CN101066554A - 铁路货车摇枕、侧架整体制芯工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路货车摇枕、侧架整体制芯工艺，该工艺于芯盒刮砂面完成刮砂后，自上而下采用定位准确的随形上压模、结合对上压模实施微震，或压力，使随形上压模扣于刮砂面后，继续向下完成一定行程的压量，使局部平整的刮砂面按照随形上压模的形状被挤压成符合要求的曲面形状，最终成为形成铸件局部完整内腔截面的整体芯。本发明制芯工艺制得的整体芯表面光滑，可有效的避免使用多元化组合砂芯带来的铸造飞边、披缝，提高铸件内在质量，减轻工作强度。

Description

铁路货车摇枕、侧架整体制芯工艺

技术领域

本发明涉及铸造生产制芯中区别于射芯的整体制芯工艺方法，具体的说是用于铁路货车摇枕、侧架铸造过程中的整体制芯工艺。

背景技术

摇枕、侧架是铁路货车行走部分的关键零部件，我国乃至世界铁路货车摇枕、侧架铸件的生产中，形成铸件内腔砂芯的制芯工艺通常为分层、分段制造，如图1、图2所示。

采用此种分层、分段制芯工艺制芯，所生产的摇枕、侧架主要存在两方面的危害：

危害之一是，由于砂芯变形或边缘破损，致使砂芯结合部位存在的不易控制的间隙，如图5中所示，这种间隙3致使铸件内腔在铸件浇注成型过程中形成飞边，尤其是摇枕、侧架关键部位A、B部位对应内腔的飞边。而铸件内腔存在的飞边铸件凝固成型过程中，飞边与铸件结合部位又极其容易产生皮下气孔8和微裂纹7，如图6所示，这种气孔8和裂纹7因位于铸件内腔在常规产品检验中不易被排除，即是说给产品带来质量隐患。摇枕、侧架属铁路货车行走部分的关键件，在货车运行过程中不断的循环应力作用下，将以铸件内气孔和微裂纹成为应力源，并逐渐扩展，使产品的寿命大大减少，严重时，微裂纹逐渐扩展致使摇枕、侧架横向断裂直接引起铁路事故。

危害之二是，分层、分段砂芯，在下芯后，合箱前，为加强砂芯定位，确保铸件壁厚符合要求，一直在沿用芯撑9，如图7所示，一件摇枕或侧架使用数量多达30余个。使用芯撑对铸件性能的影响可分以下三方面：一是容易与铸件不熔合，减少铸件有效使用截面积，在对应部位产生局部应力，此种应力的危害需经上百万甚至上千万次以上的疲劳试验才能体现出来，表现为裂纹源的起始点，受循环应力的作用逐渐扩展；二是芯撑表面容易发生锈蚀，浇注过程中产生气孔等，镀锡或锌在与钢水接触后发生反应，使铸件局部产生成分偏析形成应力源而影响性能；三是容易在使用过程中，受芯撑挤压脱落的上型型砂10直接掉入型腔，如图7所示，在铸件内部或表面形成砂眼，而内腔表面形成的砂眼不易处理，在使用运行中埋下隐患。

以上主要危害，时常在铁路运行过程中体现出来，造成铁路线中断运行等后果，给铁路运输事业带来较大的社会、经济损失。

为了消除以上危害需要进行整体制芯，通常的整体制芯方案是采用射芯机射芯，射芯工艺一般为对半分型，水平(横向)合模，但是射芯机本身设备复杂、昂贵，对配套动能、控制部分以及工装要求高，而且还存在砂芯局部紧实度过高或不均匀现象，铸件容易产生裂纹。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种铁路货车摇枕、侧架整体制芯工艺，在传统的分层、分段制芯工艺方法基础上，将多元化砂芯整合为单元化，即整体芯。

本发明的技术方案是：

一种铁路货车摇枕、侧架整体制芯工艺，包括如下步骤：

F、填砂，向活块摆放到位的整体芯盒体腔内填砂、同时置入加强的芯骨等，填砂的高度适当高出刮砂面，捣实或震实后，刮去多余残砂，至此型砂与芯盒体顶面高度一致；

其特征在于，它还包含以下步骤，

G、压型合模，填砂后，在芯砂强度处于可使用时间内，将上压模在导向作用下压在芯盒体内型砂上，对上压模实施微震，或压力，使上压模扣于刮砂面后，继续向下压，使上压模基础面与芯盒顶面贴合，其中上压模内腔形状为需要压出随形的曲线部分，即砂芯顶部形状；

H、翻转、起模，上压模基础面与芯盒顶面贴合后，加强芯砂强度，上压模与芯盒在锁紧状态下翻转，然后起模，芯盒体被提起，留下活块包住砂芯，此时活块正好置于上压模基础面上；

I、取活块，沿上压模基础面滑动，取出活块；

J、砂芯硬化、取芯，取活块后需要制作的砂芯即被上压模随形托住，经硬化到所需要的强度值后，进行刷涂料、清理工作。

优选地，在B步骤中，上压模未下压前芯砂的抗压强度小于0.04MPa，在上压模基础面与芯盒顶面贴合后，芯砂的抗压强度大于0.06MPa时可起模。

本发明的有益效果是：

1、多元化砂芯整合为单元化，采用整体制芯工艺制芯，砂芯表面连续光滑，曲面连接完整，通过使用整体芯生产的铸件内腔光滑无接缝、平整，可有效的避免使用多元化组合砂芯带来的铸造飞边、披缝。

