CN114082900A - 机车车钩钩舌覆膜砂砂芯制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机车车钩钩舌技术领域，具体涉及机车车钩钩舌覆膜砂砂芯制造工艺；包括：S1、确定热芯盒工艺制芯：针对碱酚醛树脂自硬砂硬化时间长的特点，在钩舌制芯方法中使用热芯盒工艺，制芯材料为覆膜砂；S2、设计热芯盒具体结构：减重腔F形砂芯热芯盒为一芯盒出二砂芯，钩舌销孔砂芯热芯盒为一芯盒出四砂芯。本发明应用在车钩钩舌生产中，提高了钩舌砂芯的制芯效率，并且降低了制作成本，创造了极其可观的经济效益，另外，采用该方案后，钩舌的夹砂、透腔、涨芯、气憋等铸造缺陷明显减少，节约了大量的废品损失和次品挽救成本，随着本发明的推广，其他大批量的小型铸件也可借鉴相关技术，提高生产效率和质量。
Description
技术领域
本发明涉及机车车钩钩舌技术领域，具体涉及机车车钩钩舌覆膜砂砂芯制造工艺。
背景技术
车钩钩舌是车钩的重要组成部分。车钩是由客车用车钩通过结构改进升级而来的新型客运车辆牵引用机车专用轻型车钩产品。如附图1所示，其中钩舌的钩腕连接轮廓更小，内部减重腔呈狭长的“F”形且横截面为纺锤状，尖端最小截面尺寸仅10mm；另外，178mm×φ44mm的钩舌销孔放置铸造加工量后，尺寸变为178mm×φ30mm。上述两处结构和尺寸变化导致钩舌内腔清砂难度极大。
铸件浇注后清砂难易程度与砂芯选用的配砂工艺有很大关系，传统的配砂工艺包括二氧化碳硬化水玻璃砂和碱酚醛树脂自硬砂。初期生产过程中为解决清砂困难问题，采用溃散性更好的碱酚醛树脂自硬砂工艺，以小型碾轮式混砂机混砂，手工制作F形砂芯。但现有技术具有如下缺点：
(1)制芯效率低：因碱酚醛树脂自硬砂硬化时间为20min，同时无法大量配备手工芯盒，故单位生产时间内，可制作的砂芯数量是固定的，即每小时只能制作钩舌销孔砂芯和减重腔砂芯各3块，每日仅能生产钩舌24件，严重限制钩舌的生产效率。
(2)砂芯紧实度差、强度差：手工制芯生产过程中对每块砂芯的舂砂力度、舂砂时间、舂砂角度无法准确控制，砂芯紧实度、强度不稳定，肉眼无法判断砂芯是否合格。常出现铸件浇注后，在清理过程中发现砂芯破损导致的夹砂、透腔等铸造缺陷，导致铸件报废。
(3)混砂配比波动大：芯砂混制过程中的所有原材料如原砂、粘结剂、固化剂等均为操作者使用台秤及天平人工称量，称重设备和人员的累积误差导致每批次的芯砂配比均不一致，砂芯质量难以稳定。铸件浇注后，常出现涨芯、气孔、气憋等铸造缺陷，导致铸件报废。
综上所述，如何提高钩舌砂芯制芯效率、砂芯质量，减少铸造缺陷，成为工艺设计的重点。
发明内容
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明的目的在于提供机车车钩钩舌覆膜砂砂芯制造工艺，本发明应用在车钩钩舌生产中，极大地提高了钩舌砂芯的制芯效率，并且降低了制作成本，创造了极其可观的经济效益。另外，采用该方案后，钩舌的夹砂、透腔、涨芯、气憋等铸造缺陷明显减少，节约了大量的废品损失和次品挽救成本。随着本发明的推广，其他大批量的小型铸件也可借鉴相关技术，提高生产效率和质量。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
机车车钩钩舌覆膜砂砂芯制造工艺，包括：
