一種隨形發(fā)熱補貼座的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種隨形發(fā)熱補貼座，包括有補貼座主體，補貼座主體上設(shè)有補縮孔，在補貼座主體底部設(shè)有補貼座底座，補貼座底座靠近補縮孔一側(cè)的補貼座底座內(nèi)環(huán)面為圓弧面。與現(xiàn)有的制作方式相比，本實用新型可以使得切割氣刨面積在原有基礎(chǔ)上減少了73％左右，因割傷焊修完全消除，機加工刀具損壞降低了70％左右，整體的加工工時縮短了50％左右。生產(chǎn)進度大大提高，鑄件因此部位的返工處理從80％降低到了5％左右，鑄件工藝出品率有所提高，冒口鋼水耗用量從25.68kg/件降低到19.53kg/件，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。該隨形發(fā)熱補貼座使用時補縮效果好，聯(lián)體心盤搖枕成品后續(xù)切割工序時間短、工作量小、切割質(zhì)量容易保證、很難出現(xiàn)切傷鑄件需焊修的情況、機加工刀具損壞小。
【專利說明】一種隨形發(fā)熱補貼座

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一隨形發(fā)熱補貼座，特別是一種火車的聯(lián)體心盤鑄造搖枕澆鑄成型過程中使用的隨形發(fā)熱補貼座。

【背景技術(shù)】
[0002]火車下心盤和搖枕是火車上的兩種主要組成部件，兩者是結(jié)合在一起使用的。為此，歐美、俄羅斯和非洲國家使用的火車中均是將下心盤和搖枕連成整體一次性鑄造成型，制作得到聯(lián)體心盤鑄造搖枕。但是制作過程中由于其心盤輪緣圓環(huán)厚度一般不大于32mm，鑄造過程中其熱節(jié)主要密集在其下部，且根據(jù)密實度要求，不允許心盤內(nèi)部有任何縮孔疏松缺陷。在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)心盤環(huán)狀結(jié)構(gòu)的截面比下部熱節(jié)部位的截面小得多，，面積只有其1/3左右，整個環(huán)狀所包圍的面積空間有限，一般不超過Φ300_，冒口只能放在環(huán)狀截面的頂面，鋼液要到達下部熱節(jié)必須先通過窄小的環(huán)狀截面，由于型腔均是同一種材料形成其冷卻速度理論上是完全相同的，體積小的地方一定比體積大的地方先凝固，這樣頂部冒口的鋼液就無法到達下部熱節(jié)部位進行補縮，在鑄件上就會形成較大的縮孔缺陷，導致產(chǎn)品不能滿足要求。如附圖5所示，傳統(tǒng)工藝是采用增加擴大實體補貼通道，傳統(tǒng)工藝中發(fā)熱冒口不僅僅設(shè)置在心盤輪緣上，還有部分設(shè)置在心盤輪緣邊上的盆狀心盤座上，這樣設(shè)置雖然可以避免補貼通道處的鋼液比心盤內(nèi)腔熱節(jié)處的晚凝固，但是這樣設(shè)置的發(fā)熱冒口偏離心盤內(nèi)腔熱節(jié)的中心位置，使得心盤內(nèi)腔熱節(jié)的縮孔效果不是很好。澆鑄后的心盤聯(lián)體搖枕成品外形應如附圖4所示，但采用傳統(tǒng)的補貼方法得到的心盤聯(lián)體搖枕如附圖6所示，為得到最后的產(chǎn)品，澆鑄后的心盤聯(lián)體搖枕每一個發(fā)熱冒口處必須經(jīng)過多次切割。第一刀切割時從心盤輪緣處橫向切割將心盤輪緣上面的部分切斷，第二刀沿盆狀心盤座底面往心盤輪緣內(nèi)圓弧面切割，然后第三刀沿心盤輪緣內(nèi)圓弧邊往下切割，切割深度至盆狀心盤座底面為止。經(jīng)過3次切割后整個切割過程結(jié)束，由于多次切割而且為弧形切割，很難保證切割質(zhì)量，經(jīng)常出現(xiàn)切傷鑄件需要焊修的情況。