2、砂芯品质好：表面光滑、相关尺寸精确高，大量采用侧面活块可形成较为复杂的砂芯形状，并保证质量；整体芯在分层芯基础上截面增加后，刚度增加，抗变形能力加大。

3、有利于工艺要求操作：于工艺要求部位准确地放置冷铁、芯骨、排气管、铬铁矿砂等造型材料。

4、紧实度均匀：通过上压模对刮砂面下压并成型，砂芯总体积被压缩，在靠近刮砂面的上层部分，使整体芯总体紧实度均匀，有利于铸件成型。

5、设备简单：采用合模机(可增加微振)，完成上压模与芯盒的自上而下合模，容易实现机械化制芯。

6、工装维护方便：针对产品的局部变更或工艺调整，容易通过对活块进行调整来完成，较为灵活而且适应性强。

7、最大限度的减少使用芯撑的数量，保证铸件有效使用截面积，避免使用芯撑时，合箱过程中受芯撑挤压脱落的上型型砂直接掉入型腔，在铸件内部或表面形成砂眼。同时也减少对芯撑本身的清理工作。

8、提高铸件内腔表面质量，也减轻清砂难度。

9、提高摇枕、侧架内腔尺寸精度。因砂芯整合后形成产品内腔相对位置之尺寸不会窜动、相对稳定，故形成铸件壁厚均匀，可有效的避免使用多元化组合砂芯产生的台阶，进一步保证产品使用强度等性能。

附图说明

图1、2是传统分层、分段制芯工艺制作出的货车侧架芯的示意图；

图3、4是本发明工艺制造出的整体芯的示意图；

图5是传统分层、分段制芯在砂芯结合部位存在间隙的示意图；

图6是铸件因飞边产生皮下气孔和微裂纹的示意图；

图7采用芯撑导致型砂脱落的示意图。

图8是本发明制造工艺的流程图。

其中，附图标记：1为侧架铸件，2为“X”砂芯，3为砂芯间隙，4为分型(芯)面，5为“S”砂芯，6为飞边或披缝，7为微裂纹，8为气孔，9为芯撑，10为被芯撑挤掉型砂，11为上压模，12为基础面，13为芯盒框(体)，14为活块，15为活块，16为芯骨，17为砂芯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明的具体实施例，流程如图8所示，一种铁路货车摇枕、侧架整体制芯工艺，包括如下步骤：

A、填砂，向活块14、15摆放到位的整体芯盒体13腔内填砂、同时置入加强的芯骨16等，填砂的高度适当高出刮砂面，捣实或震实后，刮去多余残砂，至此型砂与芯盒体顶面高度一致；

B、压型合模，填砂后，在芯砂强度处于可使用时间内，将上压模11在导向作用下压在芯盒体13内型砂上，对上压模11实施微震，或压力，使上压模扣于刮砂面后，继续向下压，使上压模基础面12与芯盒体13顶面贴合，其中上压模11内腔形状为需要压出随形的曲线部分，即砂芯顶部形状，上压模A范围为需要压出随型的曲线部分，L0为砂芯最高点将压下的行程。L1为形成部分侧面圆角的行程；

C、翻转、起模，上压模基础面与芯盒顶面贴合后，加强芯砂强度，上压模与芯盒在锁紧状态下翻转180°，在配套设备的作用下完成起模动作，芯盒体被提起，留下活块“包”住砂芯，此时活块正好置于上压模基础面12上；

D、取活块14、15，沿上压模基础面12滑动，取出活块14、15；

E、砂芯硬化、取芯，完成上述步骤后需要制作的砂芯即被上压模11随形托住，经硬化到所需要的强度值后，进行刷涂料、清理工作，最后用吊具或配套设备取芯放于相应存放架备用，最后形成的整体砂芯如图3、4所示。

本实施例中B步骤中，为了便于工艺加工，对于砂芯的硬度做出限定，上压模未下压前芯砂的抗压强度小于0.04MPa，在上压模基础面与芯盒顶面贴合后，加强芯砂强度，芯砂的抗压强度大于0.06MPa时可起模。

Claims (2)

1.一种铁路货车摇枕、侧架整体制芯工艺，包括如下步骤：

A、填砂，向活块摆放到位的整体芯盒体腔内填砂、同时置入加强的芯骨，填砂的高度适当高出刮砂面，捣实或震实后，刮去多余残砂，至此型砂与芯盒体顶面高度一致；

其特征在于，它还包含以下步骤，

B、压型合模，填砂后，在芯砂强度处于可使用时间内，将上压模在导向作用下压在芯盒体内型砂上，对上压模实施微震，或压力，使上压模扣于刮砂面后，继续向下压，使上压模基础面与芯盒顶面贴合，其中上压模内腔形状为需要压出随形的曲线部分，即砂芯顶部形状；

C、翻转、起模，上压模基础面与芯盒顶面贴合后，加强芯砂强度，上压模与芯盒在锁紧状态下翻转，然后起模，芯盒体被提起，留下活块包住砂芯，此时活块正好置于上压模基础面上；

D、取活块，沿上压模基础面滑动，取出活块；

E、砂芯硬化、取芯，取活块后需要制作的砂芯即被上压模随形托住，经硬化到所需要的强度值后，进行刷涂料、清理工作。

2.根据权利要求1所述的铁路货车摇枕、侧架整体制芯工艺，其特征在于，在B步骤中，上压模未下压前芯砂的抗压强度小于0.04MPa，在上压模基础面与芯盒顶面贴合后，芯砂的抗压强度大于0.06MPa时可起模。

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