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转向架侧架的铸造方法、铸造模型、轨道车转向架侧架、轨道车转向架和轨道车

申请号 CN200880105151.6 申请日 2008-02-22 公开(公告)号 CN101848779B 公开(公告)日 2013-05-29
申请人 阿姆斯特德-马克西翁钢轨铸造设备公司; 发明人 J·A·科赖亚罗德里古斯;
摘要 本 发明 涉及一种用于轨道 转向架 侧架的 铸造 方法,其包括如下阶段:(i)制造模型;(ii)制造模具;(iii)制造型芯;(iv)将型芯放置在模具中;(v)浇注铸造材料;(vi)去除模具和(vii)精整。在此方法中消除了转向架侧架的底座和中央部分的型芯。本发明还涉及一种铸造模型(1),其包括第一侧架部分(10),该侧架部分(10)通过中央部分(11)而连接在第二侧架部分(12)上。侧架部分(10和12)具有底座(30),在它们的自由端中有相应的空间(18),并且中央部分(11)具有中央空间(21)。在本发明的铸造模型(1)中消除了 定位 于底座空间(18)和中央空间(21)中的型腔形成元件,从而在铸造方法中不需要中央型芯和底座型芯。 外壳 (23)避免了将 制动 导向器(9)的型芯放置在模具中。最后,本发明描述了一种轨道车转向架侧架,其主要特征在于,其是根据本发明的铸造方法而生产的。
权利要求

1.一种转向架侧架的铸造方法,现有技术的铸造方法包括以下阶段:
阶段(i):制造模型,包括以一种形态制造铸造模型,所述形态限定了转向架侧架的形态,预测了浇注金属合金之后的材料的收缩;
阶段(ii):制造模具,包括将所述铸造模型插入到模制容器中,并在用型砂填充所述模制容器且压紧之后从前述模制容器中除去此铸造模型;
阶段(iii):制造根据所述铸造模型的所述转向架侧架的型芯,包括制造以下型芯:
所述铸造模型的第一侧架部分和第二侧架部分的型芯;
中央部分的型芯;
位于所述铸造模型的第一侧架部分和第二侧架部分之间的第一连接区域和第二连接区域的型芯;
底座架的型芯;
底座的型芯;
制动系统导向器的型芯;和
辅助型芯;
阶段(iv):将所述转向架侧架的所述型芯放置到所述模具中,包括将阶段(iii)中所制造的型芯定位在所述模具上,以及:
将所述中央部分的型芯放置在所述侧架部分的型芯之间;
将所述连接区域的型芯与所述中央部分的型芯放置在一起,并位于所述侧架部分的型芯之间;
阶段(v):浇注铸造材料,包括用所述铸造材料填充包含阶段(iv)中放置的所述型芯的所述模具;
阶段(vi):除去所述模具,包括在阶段(v)中浇注所述铸造材料之后除去铸造、冷却并固化的部件;和
阶段(vii):精整,包括由阶段(i)至(vi)所获得的所述转向架侧架的表面处理
其特征在于,在阶段(iv)中,消除了所述转向架侧架的底座和中央部分的型芯。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在阶段(iv)中消除了将所述制动系统导向器的型芯放置在所述模具中。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在阶段(iv)中,位于所述第一侧架部分和所述第二侧架部分之间的第二连接区域容纳额外的连接型芯,所述连接型芯定位在所述第二连接区域的其它连接型芯上。
4.在权利要求1中所限定的铸造方法中使用的一种铸造模型,现有技术的铸造模型包括:
第一侧架部分,其通过中央部分而连接在第二侧架部分上;
两个侧架部分彼此对称、平行且直径上对置,并且其中一个侧架部分包括:
支承臂,其邻近连接在伸长的承梁上,所述支承臂在所述伸长的承梁的方向上从所述侧架部分和所述中央部分之间的接触区域倾斜地延伸,