整個清理和機加工80%的工作量用于處理此部位，同時由于大批量生產(chǎn)(年產(chǎn)5000到10000件)，這樣的數(shù)量清理很難達到原有輪廓的要求，凹凸不平，切傷鑄件本體很普遍，需要焊修，很難控制。因此，使用傳統(tǒng)的制作工藝存在著補縮效果差，后續(xù)切割工序時間長、工作量大、切割質(zhì)量難以保證，經(jīng)常出現(xiàn)切傷鑄件需要焊修的情況，導致機加工刀具損壞異常嚴重，加工清理成本居高不下，給企業(yè)經(jīng)營帶來不必要的損失。
[0003]總結(jié)下來，現(xiàn)有技術(shù)在制造聯(lián)體心盤鑄造搖枕的過程中補縮效果差，而且制作得到的聯(lián)體心盤搖枕成品后續(xù)切割工序時間長、工作量大、切割質(zhì)量難以保證、很容易出現(xiàn)切傷鑄件需要焊修的情況、機加工刀具損壞大、加工清理成本高。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于，提供一種隨形發(fā)熱補貼座。使用該隨形發(fā)熱補貼座制作聯(lián)體心盤搖枕的過程中有著補縮效果好，而且制作得到的聯(lián)體心盤搖枕成品有著后續(xù)切割工序時間短、工作量小、切割質(zhì)量容易保證、很難出現(xiàn)切傷鑄件需要焊修的情況、機加工刀具損壞小、加工清理成本低和降低了企業(yè)的加工成本等優(yōu)點。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案:一種隨形發(fā)熱補貼座,包括有補貼座主體,補貼座主體上設(shè)有補縮孔，在補貼座主體底部設(shè)有補貼座底座，補貼座底座靠近補縮孔一側(cè)的補貼座底座內(nèi)環(huán)面為圓弧面。
[0006]前述的隨形發(fā)熱補貼座，所述補貼座主體放置在聯(lián)體心盤鑄造搖枕模具的心盤輪緣上，補貼座底座的補貼座底座底面與聯(lián)體心盤鑄造搖枕模具的盆狀心盤座表面貼合；補貼座底座的補貼座底座內(nèi)環(huán)面與心盤輪緣內(nèi)圓弧面貼合；補縮孔對應心盤輪緣的上表面，其下端底面與心盤輪緣上表面貼合；補縮孔的上端頂面上設(shè)有發(fā)熱冒口。
[0007]前述的隨形發(fā)熱補貼座，所述補縮孔下端的寬度D <心盤輪緣的壁厚度d。
[0008]前述的聯(lián)體心盤鑄造搖枕的制作方法，所述補縮孔為腰形孔、矩形孔、梯形孔或橢圓形孔。
[0009]前述的隨形發(fā)熱補貼座，所述補縮孔旁邊懸空部分的補貼座主體底面為斜面。
[0010]前述的隨形發(fā)熱補貼座，所述補縮孔尺寸由上至下逐漸變小。
[0011]本實用新型的有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過在發(fā)熱冒口與心盤輪緣之間增設(shè)有發(fā)熱材料制作而成的隨形發(fā)熱補貼座，該隨形發(fā)熱補貼座的補貼座底座內(nèi)環(huán)面是隨聯(lián)體心盤鑄造搖枕的心盤輪緣的輪廓形狀設(shè)計而成的，放置過程中，可以保證補貼座底座內(nèi)環(huán)面緊貼這心盤輪緣內(nèi)圓弧面，澆鑄過程中，鋼液就不會從兩者之間的連接部流淌到盆狀心盤座去，為后工序加工節(jié)約了大量的時間。當隨形發(fā)熱補貼座在接觸鋼水時其發(fā)熱材料會燃燒，從而產(chǎn)生大量的熱量使得心盤輪緣的環(huán)狀窄小區(qū)域較長時間處于高溫狀態(tài)，使得通過隨形發(fā)熱補貼座的鋼液加熱到較高溫度，可以保障鋼液較長時間保持液體狀態(tài)，當心盤內(nèi)腔熱節(jié)內(nèi)的鋼液冷卻凝固后，隨形發(fā)熱補貼座內(nèi)部的鋼液才會凝固，最后是發(fā)熱冒口中的鋼液凝固，補縮效果良好。