專利名稱：鐵路貨車搖枕、側(cè)架整體制芯工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造生產(chǎn)制芯中區(qū)別于射芯的整體制芯工藝方法，具體的說是用于鐵路貨車搖枕、側(cè)架鑄造過程中的整體制芯工藝。
背景技術(shù)：
搖枕、側(cè)架是鐵路貨車行走部分的關(guān)鍵零部件，我國乃至世界鐵路貨車搖枕、側(cè)架鑄件的生產(chǎn)中，形成鑄件內(nèi)腔砂芯的制芯工藝通常為分層、分段制造，如圖1、圖2所示。
采用此種分層、分段制芯工藝制芯，所生產(chǎn)的搖枕、側(cè)架主要存在兩方面的危害危害之一是，由于砂芯變形或邊緣破損，致使砂芯結(jié)合部位存在的不易控制的間隙，如圖5中所示，這種間隙3致使鑄件內(nèi)腔在鑄件澆注成型過程中形成飛邊，尤其是搖枕、側(cè)架關(guān)鍵部位A、B部位對應(yīng)內(nèi)腔的飛邊。而鑄件內(nèi)腔存在的飛邊鑄件凝固成型過程中，飛邊與鑄件結(jié)合部位又極其容易產(chǎn)生皮下氣孔8和微裂紋7，如圖6所示，這種氣孔8和裂紋7因位于鑄件內(nèi)腔在常規(guī)產(chǎn)品檢驗中不易被排除，即是說給產(chǎn)品帶來質(zhì)量隱患。搖枕、側(cè)架屬鐵路貨車行走部分的關(guān)鍵件，在貨車運(yùn)行過程中不斷的循環(huán)應(yīng)力作用下，將以鑄件內(nèi)氣孔和微裂紋成為應(yīng)力源，并逐漸擴(kuò)展，使產(chǎn)品的壽命大大減少，嚴(yán)重時，微裂紋逐漸擴(kuò)展致使搖枕、側(cè)架橫向斷裂直接引起鐵路事故。
危害之二是，分層、分段砂芯，在下芯后，合箱前，為加強(qiáng)砂芯定位，確保鑄件壁厚符合要求，一直在沿用芯撐9，如圖7所示，一件搖枕或側(cè)架使用數(shù)量多達(dá)30余個。使用芯撐對鑄件性能的影響可分以下三方面一是容易與鑄件不熔合，減少鑄件有效使用截面積，在對應(yīng)部位產(chǎn)生局部應(yīng)力，此種應(yīng)力的危害需經(jīng)上百萬甚至上千萬次以上的疲勞試驗才能體現(xiàn)出來，表現(xiàn)為裂紋源的起始點，受循環(huán)應(yīng)力的作用逐漸擴(kuò)展；二是芯撐表面容易發(fā)生銹蝕，澆注過程中產(chǎn)生氣孔等，鍍錫或鋅在與鋼水接觸后發(fā)生反應(yīng)，使鑄件局部產(chǎn)生成分偏析形成應(yīng)力源而影響性能；三是容易在使用過程中，受芯撐擠壓脫落的上型型砂10直接掉入型腔，如圖7所示，在鑄件內(nèi)部或表面形成砂眼，而內(nèi)腔表面形成的砂眼不易處理，在使用運(yùn)行中埋下隱患。
以上主要危害，時常在鐵路運(yùn)行過程中體現(xiàn)出來，造成鐵路線中斷運(yùn)行等后果，給鐵路運(yùn)輸事業(yè)帶來較大的社會、經(jīng)濟(jì)損失。
為了消除以上危害需要進(jìn)行整體制芯，通常的整體制芯方案是采用射芯機(jī)射芯，射芯工藝一般為對半分型，水平(橫向)合模，但是射芯機(jī)本身設(shè)備復(fù)雜、昂貴，對配套動能、控制部分以及工裝要求高，而且還存在砂芯局部緊實度過高或不均勻現(xiàn)象，鑄件容易產(chǎn)生裂紋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鐵路貨車搖枕、側(cè)架整體制芯工藝，在傳統(tǒng)的分層、分段制芯工藝方法基礎(chǔ)上，將多元化砂芯整合為單元化，即整體芯。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種鐵路貨車搖枕、側(cè)架整體制芯工藝，包括如下步驟F、填砂，向活塊擺放到位的整體芯盒體腔內(nèi)填砂、同時置入加強(qiáng)的芯骨等，填砂的高度適當(dāng)高出刮砂面，搗實或震實后，刮去多余殘砂，至此型砂與芯盒體頂面高度一致；其特征在于，它還包含以下步驟，G、壓型合模，填砂后，在芯砂強(qiáng)度處于可使用時間內(nèi)，將上壓模在導(dǎo)向作用下壓在芯盒體內(nèi)型砂上，對上壓模實施微震，或壓力，使上壓?？