前述伸长的承梁也从所述侧架部分和所述中央部分之间的接触区域延伸,并具有自由端,所述自由端包括底座的第一齿,
在与所述伸长的承梁的连接区域中,所述支承臂还包括连接底座的第二齿,所述底座的此第二齿相对于所述底座的第一齿间隔开并基本平行,从而在它们之间产生底座空间,所述底座空间用底座型腔形成元件进行填充,
所述中央部分包括:
第一连接元件,其以邻接方式与所述第一侧架部分和所述第二侧架部分的伸长的承梁相关联,
第二连接元件,其以邻接方式与所述第一侧架部分和所述第二侧架部分的支承臂相关联,
所述第一连接元件和所述第二连接元件在其本身之间是基本平行且间隔开的,从而在它们之间产生中央空间,
所述中央空间用中央型腔形成元件进行填充,
其特征在于,消除了所述底座和中央部分的型腔形成元件。
5.根据权利要求4所述的模型,其特征在于,所述第二连接元件包括远端,所述远端突出在所述模型外面。
6.根据权利要求4所述的模型,其特征在于,所述模型是双开的。
7.根据权利要求4所述的模型,其特征在于,所述侧架部分包括邻近所述中央部分的带有内部型腔的制动导向凸起物。
8.一种轨道车转向架侧架,其特征在于,其根据如权利要求1至3之一所限定的方法而获得。
9.一种轨道车转向架,其特征在于,其具有根据如权利要求1至3之一所限定的方法制造的侧架。
10.一种轨道车,其特征在于,在其至少一个转向架中包括根据如权利要求1至3之一所限定的方法制造的侧架。

说明书全文

转向架侧架的铸造方法、铸造模型、轨道车转向架侧架、轨

道车转向架和轨道车

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于轨道转向架(truck)侧架的铸造方法和用于前述铸造方法的铸造模型。同现有方法相比,通过消除中央部分和底座的型芯,以及设计用来将它们定位在模型中的型腔形成元件,产生了益处。

背景技术

[0002] 轨道车转向架设计成支承车厢的轴、车轮和悬挂系统,吸收在其沿着轨道运动期间所发生的作用引起的冲击。典型的转向架具有通过中央承梁而与车厢的下部外表面直接接触的区域,且中央承梁的各个末端搁置在弹簧组件上。这些弹簧组件定位在称为侧架的转向架的一部分中。这是其中一个最重要的结构性部分,因为其不但容纳弹簧组件或其它弹性元件,还容纳车厢轮轴的末端。
[0003] 此侧架通常由金属制成,并通过铸造方法制造,尽管铸造方法在其阶段上有许多变化,但其包含在现有技术中众所周知的以下基本阶段。因此只需要一些大体的评述即可。当将以与本发明的目的相关的方式描述这些阶段时,这些阶段将在具体实施方式中进行进一步探究:
[0004] (i)制造铸造模型;
[0005] 在此阶段中,构造具备待铸造的部件的大致形态的模型。其设计用来预测在浇注铸造金属之后由于金属的冷却而发生的材料的收缩。
[0006] (ii)制造模具;
[0007] 在制造铸造模型之后,将模型放置在模具容器中。通常由型砂和结物组成的高温材料(refractive material)被模制在模型上,其在除去模具容器之后留下与待铸造的部件的形态互补或相反的型腔。
[0008] (iii)制造型芯;
[0009] 型芯是由型砂制成的装置。它们设计成提供部件内的内部空间、壁、型腔、孔和入口点。
[0010] (iv)将型芯放置到模具中;
[0011] 在制造型芯之后,应将型芯放置在模具上,从而通过浇注铸造材料(下一阶段),在最终部件中产生型腔。
[0012] (v)浇注铸造材料;
[0013] 在这点上,浇注通常是金属合金的铸造材料,从而填充包含或不包含型芯的模具。
[0014] (vi)去除模具
[0015] 在用于部件冷却和在模具内凝固的确定的时间周期之后,可手动或通过机械方法除去该部件。
[0016] (vii)精整