S1、确定热芯盒工艺制芯：针对碱酚醛树脂自硬砂硬化时间长的特点，在钩舌制芯方法中使用热芯盒工艺，制芯材料为覆膜砂；
S2、设计热芯盒具体结构：减重腔F形砂芯热芯盒为一芯盒出二砂芯，钩舌销孔砂芯热芯盒为一芯盒出四砂芯；
S3、设计制芯参数；
S4、所述热芯盒配合覆膜砂射芯机制芯，制芯时模具合并，人工放置T形砂芯出气孔铁棍；
S5、射芯机射头将覆膜砂通过模具上的射砂孔填充进模具内，形成砂芯实体；
S6、所述砂芯实体经初步硬化后，人工取走砂芯出气孔铁棍，形成砂芯内的出气孔；
S7、芯砂完全硬化后，模具开模，动模离开，设置在静模背部的弹簧自动顶杆将砂芯顶出，砂芯随动模一起离开至取芯工位，动模背部的液压顶杆将砂芯顶出，人工取芯，完成制芯操作。
本发明进一步设置为：在步骤S2中，所述覆膜砂主要参数要求如下：
a.耐火度：≥1600℃；
b.SiO2含量：＞98％；
c.常温抗弯强度：≥8.0MPa；
d.热态抗弯强度：2.5-5.0MPa；
e.灼烧减量：≤2.5％；
f.熔点：90℃-110℃；
g.粒度：70目－140目，相邻三筛集中率≥80％；
h.平均细度：65-75；
i.发气量：≤25ml/g，1000℃±5℃，3min。
本发明进一步设置为：在步骤S2中，所述减重腔F形砂芯热芯盒和钩舌销孔砂芯热芯盒均采用左右开模结构，动模、静模各配置5条加热管，为模具提供热量。
本发明进一步设置为：在步骤S3中，所述制芯参数如下：
a.模具硬化温度：235±5℃；
b.射砂时间：3S；
c.射砂压力：0.4MPa-0.5MPa；
d.硬化时间：220S。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
本发明应用在车钩钩舌生产中，极大地提高了钩舌砂芯的制芯效率，并且降低了制作成本，创造了极其可观的经济效益。另外，采用该方案后，钩舌的夹砂、透腔、涨芯、气憋等铸造缺陷明显减少，节约了大量的废品损失和次品挽救成本。随着本发明的推广，其他大批量的小型铸件也可借鉴相关技术，提高生产效率和质量。
附图说明
图1为钩舌减重腔及钩舌销孔示意图；
图2为热芯盒的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
机车车钩钩舌覆膜砂砂芯制造工艺，包括：
步骤一、确定热芯盒工艺制芯：针对碱酚醛树脂自硬砂硬化时间长的特点，在钩舌制芯方法中使用热芯盒工艺，制芯材料为覆膜砂；
对钩舌砂芯在浇注时的工况状态分析，提出覆膜砂主要参数要求如下：
a.耐火度：≥1600℃；
b.SiO2含量：＞98％；
c.常温抗弯强度：≥8.0MPa；
d.热态抗弯强度：2.5-5.0MPa；
e.灼烧减量：≤2.5％；
f.熔点：90℃-110℃；
g.粒度：70目－140目，相邻三筛集中率≥80％；
h.平均细度：65-75；
i.发气量：≤25ml/g，1000℃±5℃，3min。
步骤二、设计热芯盒具体结构：减重腔F形砂芯热芯盒为一芯盒出二砂芯，钩舌销孔砂芯热芯盒为一芯盒出四砂芯。
步骤三、设计制芯参数：
在保证砂芯质量前提下，应尽可能缩短制芯时间，提高生产效率，制芯参数如下：
a.模具硬化温度：235±5℃；
b.射砂时间：3S；
c.射砂压力：0.4MPa-0.5MPa；
d.硬化时间：220S。
步骤四、热芯盒配合覆膜砂射芯机制芯，制芯时模具合并，人工放置“T”形砂芯出气孔铁棍。
