用于制造轨道车车钩的方法与系统

申请号 CN201280019334.2 申请日 2012-12-27 公开(公告)号 CN103492101A 公开(公告)日 2014-01-01
申请人 贝德洛工业公司; 发明人 F.·安德鲁·尼鲍尔; 杰里·R.·斯梅雷茨基; 凯利·S.·戴; 尼克·萨拉玛西克;
摘要 用于制造轨道车车钩的 锁 的 铸造 组合件包括界定锁的外表面的第一铸模的下型箱部分和上型箱部分,其中第一铸模包含第一造 型材 料。铸造组合件还包括由第二造型材料制成的第二铸模。第二铸模界定出型腔,该型腔具有大致上与第一铸模的外表面互补的内表面。下浇道形成于第二铸模中。浇注系统形成于第二铸模中且与下浇道 流体 连通。浇口形成于第二铸模中且与浇注系统及第一铸模流体连通。
权利要求

1.用于制造轨道车车钩的的方法,其中所述锁具有位于第一端的后引导部、位于中段的支柱部分以及位于第二端的凹槽,其中邻近所述第一端的所述锁的钩舌侧面界定了钩舌锁面,与所述钩舌侧面相对的所述锁的车钩侧面界定了车钩锁面,所述方法包括以下步骤:
在包含第一造型材料的第一铸模的下型箱部分和上型箱部分中形成锁的模型,从而形成界定所述锁的外表面的型腔;
在包含第二造型材料的第二铸模中形成内表面大致上与所述第一铸模的外表面互补的型腔;
在所述第二铸模中形成下浇道、与所述下浇道流体连通的浇注系统、与所述浇注系统流体连通的冒口以及与所述浇注系统和所述第一铸模流体连通的浇口;
固化所述第一铸模和所述第二铸模;
组合所述第一铸模的下型箱部分和上型箱部分;
将所述第一铸模插入所述第二铸模中;
组合所述第二铸模的下型箱部分和上型箱部分;以及
将熔融物注入所述第二铸模的下浇道中,其中所述熔融物随后流入所述第一铸模中从而形成所述锁。
2.根据权利要求1所述的方法,进一步包括将所述第一铸模插入所述第二铸模的型腔中。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一铸模是具有浇口的壳型,且其中在形成所述第一铸模期间,未固化的第一造型材料通过排气孔开口被从所述第一铸模移除,所述排气孔开口界定于所述第一铸模的下型箱部分和上型箱部分的其中至少一个的侧面上,从而在所述至少一部分中露出排气孔型腔,其中所述排气孔型腔不与界定所述锁的外表面的型腔相连。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一铸模的外壁为锥形。
5.根据权利要求1所述的方法,其中将所述上型箱部分与所述下型箱部分分开的所述第一铸模的分型线沿着所述锁的非线性轮廓。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一造型材料是砂和热固性酚树脂的混合物。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述第二造型材料是自然硬化材料。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述第二造型材料包括第一层形成所述铸模的外部的机械分离的砂,还包括第二层形成将与所述第一铸模相接触的所述第二铸模的内部的机械与热分离的砂。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一造型材料和所述第二造型材料为相同材料。
10.根据权利要求1所述的方法,其中紧接在从所述第一铸模移除所述锁之后,生成的锁的生成的钩舌锁面和生成的车钩锁面之间的距离的公差约小于或等于±0.010英寸。
11.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一铸模的所述上型箱部分和下型箱部分中的至少一个界定了形成所述凹槽的突出物。
12.根据权利要求1所述的方法,其中所述第二铸模的所述下型箱部分的内部被设置以收容至少两个壳型,且将熔融物分配至所述至少两个壳型中的每一个。
13.根据权利要求1所述的方法,其中在铸造期间形成的通往所述锁的浇口被设置以被分离。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述浇口的直径小于2英寸。
15.根据权利要求13所述的方法,其中通往所述锁的浇口位于所述锁的所述第一端的顶部上。
16.用于制造轨道车车钩的锁的方法,其中所述锁具有位于第一端的后引导部、位于中段的支柱部分以及位于第二端的凹槽,其中邻近所述第一端的所述锁的钩舌侧面界定了钩舌锁面,与所述钩舌侧面相对的所述锁的车钩侧面界定了车钩锁面,所述方法包括以下步骤:
在包含第一造型材料的第一铸模的下型箱部分和上型箱部分中形成锁的模型,从而形成界定所述锁的外表面的型腔,其中所述上型箱部分界定一个用以排出气体的第一开口;
在包含第二造型材料的第二铸模中形成内表面大致上与所述第一铸模的外表面互补的型腔;
在所述第二铸模的上型箱部分中形成被设置以排出从所述第一铸模的上型箱部分的所述第一开口中排出的气体的第一开口;
在所述第二铸模中形成下浇道、与所述下浇道流体连通的浇注系统以及与所述浇注系统和所述第一铸模流体连通的浇口;
固化所述第一铸模和所述第二铸模;