[0017] 在从模具中除去部件之后,需要除去在铸造过程期间形成的任何毛刺,并清除在制造模具中所使用的型砂的任何结壳。在此阶段期间还可以对通过该方法获得的部件的金属成分执行特定的热处理
[0018] 通常,模型被分成两半(双开)以形成两个模具,一个模具对应一半,其被面对面放置。当将它们连接在一起时,它们产生整个型腔,型腔通过将部件插入模具容器中而构成。然后通过通道浇注铸造材料,通道将铸造材料引导到模具型腔中,以填充并生产最终的部件。
[0019] 关于专用于轨道车转向架侧架的铸造方法,现有技术具有某些示例,例如专利文献P19403781-7。此专利描述了转向架侧架的形态结构,通过更有效地利用部件的几何形状和材料而导致侧架结构的重量减轻。此构造的最大化由赋予整个侧架结构的形状来提供,例如“I”字梁的整体横向截面的实心形状。该文献还陈述了新的“I”字梁结构容许更简易的检查,并从而由于极大地减少了用于铸造的型芯的使用而改善了模具的品质。
[0020] 该文献中所述的方法尽管看起来是有益的,但在制造用于获得转向架侧架的模具和型芯中需要彻底检修。这需要高投资以改变或适应该方法,从而实现该文献中所提出的铸造。
[0021] 此外,因为在大多数用于轨道转向架侧架的铸造方法中,型芯通过简单的附接而定位在模具上,所以在铸造后会在部件中发现无数的缺陷和问题。这些问题的一个示例是在通过模具浇注铸造材料时在一个或多个型芯移位的地方,例如当脱离结块的型芯的型砂与铸造材料发生接触并且型砂颗粒保持结合在浇注部件中并污染它时形成毛刺,或者造成缺陷。
[0022] 在专利文献US6,662,853中可发现现有技术的另一示例,其描述了一种通过将侧架分成几个部分,利用型芯模块形成侧架内表面而构造轨道车转向架侧架的方法。型芯模块定位在以下区域中:左端、右端、左张拉区域、右张拉区域和中央区域。
[0023] 该文献将若干个型芯连接在一起成型芯块,所以对于这种待采用的方案,再次需要在型芯的生产阶段执行昂贵的变更,这会增加该方法的成本。
[0024] 因此,可以看出目前仍没有研究出一种铸造方法,和/或甚至铸造模型,其有效地减少型芯的数量,而没有极大地改变方法或所涉及的阶段的结构,并且不需要非常大的检修以改变用于轨道转向架侧架的铸造方法的标准。另外,没有铸造方法和/或铸造模型能不仅提供简单性,而且在转向架侧架的精整方面提供相当大的改善,消除此阶段所用的大部分工作。

发明内容

[0025] 因此,本发明的主要目的是提供一种铸造方法,其有效地减少了型芯的数量,从而以较少缺陷、较少毛刺、较少夹杂物、极大减少的精整工作、改进的尺寸稳定性、低的型芯/金属型砂关联和更好的表面外观而获得轨道转向架侧架。
[0026] 此外,本发明的第二目的是生产一种用于铸造方法中使用的铸造模型,从而提供前面段落中所述的相同优点。
[0027] 最后,本发明的第三目的是提供一种用于轨道车的转向架侧架,其具有最佳的表面精整,并且由本发明的第一目的中所述的铸造方法制造而成。
[0028] 本发明的第一目的通过转向架侧架的铸造方法来实现,其包括以下阶段:
[0029] (i)制造模型,包括以基本上类似于转向架侧架的形态构造铸造模型,以预测在浇注金属合金之后的材料收缩;
[0030] (ii)制造模具,包括将铸造模型插入模具容器中,并在填充型砂且压实之后从前述模具容器中除去此铸造模型;
[0031] (iii)制造转向架侧架的型芯,包括制造铸造模型的第一和第二侧架部分的型芯;位于铸造模型的第一和第二侧架部分之间的连接的第一和第二区域的型芯;以及邻近底座的部分的型芯;
[0032] (iv)将型芯放置到模具中,包括将阶段(iii)中制造的型芯如下定位在模具中:将上面和下面中央部分的型芯定位在侧架部分的型芯之间,并且还使邻近底座的型芯定位;