步骤五、射芯机射头将覆膜砂通过模具上的射砂孔填充进模具内，形成砂芯实体。
步骤六、砂芯实体经初步硬化后，人工取走砂芯出气孔铁棍，形成砂芯内的出气孔。
步骤七、芯砂完全硬化后，模具开模，动模离开，设置在静模背部的弹簧自动顶杆将砂芯顶出，砂芯随动模一起离开至取芯工位，动模背部的液压顶杆将砂芯顶出，人工取芯，完成制芯操作。
本发明应用在车钩钩舌生产中，大大提高了钩舌砂芯的制芯效率，从原方案的单人每小时制芯3套提高到单人每小时制芯20套，每日生产钩舌量从24件提高至160件，彻底解决了成套车钩的生产瓶颈，提高生产效率的同时，创造了极其可观的经济效益。另外，采用该发明方案后，钩舌的夹砂、透腔、涨芯、气憋等铸造缺陷明显减少，节约了大量的废品损失和次品挽救成本。随着本发明的推广，其他大批量的小型铸件也可借鉴相关技术，提高生产效率和质量。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.机车车钩钩舌覆膜砂砂芯制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、确定热芯盒工艺制芯；
S2、设计热芯盒具体结构：减重腔F形砂芯热芯盒为一芯盒出二砂芯，钩舌销孔砂芯热芯盒为一芯盒出四砂芯；
S3、设计制芯参数；
S4、所述热芯盒配合覆膜砂射芯机制芯，制芯时模具合并，人工放置T形砂芯出气孔铁棍；
S5、射芯机射头将覆膜砂通过模具上的射砂孔填充进模具内，形成砂芯实体；
S6、所述砂芯实体经初步硬化后，人工取走砂芯出气孔铁棍，形成砂芯内的出气孔；
S7、芯砂完全硬化后，模具开模，动模离开，设置在静模背部的弹簧自动顶杆将砂芯顶出，砂芯随动模一起离开至取芯工位，动模背部的液压顶杆将砂芯顶出，人工取芯，完成制芯操作。
2.根据权利要求1所述的机车车钩钩舌覆膜砂砂芯制造工艺，其特征在于，在步骤S1中，针对碱酚醛树脂自硬砂硬化时间长的特点，在钩舌制芯方法中使用热芯盒工艺，制芯材料为覆膜砂。
3.根据权利要求1所述的机车车钩钩舌覆膜砂砂芯制造工艺，其特征在于，在步骤S2中，所述热芯盒分为减重腔F形砂芯热芯盒和钩舌销孔砂芯热芯盒；其中，减重腔F形砂芯热芯盒为一芯盒出二砂芯，钩舌销孔砂芯热芯盒为一芯盒出四砂芯。
4.根据权利要求2所述的机车车钩钩舌覆膜砂砂芯制造工艺，其特征在于，在步骤S2中，所述覆膜砂主要参数要求如下：
a.耐火度：≥1600℃；
b.SiO2含量：＞98％；
c.常温抗弯强度：≥8.0MPa；
d.热态抗弯强度：2.5-5.0MPa；
e.灼烧减量：≤2.5％；
f.熔点：90℃-110℃；
g.粒度：70目－140目，相邻三筛集中率≥80％；
h.平均细度：65-75；
i.发气量：≤25ml/g，1000℃±5℃，3min。
5.根据权利要求3所述的机车车钩钩舌覆膜砂砂芯制造工艺，其特征在于，在步骤S2中，所述减重腔F形砂芯热芯盒和钩舌销孔砂芯热芯盒均采用左右开模结构，动模、静模各配置5条加热管，为模具提供热量。
6.根据权利要求1所述的机车车钩钩舌覆膜砂砂芯制造工艺，其特征在于，在步骤S3中，所述制芯参数如下：
a.模具硬化温度：235±5℃；
b.射砂时间：3S；
c.射砂压力：0.4MPa-0.5MPa；
d.硬化时间：220S。
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