粘土、膨润土、烘焙粉等），倒入机器的混砂盘内，前后分别在干态和湿态的情形下，进行充分的碾压、搅拌、混匀后，而后用于制备型砂标准试样的主料（注：除了主料是配制混合料的必要成份之外，有时可能还会加入它类的辅料，目的在于提高后期用于各项性能指标测试的型砂标准试样的紧实度，防止在试验的过程中出现已经制备成型的砂型出现松散、塌陷等意外情况而导致实验中途失败、而去耗费不必要的时间再反复重来。各高校的同专业实验室可结合实验效果的实际情况、酌情做出适合自身实验的配方）。所谓“混合料”，是指：取样各类原材料和一定比例的水，通过混砂机充分碾压、搅拌、混合均匀后所形成的一种用于制备型砂标准试样的试料。就该项实验而言，混合料在使用的过程中，应当注意：要现配现用，尽量掌握技艺、掌控时间。避免因操作失败而导致的时间耽搁，继而导致混合料的水分过度挥发、失去时效性。混合料在分装调用的过程中，应注意取用表面洁净、无污染无杂质的白色搪瓷托盘作为“盛料盘”，避免因杂质、颗粒物、尖锐物的混入而弄坏机器。
每一次混砂完毕后，除了要取尽盛砂盘内的砂子之外、还应注意清理“出砂流槽”内的附着粘贴的“细、小、碎型的残留砂粒”，这样做的目的是使得“出砂挡板”能够闭合严实，避免在下一次混砂的时候因有漏洞和缝隙而使得正在碾压处理过程中的型砂混合料中途发生泄漏。而一旦在混碾的中途发生泄漏，就会使得未完全处理均匀的原料与已经处理均匀的型砂混合料发生“凌乱掺和、优劣混杂”的现象，继而影响实验品质。最后，要注意检查一下整机的“挡砂罩”是否正好卡准在混砂盘的“圆形外边凹槽”内，以防因组合错位而导致在开机混砂的过程中发生：正被处理中的混合料被转动的碾轮扫出机外。在拼装好“挡砂罩”后，要左右地旋动一下、以此来判断“罩边”和“凹槽”之间是否完全吻合。
3.3 电子天平。 电子天平作为一种物质质量计数和标准称量工具的常用小型化仪器设备、在工科性大学实验室中有着无可替代的必备功能。在该项实验中，电子天平的称量需求（计量计数）范围在0—200mg。此外，电子天平的工作环境必须要保持在温度、湿度均符合有关标准的空间内。至于具体使用中的技术要点和注意事项，在每种款型的产品说明书里均有详尽的介绍，不做赘述。电子天平的计量值越准确，型砂各项性能的质检值越精确。
3.4 电子式湿压强度测定仪和液压式湿压强度测定仪。 顾名思义、无论是电子式湿压强度测定仪还是液压式湿压强度测定仪，其功能都是用于测定型砂标准试样的湿压强度。同样，在仪器设备的使用方法和注意事项上，在相应款型的设备说明书上均有详尽的介绍。唯有一点需要注意的是：使用液压式湿压强度测定仪，在对测试表盘进行读数的时候，一定要尽可能的精确、尽量减少由于视觉偏差所造成的读数误差，以提高对型砂湿压强度性能指标进行质检的精确性。
3.5 透气性测试仪。 本文采用无锡三峰仪器设备有限公司的产品———智能透气性测定仪。该款型设备的优点是：占地体积小、轻量化，还非常便于挪动和搬运，一个人就能随时完成设备的提取、放置、转移等工作；测量精确值高。
对于该设备，仅就说明书中未有涉及的几点问题、同时也是笔者在使用后的切实感悟，仅供业内同行参考：
在冬季超常寒冷的环境下（实验室外部露天呈现结霜冰冻的气候条件下）和在夏季超常炎热的环境下（实验室外部地表温度超过37℃以上），一定要做到每天开机通电6小时（通过实际测试性能的体验而得出的相对标准值）。这样才会完全避免开机测试时可能会处现的“启动缓慢”甚至是“死机”现象。
超过30分钟不测试样品（通过实际测试性能的体验而得出的相对标准值）就应立即关断电源，待新的一组样品制备完毕等待测试的瞬间再行即时重启机器。这样才会完全避免本机显示器上的读数偶尔呈现“上下跳跃、波动不稳”的游离现象，消除读数误差的偶发率。
3.6 破碎指数测定仪。 破碎指数测定仪无论在外观上、还是内部结构上，都是本实验中相对最为简易的设备。其主要功能是測试型砂标准试样的破碎指数，继而体现其固有的冲击韧性。在使用方法和操作细节上，除了说明书中规定的条例之外，需补充说明的是：在被做自由落体运动的下落硬质钢球击碎的大块型砂透过过滤网筛渗漏到接砂底盘上时，应绝对保持如下三方面：
1.保持底盘、筛网、铁砧的清洁性，不得有丝毫颗粒物附着其上；
2.保持底盘、筛网、铁砧拼装的端正性，不得有过度的方位倾斜；
3.在称量底盘碎砂质量时，在前期取砂的过程中、应保证做到取尽，不留零散的颗粒。
惟有如此，方能确保型砂破碎指数的准确性和精确度。
参考文献
[1]常德市武陵世强铸造仪器厂编制. 型砂试验仪器使用说明书[M]放在前面30页