塾诠紊懊婧螅^續(xù)向下壓，使上壓?；A(chǔ)面與芯盒頂面貼合，其中上壓模內(nèi)腔形狀為需要壓出隨形的曲線部分，即砂芯頂部形狀；H、翻轉(zhuǎn)、起模，上壓模基礎(chǔ)面與芯盒頂面貼合后，加強(qiáng)芯砂強(qiáng)度，上壓模與芯盒在鎖緊狀態(tài)下翻轉(zhuǎn)，然后起模，芯盒體被提起，留下活塊包住砂芯，此時活塊正好置于上壓?；A(chǔ)面上；I、取活塊，沿上壓?；A(chǔ)面滑動，取出活塊；J、砂芯硬化、取芯，取活塊后需要制作的砂芯即被上壓模隨形托住，經(jīng)硬化到所需要的強(qiáng)度值后，進(jìn)行刷涂料、清理工作。
優(yōu)選地，在B步驟中，上壓模未下壓前芯砂的抗壓強(qiáng)度小于0.04MPa，在上壓?；A(chǔ)面與芯盒頂面貼合后，芯砂的抗壓強(qiáng)度大于0.06MPa時可起模。
本發(fā)明的有益效果是1、多元化砂芯整合為單元化，采用整體制芯工藝制芯，砂芯表面連續(xù)光滑，曲面連接完整，通過使用整體芯生產(chǎn)的鑄件內(nèi)腔光滑無接縫、平整，可有效的避免使用多元化組合砂芯帶來的鑄造飛邊、披縫。
2、砂芯品質(zhì)好表面光滑、相關(guān)尺寸精確高，大量采用側(cè)面活塊可形成較為復(fù)雜的砂芯形狀，并保證質(zhì)量；整體芯在分層芯基礎(chǔ)上截面增加后，剛度增加，抗變形能力加大。
3、有利于工藝要求操作于工藝要求部位準(zhǔn)確地放置冷鐵、芯骨、排氣管、鉻鐵礦砂等造型材料。
4、緊實度均勻通過上壓模對刮砂面下壓并成型，砂芯總體積被壓縮，在靠近刮砂面的上層部分，使整體芯總體緊實度均勻，有利于鑄件成型。
5、設(shè)備簡單采用合模機(jī)(可增加微振)，完成上壓模與芯盒的自上而下合模，容易實現(xiàn)機(jī)械化制芯。
6、工裝維護(hù)方便針對產(chǎn)品的局部變更或工藝調(diào)整，容易通過對活塊進(jìn)行調(diào)整來完成，較為靈活而且適應(yīng)性強(qiáng)。
7、最大限度的減少使用芯撐的數(shù)量，保證鑄件有效使用截面積，避免使用芯撐時，合箱過程中受芯撐擠壓脫落的上型型砂直接掉入型腔，在鑄件內(nèi)部或表面形成砂眼。同時也減少對芯撐本身的清理工作。
8、提高鑄件內(nèi)腔表面質(zhì)量，也減輕清砂難度。
9、提高搖枕、側(cè)架內(nèi)腔尺寸精度。因砂芯整合后形成產(chǎn)品內(nèi)腔相對位置之尺寸不會竄動、相對穩(wěn)定，故形成鑄件壁厚均勻，可有效的避免使用多元化組合砂芯產(chǎn)生的臺階，進(jìn)一步保證產(chǎn)品使用強(qiáng)度等性能。


圖1、2是傳統(tǒng)分層、分段制芯工藝制作出的貨車側(cè)架芯的示意圖；圖3、4是本發(fā)明工藝制造出的整體芯的示意圖；圖5是傳統(tǒng)分層、分段制芯在砂芯結(jié)合部位存在間隙的示意圖；圖6是鑄件因飛邊產(chǎn)生皮下氣孔和微裂紋的示意圖；圖7采用芯撐導(dǎo)致型砂脫落的示意圖。
圖8是本發(fā)明制造工藝的流程圖。
其中，附圖標(biāo)記1為側(cè)架鑄件，2為“X”砂芯，3為砂芯間隙，4為分型(芯)面，5為“S”砂芯，6為飛邊或披縫，7為微裂紋，8為氣孔，9為芯撐，10為被芯撐擠掉型砂，11為上壓模，12為基礎(chǔ)面，13為芯盒框(體)，14為活塊，15為活塊，16為芯骨，17為砂芯。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