[0033] (v)浇注铸造材料,包括用铸造材料填充模具,该模具包含阶段(iv)中所放置的型芯。
[0034] (vi)除去模具,包括除去通过在阶段(v)中浇注铸造材料所获得的浇注、冷却且固化的部件;和
[0035] (vii)精整,包括对阶段(i)至(vi)所获得的转向架侧架的表面处理
[0036] 此方法还包括在阶段(iv)中消除转向架侧架的底座和中央部分的型芯的特征。
[0037] 本发明的第二目的通过一种利用上面简要描述的铸造方法的铸造模型来实现,该铸造模型包括第一侧架部分,其通过中央部分而连接在第二侧架部分上。
[0038] 侧架部分是彼此对称、平行且直径上对置的,它们中的每一个均包括邻近连接在伸长的承梁上的支承臂。支承臂在伸长的承梁方向上倾斜地从侧架部分和中央部分之间的接触区域延伸。伸长的承梁还从侧架部分和中央部分之间的接触区域延伸并具有自由端,其包括底座的第一齿。在与伸长的承梁相连接的区域,支承臂还包括所连接底座的第二齿。底座的此第二齿相对于底座的第一齿间隔开并基本平行于该第一齿。第一底座臂和第二底座臂之间的空间填充有底座型腔形成元件。
[0039] 另一方面,中央部分包括第一连接元件和第二连接元件,第一连接元件以邻接方式与第一和第二侧架部分的伸长的承梁相关联,并且第二连接元件以邻接方式与第一和第二侧架部分的支承臂相关联。第一和第二连接元件本身之间是基本上平行且间隔开的。第一和第二连接元件之间的空间填充有中央型腔形成元件。
[0040] 此铸造模型还包括具有型腔形成元件的特征,型腔形成元件用于将型芯容纳在所消除的底座和中央部分中。
[0041] 本发明的第三目的通过生产轨道车转向架侧架来实现,该侧架具有根据本发明的铸造方法生产的主要特征。附图说明
[0042] 现在将基于设计中的所示示例而更详细地描述本发明。附图如下:
[0043] 图1是流程图,其显示了本发明的铸造方法的多个阶段;
[0044] 图2是双开铸造模型的一半的透视图;
[0045] 图3A是铸造模型的第一和第二侧架部分的型芯的顶视图;
[0046] 图3B是位于铸造模型的第一和第二侧架部分之间的第一连接区域的型芯的顶视图;
[0047] 图3C是定位在在铸造模型的第一和第二侧架部分之间的第二连接区域的型芯的顶视图;
[0048] 图3D是邻近底座的型芯的顶视图;
[0049] 图3E是制动系统导向器的型芯的顶视图;
[0050] 图3F是下后区域的辅助型芯的顶视图;
[0051] 图4是铸造模具的一半的顶视图;并且
[0052] 图5是型芯就位时铸造模具的一半的顶视图。

具体实施方式

[0053] 1)铸造方法
[0054] 首先,重要的是应注意,本发明的铸造方法包括与现有技术方法相同的阶段,其如将要论证的那样是有利的。这是因为不需要改变方法的主要特征就可获得由本发明的方法带来的好处。
[0055] 图1中显示了如下方法阶段。
[0056] (i)制造模型
[0057] 此阶段包括以一种形态制造铸造模型1,该形态限定了转向架侧架的形态,以预测浇注熔融合金之后的材料收缩。此铸造模型可由任何材料制成,例如木材、聚合物或优选地金属,或这些材料的组合。值得强调的是,铸造模型1在其任何可能的形式下都由于填充模具的金属收缩而具有略大于转向架侧架进行精整时的尺寸,金属填充供应热量并形成该部件。
[0058] 本发明的铸造模型1是双开的,由两个半模组成,各对应于转向架侧架的一半。然而,这一事实并没有限制本发明的保护范围。
[0059] 如图2中所示,本发明的铸造模型1基本上包括第一侧架部分10,其通过中央部分11而连接在第二侧架部分12上。这些侧架部分10和12是彼此对称、平行且直径上对置的。中央部分又包括:第一连接元件19,其以邻接方式与第一侧架部分10及第二侧架部分12相关联;以及第二连接元件20,其以邻接方式与第一侧架部分10及第二侧架部分12相关联。第一连接元件19和第二连接元件20本身之间是基本平行且间隔开的。各侧架部分10和12由更小的部件组成,其将在后文中进行描述。