這樣在保證產(chǎn)品形狀完整的同時，也能保證冒口補縮通道的一直暢通，使得冒口的鋼液能夠不斷地補縮給鑄件，而隨形發(fā)熱補貼座的補縮孔正對心盤輪緣的上表面，使得放在隨形發(fā)熱補貼座上的發(fā)熱冒口正對下方的心盤內(nèi)腔熱節(jié)，從而使得鑄件的密實度符合標準要求。隨形發(fā)熱補貼座設(shè)置過程中，補貼座底座底面與盆狀心盤座表面貼合，以及補貼座底座內(nèi)環(huán)面與心盤輪緣內(nèi)圓弧面貼合，使得鋼液冷卻凝固后，只需要I刀切割掉心盤輪緣上方凝固的鋼液后即可得到完整的聯(lián)體心盤鑄造搖枕。與現(xiàn)有的制作方式相比，本實用新型可以使得切割氣刨面積在原有基礎(chǔ)上減少了 73%左右，因割傷焊修完全消除，機加工刀具損壞降低了 70%左右，整體的加工工時縮短了 50%左右。生產(chǎn)進度大大提高，鑄件因此部位的返工處理從80%降低到了 5%左右，鑄件工藝出品率有所提高，冒口鋼水耗用量從25.68kg/件降低到19.53kg/件，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖1為本發(fā)明設(shè)置有隨形發(fā)熱補貼座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]附圖2為附圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]附圖3為附圖1澆鑄后的鑄件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]附圖4為聯(lián)體心盤鑄造搖枕成品結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]附圖5為設(shè)置傳統(tǒng)實體補貼冒口的聯(lián)體心盤鑄造搖枕模具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]附圖6為附圖5澆鑄后的鑄件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]附圖7為本發(fā)明中第一種隨形發(fā)熱補貼座的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]附圖8為附圖7的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]附圖9為本發(fā)明中第二種隨形發(fā)熱補貼座的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]附圖10為附圖9的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]附圖11為本發(fā)明中第三種隨形發(fā)熱補貼座的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]附圖12為附圖11的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]附圖13為本發(fā)明中第四種隨形發(fā)熱補貼座的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]附圖14為附圖13的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]附圖15為本發(fā)明中第五種隨形發(fā)熱補貼座的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