组合所述第一铸模的下型箱部分和上型箱部分;
将所述第一铸模插入所述第二铸模中;
组合所述第二铸模的下型箱部分和上型箱部分;以及
将熔融物注入所述第二铸模的下浇道中,其中所述熔融物随后通过所述浇注系统和所述浇口流入所述第一铸模中从而形成所述锁,其中所述第一铸模中的气体通过所述第一铸模的上型箱部分中的所述第一开口且随后通过所述第二铸模的上型箱部分中的所述第一开口被所述熔融物挤出。
17.根据权利要求16所述的方法,其中所述第一铸模的上型箱部分界定一个用以排出气体的第二开口,其中所述第一铸模的上型箱部分中的第一开口被设置为靠近所述锁的第一端,且所述第一铸模的上型箱部分中的第二开口被设置为靠近所述锁的第二端。
18.根据权利要求17所述的方法,其中所述第一开口被设置在所述锁的最接近下型箱铸模的上型箱部分的顶面的位置
19.根据权利要求16所述的方法,其中所述第二铸模的上型箱部分界定有被设置以排出从所述第一铸模的上型箱部分的所述第二开口中排出的气体的第二开口。
20.根据权利要求16所述的方法,其中所述第二铸模的上型箱部分界定有围绕所述第二铸模的上型箱部分中的所述第一开口的凹处,且所述凹处的宽约为1英寸,所述凹处的长约为2英寸。
21.根据权利要求20所述的方法,其中所述凹处的深约大于0.125英寸。
22.根据权利要求16所述的方法,其中所述第一铸模的上型箱部分界定有排气孔型腔,所述排气孔型腔被置为与形成所述锁的支柱部分的上型箱部分的区域大致上相邻,其中所述排气孔型腔在铸造期间不收容熔融物,且被设置以通过在所述第一铸模的上型箱部分的一侧上形成的开口排出气体,并通过所述第二铸模中形成的侧开口排出。
23.根据权利要求16所述的方法,其中紧接在从所述第一铸模移除所述锁之后,所述锁的上锁面和下锁面之间的距离的公差约小于或等于±0.020英寸。
24.用于制造轨道车车钩的锁的方法,其中所述锁具有位于第一端的后引导部、位于中段的支柱部分以及界定位于第二端的凹槽的钩舌侧,其中邻近所述第一端的所述锁的钩舌侧面界定了钩舌锁面,与所述钩舌侧面相对的所述锁的车钩侧面界定了车钩锁面,所述方法包括以下步骤:
在一个包含自然硬化造型材料的铸模的下型箱部分和上型箱部分中形成用于至少两个锁的模型,从而形成界定所述至少两个锁的外表面的型腔;
用自然硬化造型材料形成下浇道、与所述下浇道流体连通的浇注系统以及至少两个浇口,每个所述浇口与所述浇注系统及所述至少两个型腔中的其中一个流体连通;
使自然硬化造型材料硬化;
组合所述铸模的所述下型箱部分和上型箱部分;以及
将所述熔融物注入所述硬化的自然硬化造型材料的下浇道中,其中所述熔融物随后流过所述浇注系统并流入所述型腔中,从而形成所述至少两个锁。
25.用于制造轨道车车钩的锁的铸造组合件,其中所述锁具有位于第一端的后引导部、位于中段的支柱部分以及位于第二端的凹槽,其中邻近所述第一端的所述锁的钩舌侧面界定了钩舌锁面,且与所述钩舌侧面相对的所述锁的车钩侧面界定了车钩锁面,所述铸造组合件包括:
界定所述锁的外表面的第一铸模的下型箱部分和上型箱部分,其中所述第一铸模包含第一造型材料;
用第二造型材料制成的第二铸模,所述第二铸模界定有型腔,所述型腔具有大致上与所述第一铸模的外表面互补的内表面;
形成于所述第二铸模中的下浇道;
形成于所述第二铸模中的、与所述下浇道流体连通的浇注系统;
形成于所述第二铸模中的、与所述浇注系统及所述第一铸模流体连通的浇口。
26.根据权利要求25所述的铸造组合件,其中所述第一铸模为壳型。
27.根据权利要求25所述的铸造组合件,其中将所述上型箱部分与所述下型箱部分分开的所述第一铸模的分型线沿着所述锁的非线性轮廓。
28.根据权利要求25所述的铸造组合件,其中所述第一造型材料是覆盖的硅砂和热固性酚醛树脂的混合物。
29.根据权利要求27所述的铸造组合件,其中所述第二造型材料是自然硬化材料。
30.根据权利要求25所述的铸造组合件,其中所述第一造型材料和所述第二造型材料为相同材料。
31.根据权利要求25所述的铸造组合件,其中所述第一铸模的所述上型箱部分和下型箱部分中的至少一个界定了形成所述凹槽的突出物。
32.根据权利要求25所述的铸造组合件,其中所述第二铸模的所述下型箱部分的内部被设置以收容至少两个壳型,且将熔融物分配至所述至少两个壳型中的每一个。
33.根据权利要求25所述的铸造组合件,其中在铸造期间形成的通往所述锁的浇口被设置以被分离。
34.根据权利要求33所述的铸造组合件,其中所述浇口的直径约小于2英寸。
35.根据权利要求33所述的方法,其中通往所述锁的浇口位于所述第一端的顶部上。
36.用于制造轨道车车钩的锁的方法,其中所述锁具有位于第一端的后引导部、位于中段的支柱部分以及位于第二端的凹槽,其中邻近所述第一端的所述锁的钩舌侧面界定了钩舌锁面,与所述钩舌侧面相对的所述锁的车钩侧面界定了车钩锁面,所述方法包括以下步骤:
在包含第一造型材料的第一铸模的下型箱部分和上型箱部分中形成锁的模型,从而形成界定所述锁的外表面的型腔;
在包含第二造型材料的第二铸模中形成内表面大致上与所述第一铸模的外表面互补的型腔;以及
在所述第二铸模中形成下浇道、与所述下浇道流体连通的浇注系统、与所述浇注系统流体连通的冒口以及与所述浇注系统和所述第一铸模流体连通的浇口。