[0060] 此外,本发明的铸造模型1在第一侧架部分10和第二侧架部分12的末端中包括底座30,该底座30具有在铸造过程结束之后保护转向架侧架轮轴末端的功能。
[0061] 后文将更详细地描述铸造模型1,因为此处并不涉及与其结构相关的进一步的信息。
[0062] (ii)制造模具
[0063] 在制造铸造模型1之后,需要制造模具2,铸造材料将浇注到该模具2中。
[0064] 基本上,方法的此阶段包括利用模制容器定位铸造模型1和除去前述模制容器,其中型砂定位在模制容器中。模制容器优选地使其上面部分和下面部分敞开或清空。
[0065] 在这个阶段,由于模型1是双开的,所以铸造模型1的各个半模优选地放置在板或平坦表面上,而后将模制容器定位在这些包含模型的板上。接下来,用型砂填充模制容器,填充它并完全覆盖铸造模型1的半模。此外,对型砂执行压紧程序,使得大部分耐火材料与铸造模型1的半模尽可能近地形成接触,并从而使得型砂填充模制容器的整个容积,直至由其侧架表面高度所形成的极限。
[0066] 在用型砂填充之后,从包含模型的板上除去各个容器。这样,在从容器除去铸造模型1的半模之后,当前述容器一上一下放置时,获得与模型1的形态互补或相反形态的型腔。
[0067] 通常模制容器是平放置的,且型腔的第一半组成下面部分,被命名为底部,并且第二半定位在第一半之上,组成上面部分,被命名为顶部。另外,在这些模具2中制成通道,通过它可浇注液体铸造材料,这依赖于其应用的部件的几何形状、工作温度和所使用的合金。
[0068] 虽然本发明的优选反映了一种带有两个模具容器的双开铸造模型1,但是不应排除其它可能性,并且这不是针对本发明保护范围的限制因素。
[0069] (iii)制造型芯
[0070] 这个阶段可发生在铸造过程之前或与之并行。这两种可能性并不限制本发明的保护范围。
[0071] 型芯是通常由特殊型砂制成并在型芯容器中产生的元件,其功能是填充模具中空的内部空间。它们将在铸造结束之后产生待铸造的部件将具有的型腔,在本例中该部件为转向架侧架。
[0072] 在本发明的铸造方法中,图3A至3D中显示了优选使用的型芯。在图3A中,显示了第一侧架部分4和第二侧架部分5的型芯,并且如可见的,这些型芯具有与转向架侧架部分的形态基本类似的形态。图3B显示了位于铸造模型1的第一侧架部分10和第二侧架部分12之间的第一连接区域19的型芯6。图3C显示了位于铸造模型1的第一侧架部分10和第二侧架部分12之间的第二连接区域20的型芯7,7′。重要的是应注意第二连接区域20的型芯7,7′定位在上面,因为它们以此方式放置在铸造模具2中(此方法的下一阶段)。
图3D显示了邻近底座8的型芯。
[0073] 在下后区域40中还制造了如图3F中所示的辅助型芯和如图3E中所示的制动系统导向器9的型芯,它们在准备好侧架时负责产生能够容纳转向架制动系统(制动靴导向器)部件的型腔。
[0074] 上图所示的型芯的形态不是影响本发明保护范围的因素。唯一重要的是应注意,上述型芯是在转向架侧架的生产过程中始终存在的型芯。此外,除了这些之外还可提供其它型芯,而不影响本发明的铸造方法的概念。添加型芯的例外情况限于两种特定的型芯类型(中央和邻近底座),其将在后面解释。
[0075] 现有技术铸造方法仍然需要制造和明显使用至少三个型芯,精确地说那些具有更大尺寸的型芯,它们是:用于铸造模型1的中央部分的至少一个型芯;和用于铸造模型1的各个底座的至少一个底座型芯。当在铸造方法中采用这些型芯时呈现出某些缺点,其中一个缺点是它们是极端庞大的型芯,并由于用来获得这些元件的特殊型砂的数量而使得这些元件的生产非常昂贵。此外,型砂在环境中不容易处置,并且在庞大型芯的生产中使用此材料是不利的,且造成环境问题。