]附圖16為附圖15的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]附圖17為附圖15的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]附圖標記:1_聯(lián)體心盤鑄造搖枕模具，2-心盤輪緣，3-隨形發(fā)熱補貼座，4-補貼座主體，5-補縮孔，6-補貼座底座，7-補貼座底座底面，8-補貼座底座內(nèi)環(huán)面，9-補貼座主體底面，10-發(fā)熱冒口，11-心盤輪緣內(nèi)圓弧面，12-盆狀心盤座，13-心盤內(nèi)腔熱節(jié)。

【具體實施方式】
[0030]本實用新型的實施例:一種隨形發(fā)熱補貼座，如附圖7-17所示，該隨形發(fā)熱補貼座3包括有補貼座主體4，在補貼座主體4中設(shè)有I個補縮孔5，在補貼座主體4底部設(shè)有補貼座底座6，補貼座底座6靠近補縮孔5 —側(cè)的補貼座底座內(nèi)環(huán)面8為圓弧面。該隨形發(fā)熱補貼座3使用發(fā)熱材料金屬鎂粉和鋁粉及氧化鐵粉、硅鐵粉、保溫劑還有粘接劑樹脂以及催化劑等材料按一定比例混合后射制成型。
[0031]如附圖1和附圖2所示，將隨形發(fā)熱補貼座3放置在聯(lián)體心盤鑄造搖枕模具I的心盤輪緣2上，使得隨形發(fā)熱補貼座3的補貼座底座底面7與聯(lián)體心盤鑄造搖枕模具I的盆狀心盤座12表面完全貼合，補貼座底座內(nèi)環(huán)面8與心盤輪緣內(nèi)圓弧面11完全貼合,隨形發(fā)熱補貼座3的補縮孔5正對心盤輪緣2的上表面，補縮孔5的下端底面與心盤輪緣2上表面貼合。如此設(shè)置的好處在于:補貼座底座底面7與盆狀心盤座12表面完全貼合，避免兩者之間出現(xiàn)懸空。若兩者之間出現(xiàn)懸空，澆鑄鋼液的過程中，鋼液會由聯(lián)體心盤鑄造搖枕模具I的內(nèi)部向上冒出，直至抵住補貼座底座底面7，當鋼液冷卻凝固后，凸出來的這部分鑄體就還需要工具將其切割掉，這無疑浪費了大量的時間。反之，補貼座底座底面7與盆狀心盤座12表面完全貼合，鑄件冷卻凝固后不需要對盆狀心盤座12部分進行再加工。該隨形發(fā)熱補貼座3的補貼座底座內(nèi)環(huán)面8是隨聯(lián)體心盤鑄造搖枕的心盤輪緣2的輪廓形狀設(shè)計而成的，而補貼座底座內(nèi)環(huán)面8與心盤輪緣內(nèi)圓弧面11緊密貼合，那么該處的鋼液冷卻后得到的鑄件尺寸就剛好為心盤輪緣2的尺寸。反之，若補貼座底座內(nèi)環(huán)面8與心盤輪緣內(nèi)圓弧面11不完全貼合，那么澆鑄得到的心盤輪緣2的厚度就要比實際尺寸要厚得多，就還需要對心盤輪緣2進行再加工，相應地也就增大了工作量。隨形發(fā)熱補貼座3的補縮孔5正對心盤輪緣2的上表面，補縮孔5的下端底面與心盤輪緣2上表面貼合，這樣的設(shè)置首先是保證隨形發(fā)熱補貼座3形成的補貼通道剛好正對聯(lián)體心盤鑄造搖枕模具I的心盤內(nèi)腔熱節(jié)13的中心，而在隨形發(fā)熱補貼座3上放置有發(fā)熱冒口 10，那么放置好的發(fā)熱冒口 10就剛好正對著心盤內(nèi)腔熱節(jié)13中心，這樣澆鑄出來的鑄件其內(nèi)部熱節(jié)處密實度可以達到標準。
[0032]隨形發(fā)熱補貼座3制作時，補縮孔5下端的寬度D <心盤輪緣2壁厚度d。這樣的設(shè)置在保證各個接觸面之間緊密貼合的前提下，還可以避免澆鑄過程中鋼液從面與面之間的縫隙中流出。若寬度D大于心盤輪緣2的厚度d，那么澆鑄過程中鋼液就會從面與面之間的縫隙中流出，冷卻后即會附著在心盤輪緣2的內(nèi)、外壁上，從而增大了心盤輪緣2的厚度，鑄件形成還需要再次切割飛邊，才能得到完整光滑的聯(lián)體心盤鑄造搖枕成品。