本發(fā)明的具體實施例，流程如圖8所示，一種鐵路貨車搖枕、側(cè)架整體制芯工藝，包括如下步驟A、填砂，向活塊14、15擺放到位的整體芯盒體13腔內(nèi)填砂、同時置入加強(qiáng)的芯骨16等，填砂的高度適當(dāng)高出刮砂面，搗實或震實后，刮去多余殘砂，至此型砂與芯盒體頂面高度一致；B、壓型合模，填砂后，在芯砂強(qiáng)度處于可使用時間內(nèi)，將上壓模11在導(dǎo)向作用下壓在芯盒體13內(nèi)型砂上，對上壓模11實施微震，或壓力，使上壓模扣于刮砂面后，繼續(xù)向下壓，使上壓?；A(chǔ)面12與芯盒體13頂面貼合，其中上壓模11內(nèi)腔形狀為需要壓出隨形的曲線部分，即砂芯頂部形狀，上壓模A范圍為需要壓出隨型的曲線部分，L0為砂芯最高點將壓下的行程。L1為形成部分側(cè)面圓角的行程；C、翻轉(zhuǎn)、起模，上壓?；A(chǔ)面與芯盒頂面貼合后，加強(qiáng)芯砂強(qiáng)度，上壓模與芯盒在鎖緊狀態(tài)下翻轉(zhuǎn)180°，在配套設(shè)備的作用下完成起模動作，芯盒體被提起，留下活塊“包”住砂芯，此時活塊正好置于上壓?；A(chǔ)面12上；
D、取活塊14、15，沿上壓?；A(chǔ)面12滑動，取出活塊14、15；E、砂芯硬化、取芯，完成上述步驟后需要制作的砂芯即被上壓模11隨形托住，經(jīng)硬化到所需要的強(qiáng)度值后，進(jìn)行刷涂料、清理工作，最后用吊具或配套設(shè)備取芯放于相應(yīng)存放架備用，最后形成的整體砂芯如圖3、4所示。
本實施例中B步驟中，為了便于工藝加工，對于砂芯的硬度做出限定，上壓模未下壓前芯砂的抗壓強(qiáng)度小于0.04MPa，在上壓?；A(chǔ)面與芯盒頂面貼合后，加強(qiáng)芯砂強(qiáng)度，芯砂的抗壓強(qiáng)度大于0.06MPa時可起模。
權(quán)利要求
1.一種鐵路貨車搖枕、側(cè)架整體制芯工藝，包括如下步驟A、填砂，向活塊擺放到位的整體芯盒體腔內(nèi)填砂、同時置入加強(qiáng)的芯骨，填砂的高度適當(dāng)高出刮砂面，搗實或震實后，刮去多余殘砂，至此型砂與芯盒體頂面高度一致；其特征在于，它還包含以下步驟，B、壓型合模，填砂后，在芯砂強(qiáng)度處于可使用時間內(nèi)，將上壓模在導(dǎo)向作用下壓在芯盒體內(nèi)型砂上，對上壓模實施微震，或壓力，使上壓?？塾诠紊懊婧?，繼續(xù)向下壓，使上壓模基礎(chǔ)面與芯盒頂面貼合，其中上壓模內(nèi)腔形狀為需要壓出隨形的曲線部分，即砂芯頂部形狀；C、翻轉(zhuǎn)、起模，上壓?；A(chǔ)面與芯盒頂面貼合后，加強(qiáng)芯砂強(qiáng)度，上壓模與芯盒在鎖緊狀態(tài)下翻轉(zhuǎn)，然后起模，芯盒體被提起，留下活塊包住砂芯，此時活塊正好置于上壓?；A(chǔ)面上；D、取活塊，沿上壓?；A(chǔ)面滑動，取出活塊；E、砂芯硬化、取芯，取活塊后需要制作的砂芯即被上壓模隨形托住，經(jīng)硬化到所需要的強(qiáng)度值后，進(jìn)行刷涂料、清理工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路貨車搖枕、側(cè)架整體制芯工藝，其特征在于，在B步驟中，上壓模未下壓前芯砂的抗壓強(qiáng)度小于0.04MPa，在上壓模基礎(chǔ)面與芯盒頂面貼合后，芯砂的抗壓強(qiáng)度大于0.06MPa時可起模。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵路貨車搖枕、側(cè)架整體制芯工藝，該工藝于芯盒刮砂面完成刮砂后，自上而下采用定位準(zhǔn)確的隨形上壓模、結(jié)合對上壓模實施微震，或壓力，使隨形上壓模扣于刮砂面后，繼續(xù)向下完成一定行程的壓量，使局部平整的刮砂面按照隨形上壓模的形狀被擠壓成符合要求的曲面形狀，最終成為形成鑄件局部完整內(nèi)腔截面的整體芯。本發(fā)明制芯工藝制得的整體芯表面光滑，可有效的避免使用多元化組合砂芯帶來的鑄造飛邊、披縫，提高鑄件內(nèi)在質(zhì)量，減輕工作強(qiáng)度。
文檔編號B22C9/10GK101066554SQ20071004889
公開日2007年11月7日 申請日期2007年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月19日
發(fā)明者王云東, 徐五一, 李竹, 楊曉明, 劉幼平, 王之成, 劉成勇, 卿明高 申請人:中國南車集團(tuán)眉山車輛廠