[0076] 同本发明的方法相比,为了给出现有技术方法中型砂废弃物的示例,引述所消除的型芯的重量是值得的。在工业制造的侧架中,中央型芯具有125Kg的平均重量,并且两个底座型芯各具有25Kg的平均重量。换句话说,在本发明的铸造方法中不需要大约175Kg的型芯砂。
[0077] 因此,如果考虑铸造工业每年生产例如大约一千台轨道车,并且考虑每个车厢使用两个转向架,而且每个转向架使用两个侧架,那么我们就有:
[0078] 1,000车厢>2,000转向架>4,000侧架,
[0079] 换句话说,每年生产大约四千个侧架。因此,如果对于每个转向架侧架节约175Kg型砂,那么消除它们将节省大约700,000Kg(七十万公斤)或700t(七百吨)型砂(175x4,000=700,000),其明显证实了本发明铸造方法同现有技术相比的若干优点的其中一个优点。实际上这是通过减少型芯砂的重量,减少制造前述型芯所需要的劳力并减少型芯所需要的存储区来实现的。
[0080] 在铸造材料的浇注阶段(阶段v)中将解释这些型芯所产生的其它缺点。这将加强为什么本发明的铸造方法通过消除这些型芯而具有无数优点的原因。
[0081] (iv)将型芯放置到模具中
[0082] 在制造模具2之后并且在制造必要的型芯以便在转向架侧架中形成空的空间之后,作为本发明目的的铸造方法继续至将型芯放置到模具2中的阶段。换句话说,这是将型芯定位在模具2的点上,在这些点处形成了空的空间或空心区域。
[0083] 图5显示了主要型芯就位时的模具2。注意在该图中,铸造模型1的第一侧架部分4的型芯和第二侧架部分5的型芯定位在分别与铸造模型1的第一侧架部分10和第二侧架部分12相对应的模具2的部分之上。还应该注意在铸造模型1的第一侧架部分10和第二侧架部分12之间的第一连接区域6和第二连接区域7,7′的型芯定位在分别与铸造模型1的第一连接元件19和第二连接元件20相对应的模具2的部分之上。此外,额外的连接型芯7″定位在其它型芯7,7′上,其它型芯7,7′放置在第一侧架部分10和第二侧架部分
12的型芯4和5之间。邻近底座的型芯8定位在模具2的一部分中,该部分与被命名为本发明铸造模型1的底座的第二齿17的区域相对应。
[0084] 另一方面,制动系统导向器9的型芯在铸造模型1上直接放置在外壳23中。当从模具中除去模型时,这些型芯9已经是模具的整体部分,而无须后续的紧固,从而避免了安置、尺寸变化、毛刺和未来重新加工的问题。此外,因为制动系统9的型芯不是在与放置其它型芯相同的阶段放置于模具中的,所以可以考虑从本发明的铸造方法中消除制动系统9的型芯。
[0085] 关于型芯定位,在现有技术铸造方法中,中央部分的型芯放置在型芯4和5之间以及连接型芯6和7,7′之间。各个底座型芯放置在底座架的型芯8和侧架部分的型芯4和5的末端之间。连接型芯6和7,7′与中央部分的型芯定位在一起,并定位在侧架部分4和
5的型芯之间。
[0086] 然而,在铸造方法中使用这些型芯会导致一系列缺点和相当大的问题,因为没有装置将它们紧固在模具2上。这些型芯被放置成使其保持定位在为其设计的区域上,仅仅被彼此支承,这会在它们之间产生间隙,并在铸造材料的浇注阶段(阶段v)期间导致相当大的缺点(由于过量铸造材料而引起的毛刺,或由于缺乏铸造材料而引起的孔穴)。
[0087] (v)浇注铸造材料
[0088] 此阶段包括用铸造材料,优选为金属合金填充模具2和阶段(iv)中所放置的型芯。材料在其液态下通过入口通道浇入,直至其到达模具2,材料在填充模具2之后通过冷却/呼吸通道而前进至出口处,使得铸造材料的压力在模具的入口和出口处达到平衡。