[0033]在滿足前面幾項的要求后，本實用新型制作得到的第一種隨形發(fā)熱補貼座3，如附圖7-8所示，該隨形發(fā)熱補貼座3的補縮孔5為圓孔，補貼座主體4下方設(shè)置有2個補貼座底座6，該型隨形發(fā)熱補貼座3能夠滿足基本的補縮要求。
[0034]本實用新型制作得到的第二種隨形發(fā)熱補貼座3，如附圖9-10所示，該隨形發(fā)熱補貼座3的補縮孔5為腰形孔，補貼座主體4下方仍然設(shè)置有2個補貼座底座6，該型隨形發(fā)熱補貼座3能夠滿足基本的補縮要求，而且與第一種隨形發(fā)熱補貼座3相比，補縮孔5形成的補縮通道更大，補縮效果更加好。當補縮孔5設(shè)計為腰形孔時，可以增大補縮通道面積，因為補縮孔5對應著心盤輪緣2的表面，補縮過程中若鋼液從補縮孔5與心盤輪緣2內(nèi)、外壁之間的縫隙中流出，當流出的鋼液冷卻凝固后，還需要使用刀具將該部分凝固的鋼液切削掉，這無疑增大了工作量。為此補縮孔5在設(shè)計過程中，補縮孔5下端的寬度D最大時只能等于心盤輪緣2壁厚度d，在補縮孔5的寬度D盡量大的情況下，為了增大補縮通道面積，那么只能將補縮孔5的長度沿心盤輪緣2的弧線方向拉長，故此將補縮孔5設(shè)計為腰形孔，這樣的補縮孔5與附圖7-8所示的第一種隨形發(fā)熱補貼座3中補縮孔5為直徑為D的圓孔相比，補縮通道面積更大，從而使得補縮效果更加良好。補縮孔5為不僅僅可以設(shè)置為腰形孔來增大補縮通道的面積，還可以在盡量保證補縮孔5下端的寬度D足夠大的情況下，也可以設(shè)置為其它的矩形孔、梯形孔、橢圓形孔或其它任意形狀的孔。
[0035]本實用新型制作得到的第三種隨形發(fā)熱補貼座3，如附圖11-12所示，該隨形發(fā)熱補貼座3的補縮孔5為圓形孔，補貼座主體4下方設(shè)置有I個補貼座底座6，該型隨形發(fā)熱補貼座3能夠滿足基本的補縮要求，而且與第一種和第二種隨形發(fā)熱補貼座3相比，卡口縮尺更容易控制。
[0036]本實用新型制作得到的第四種隨形發(fā)熱補貼座3，如附圖13-14所示，該隨形發(fā)熱補貼座3的補縮孔5為腰形孔，補貼座主體4下方設(shè)置有I個補貼座底座6，該型隨形發(fā)熱補貼座3能夠滿足基本的補縮要求，而且與第一種和第三種隨形發(fā)熱補貼座3相比，補縮孔5形成的補縮通道更大，補縮效果更加好；而與第二種隨形發(fā)熱補貼座3相比，卡口縮尺更容易控制。
[0037]第五種隨形發(fā)熱補貼座3，如附圖15-17所示，該隨形發(fā)熱補貼座3的補縮孔5為腰形孔，補貼座主體4下方設(shè)置有I個補貼座底座6，與第四種隨形發(fā)熱補貼座3相比，該型隨形發(fā)熱補貼座3的補貼座主體底面9懸空部分設(shè)置為斜面，因為在隨形發(fā)熱補貼座3和發(fā)熱冒口 10放置到位后，在振實臺產(chǎn)生的振動力的作用下，型砂靠自身的流動性和自然重力作用塞滿模具的任意角落，以獲得完整的輪廓形狀，但一般型砂的自然流動是不會轉(zhuǎn)彎的，補貼座主體底面9的垂直的懸空部分，將無法緊實而出現(xiàn)松砂或缺損。在高溫鋼水的強力沖擊下會帶來大量的夾砂缺陷而使鑄件報廢，或焊修工作量增大，影響鑄件表面質(zhì)量。為解決上述的問題，隨形發(fā)熱補貼座3的補貼座主體底面9制作時，去掉了垂直懸空部分，使得補貼座主體底面9懸空部分變?yōu)樾泵妫泵嬖谡駥嵟_振動力和型砂自然重力流動力的作用下會很好地填滿模具輪緣，從而獲得完整型腔形狀。該型隨形發(fā)熱補貼座3與第四種隨形發(fā)熱補貼座3相比，補貼座主體底面9懸空部分的型砂緊實度達到了要求，使用澆鑄過程中，不會存在夾砂缺陷。
[0038]為了盡量擴大補縮通道的體積，提高補縮效果，制作過程中補縮孔5由上至下尺寸逐漸縮小。