[0089] 然而,在这个阶段,现有技术方法由于底座和中央部分的型芯是该方法的一部分而出现缺点。更具体地说,考虑到这些型芯不仅非常重,而且是松散地放置在模具上面,所以在它们周围移动的铸造材料会促使它们移动,离开它们的位置,或甚至填充它们之间的间隙。
[0090] 如果在浇注铸造材料期间模具从其正常位置移动,那么在材料冷却之后的结果是被称为瑕疵的缺陷外观,其由侧架半模体积的几何形状之间的不规则性组成。因此,考虑到侧架半模在金属冷却之后必须是对称的,所以不仅视觉外观的问题,并且其与转向架侧架的几何形状相关的功能性以及诸如瑕疵等的现象即使在精整阶段之后也得不到校正,这可能导致转向架侧架报废。
[0091] 在金属在由型芯之间的距离所形成的间隙之间流动的情形下,由于新铸造的侧架中存在大量毛刺而需要艰苦的精整阶段。为了避免此问题,本发明的方法从其阶段中消除了中央和底座的型芯,因为如已经见到的,它们的存在会给该方法带来一系列缺点。
[0092] 此外,这些型芯的移位还造成一系列尺寸问题,由于其未能符合设计中规定的尺寸和公差而需要产品的重新加工或甚至报废。
[0093] 另外,关于现有技术方法,以大量型芯铸造转向架侧架会产生同样大的非金属夹杂物的险。由于型芯的型砂与浇入到模具2中的铸造材料相混合,增加了型芯受到侵蚀的可能性。这些夹杂物可能导致部件的削弱,并且在高的机械应力下可能更容易导致其中一个转向架侧架中的断裂。
[0094] 另一方面,在不使用底座和中央部分的型芯的情况下,本发明的铸造方法具有以如下优点生产转向架侧架的优势:
[0095] 1)因为减少了型芯的整体数量而极大地减少了瑕疵,从而意味着降低了发生故障的可能性;
[0096] 2)极大地减少了毛刺数量,因为不再存在铸造材料浇入到中央型芯和底座型芯之间的间隙中的可能性,该可能性形成现有技术方法的一部分;
[0097] 3)因为减少了型芯的数量,或者更确切地说减少了产生这种误差的来源(型芯),所以减少了非金属夹杂物。
[0098] 4)因为在本发明的方法中消除了现有技术方法中所使用的重的型芯,所以具有较低的型芯/金属的型砂比。
[0099] 5)更好的表面外观,因为底座和中央部分的型芯不再与第一和第二连接区域的型芯6和7,7′相接触,所以不存在铸造材料浇注到这些型芯之间的可能性,因而减少了毛刺的数量并保证了表面外观的改善;和
[0100] 6)由于消除了型芯所引起的变化而改进了铸造侧架的尺寸条件,避免了部件的重新加工和报废。
[0101] 7)不需要极大地改变铸造模型的物理结构或甚至在已知的铸造方法中做出大的变化,从经济的观点来看,由本发明生产转向架侧架是极为有利的。
[0102] (vi)除去模具
[0103] 在铸造材料已经填充了模具之后,在可以去除模具之前需要等待直至材料已经冷却下来并固化。
[0104] 在这个阶段,从模具中除去阶段(v)中通过浇注铸造材料而铸造的侧架。重要的是要小心型芯砂的去除,以便不在铸造部件的内部区域留下任何残余物。
[0105] (vii)精整
[0106] 在已经从模具中除去部件之后,需要执行精整阶段,以消除可能存在的任何残留表面缺陷。
[0107] 这些缺陷的其中之一是毛刺,其在许多情况下是由穿过浇注通道的铸造材料的泄漏、通过呼吸、通过定位在模具中的型芯之间的空间或通过浇注的合金进入模具中的裂隙而产生的。在本发明的铸造方法中,同现有技术相比极大地减少了除去毛刺所花费的时间,因为中央型芯和底座型芯的除去显著地减少了毛刺的发生率。然而,如果需要除去毛刺,那么可在侧架上执行机械或其它去毛刺方法。
[0108] 即使没有毛刺,在转向架的侧架上可能仍然存在型砂和一些小的物理变形,它们可手动或利用磨沙机、砂纸或如果需要利用喷砂处理技术使用刷来除去。如果需要对部件应用特殊的特征,可使用其它精整方法例如热处理和净化,以便在转向架侧架中获得高度的尺寸精度