[0039]本實用新型中的隨形發(fā)熱補貼座3使用時，首先如附圖1和附圖2所示，冒口設(shè)置過程中最上方依然為通用的發(fā)熱冒口 10，發(fā)熱冒口 10的下端粘接有隨形發(fā)熱補貼座3，從附圖1中可以看出該隨形發(fā)熱補貼座3其補縮孔5剛好正對心盤輪緣2的表面，而補貼座底座底面7與盆狀心盤座12表面接觸，補貼座底座6的補貼座底座內(nèi)環(huán)面8與心盤輪緣2的心盤輪緣內(nèi)圓弧面11貼合。由于整個隨形發(fā)熱補貼座3使用的是發(fā)熱材料制作而成，雖然使用該隨形發(fā)熱補貼座3與現(xiàn)有技術(shù)相比，補縮通道的面積并未增大，但是在使用過程中由于隨形發(fā)熱補貼座3在接觸鋼水時其制作材料會燃燒，而整個燃燒過程中制作材料會產(chǎn)生大量的熱量，該熱量會使得補縮孔5處的環(huán)狀窄小補縮通道較長時間處于高溫狀態(tài)，并將進入該通道的鋼液加熱到較高的溫度，從而使得鋼液長時間保持液體狀態(tài)達到一直保持補縮通道暢通的目的。整個澆鑄過程中心盤內(nèi)腔熱節(jié)3處的鋼液會最先凝固，隨后是隨形發(fā)熱補貼座3的補縮通道內(nèi)部的鋼液凝固，最后是發(fā)熱冒口 10處的鋼液凝固。澆鑄完成后的心盤聯(lián)體搖枕如附圖3所示，由附圖3和附圖6對比可以看出，使用隨形發(fā)熱補貼座進行補縮澆鑄，所得到的鑄件只需要沿心盤輪緣2表面橫向切割一刀，切除掉隨形發(fā)熱補貼座3以及發(fā)熱冒口 4部分的冷卻鋼液即可得到所需要的心盤聯(lián)體鑄造搖枕成品。
【權(quán)利要求】
1.一種隨形發(fā)熱補貼座，其特征在于:該隨形發(fā)熱補貼座(3)包括有補貼座主體(4)，補貼座主體(4)上設(shè)有補縮孔(5)，在補貼座主體(4)底部設(shè)有補貼座底座￠)，補貼座底座(6)靠近補縮孔(5) —側(cè)的補貼座底座內(nèi)環(huán)面(8)為圓弧面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨形發(fā)熱補貼座，其特征在于:所述補貼座主體(4)放置在聯(lián)體心盤鑄造搖枕模具(I)的心盤輪緣(2)上，補貼座底座￠)的補貼座底座底面(7)與聯(lián)體心盤鑄造搖枕模具⑴的盆狀心盤座(12)表面貼合；補貼座底座(6)的補貼座底座內(nèi)環(huán)面⑶與心盤輪緣內(nèi)圓弧面(11)貼合；補縮孔(5)對應心盤輪緣(2)的上表面，其下端底面與心盤輪緣(2)上表面貼合；補縮孔(5)的上端頂面上設(shè)有發(fā)熱冒口(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隨形發(fā)熱補貼座，其特征在于:所述補縮孔(5)下端的寬度D <心盤輪緣(2)的壁厚度d。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隨形發(fā)熱補貼座，其特征在于:所述補縮孔(5)為腰形孔、矩形孔、梯形孔或橢圓形孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隨形發(fā)熱補貼座，其特征在于:所述補縮孔(5)旁邊懸空部分的補貼座主體底面(9)為斜面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隨形發(fā)熱補貼座，其特征在于:所述補縮孔(5)尺寸由上至下逐漸變小。
【文檔編號】B22C9/22GK204171340SQ201420573623
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】楊再權(quán) 申請人:南方匯通股份有限公司