[0109] 2)铸造模型
[0110] 本发明还提供了铸造模型1,其是用于消除型芯的基础,消除型芯发生在本发明的铸造方法中。
[0111] 如从图2中可见,模具1具有与转向架侧架相似的形态,并且包括第一侧架部分10,该第一侧架部分10通过中央部分11而连接在第二侧架部分12上。如已经阐述过的那样,本发明的铸造模型1是双开的,尽管在图2中只显示了其中一个半模。
[0112] 关于侧架部分10和12,可见这些侧架部分是彼此对称、平行且直径上对置的。各侧架部分均包括连接在伸长的承梁14上的支承臂13。前述支承臂13在伸长的承梁14的方向上从其中一个侧架部分10,12与中央部分11之间的接触区域倾斜地延伸。各伸长的承梁14从其中一个侧架部分10,12与中央部分11之间的接触区域延伸,并在纵向指向铸造模型1外面的方向上延伸。各伸长的承梁14在其自由端中包括底座的第一齿16。支承臂13又在其连接到伸长的承梁14上的区域中包括所连接的底座的第二齿17,该第二齿17相对于底座的第一齿16间隔开并基本平行,它们之间存在底座空间18。
[0113] 在现有技术的铸造模型1中,定位在底座的第一齿16和第二齿17之间的底座空间18被型腔形成元件所填充,以容纳底座型芯(未显示),型腔形成元件顾名思义在制造底座2时在底座区域产生型腔。因此,因为底座区域不能用浇注的铸造材料填充此型腔,所以现有技术的铸造模型1预期要放置底座型芯,从而产生一种方法,其最终产品(在本例中为转向架侧架)具有一系列缺陷。本发明消除了铸造模型1的底座的这些型腔形成元件,产生了一种新的铸造模型1,以及一种改进的铸造方法,其最终产品同现有技术相比具有显著的优点。
[0114] 关于中央部分11,可观察到其包括:第一连接元件19,其以邻接方式连接在第一侧架部分10和第二侧架部分12的伸长的承梁14上;以及第二连接元件20,其以邻接方式连接在第一侧架部分10和第二侧架部分12的支承臂13上。这些连接元件19和20在其自身之间是平行且间隔开的,在它们和侧架部分10及12之间产生了中央空间21。
[0115] 另外,本发明的铸造模型1包括远端22,该远端22基本上突出在模型1外面。
[0116] 因此,为了补救现有技术中所发现的问题,本发明的铸造模型1还消除了中央型腔的形成元件,使得不必在铸造方法中使用中央型芯。因此,此消除与除去底座型腔形成元件一起除去了在铸造方法中使用中央部分型芯和底座型芯的需求。
[0117] 另外,邻近中央部分11,更具体地说接近第二连接元件20的侧架部分10和12包括如已述的设计成安放制动系统导向器9的型芯的外壳23。
[0118] 在现有技术的铸造模型中,在外壳23中只有一个定位器(未示出),其用于将来使制动系统导向器9的型芯定位在模具中。这产生了之前已经提到的伴随定位于模具中的型芯的存在的所有不便。
[0119] 3)转向架侧架
[0120] 本发明还提供了一种轨道车转向架侧架,其主要特征在于,该轨道车转向架侧架是根据本发明的铸造方法而生产的。
[0121] 4)轨道车转向架
[0122] 本发明还提供了一种轨道车转向架,其主要特征在于,该轨道车转向架具有根据本发明的铸造方法制造的两个侧架。
[0123] 5)轨道车
[0124] 最后,本发明提供了一种轨道车,其主要特征在于,它的至少其中一个转向架侧架是根据本发明的铸造方法制造的。
[0125] 虽然已经描述了优选设计的一个示例,但必须懂得,本发明的范围有其它可能的变化,其仅受到所附权利要求的内容的限制,并且包括所有可能的变型。
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