说明书全文

用于制造轨道车车钩的方法与系统

背景技术

[0001] 轨道车辆车钩用于将轨道车辆连接在一起。北美洲普遍使用的典型车钩是E型或F型车钩。这些车钩并入了一个锁,该锁与车钩的钩舌相互作用以便将钩舌锁到闭合位置。通常,该锁适于在钩舌主体的锁腔内并覆于钩舌尾上。该锁的宽度尺寸被设置以在锁腔内滑动。
[0002] 这种车钩中使用的锁通常通过铸造法制成。用于制造锁的最常见的技术是通过砂型铸造。用砂型铸造的方法来制造复杂形状成本低,产量高。在典型的砂型铸造工序中,铸模通过围绕模型填满造型砂构成,大体上界定出熔融金属流过的浇铸系统。接着模型被从铸模移除,形成呈被铸造件形状的型腔,对应于最终的铸件。用于界定内部型腔与槽的型芯被放入铸模内。接着铸模被封闭并通过下浇道被注满热液态金属,金属在铸模中冷却。凝固金属或粗铸件通过分离铸模被移除。接着铸件被与浇口分离,精加工并通过研磨焊接热处理及加工进行清洁。
[0003] 在砂型铸造工序中,铸模的建造使用砂为基材,混合粘合剂以保持形状。铸模被建造为两部分,称为上型箱部分(例如上半部)和下型箱部分(例如下半部),它们沿平直的分型线被分开。多达3度或更大的模锻斜度被加工到模型中,以确保模型在取出时能从铸模脱开。在一些砂型铸造工序中,外砂箱用于在贯穿浇注法的造型工艺期间支撑砂。
[0004] 金属被倒入铸模后,铸件随着接近固态而冷却并收缩。随着金属收缩,额外的液态金属必须继续注入收缩的区域,否则最终的部件中将出现孔洞。在高收缩区域中,冒口形成铸模中从而能在浇注期间提供辅助储藏。这些冒口是最后凝固的区域,因而允许内中物保持液态比被铸造部的型腔更久。随着型腔的内中物冷却,冒口供给收缩的区域,确保生产出固态的最终铸件。在上型铸模顶部开口的冒口还可作为用于在浇注和冷却期间排出气体的排气孔。
[0005] 在各种铸造技术中,不同的砂粘合剂被用于使砂保持模型形状。这些粘合剂对最终产品有很大影响,因为其控制了尺寸稳定性、表面光洁度以及在每个特定流程中的铸造细节的实现。两种最典型的砂型铸造方法包括(1)湿型砂,由砂组成,以黏土和为粘合剂;以及(2)由硅砂和诸如酚尿烷之类的快速固化化学粘合系组成的化学或树脂粘合剂材料。习惯上,锁的建造使用湿型砂工艺,因为与造模材料相关,其成本低廉。
[0006] 虽然多年来湿型砂在制造锁上一直很有效,但这个工艺有些缺点。例如,锁的表面抛光粗糙,且锁的锁定面的厚度各不相同。这些粗糙面缺陷和变化必须通过研磨和其它精加工来解决,以确保最终的锁能满足尺寸要求。阅读以下描述后,这些铸造工序的其它问题将更明显。发明内容
[0007] 本发明的目的是提供一种制造轨道车车钩的锁的方法,大致上消除表面缺陷和尺寸差异。方法包括在包含第一造型材料的第一铸模的下型箱部分和上型箱部分中制成锁的模型,从而构成界定锁的外表面的型腔。一个型腔构成于具有第二造型材料的第二铸模中。该型腔界定有一个内表面,该内表面大致上与所述第一铸模的外表面互补。下浇道、与所述下浇道流体相通的浇注系统、与所述浇注系统流体相通的冒口以及与所述浇注系统和第一铸模流体相通的浇口形成于所述第二铸模中。所述第一铸模和第二铸模被固化。所述第一铸模被装配出来并被插入到所述第二铸模的上型箱部分中。所述第二铸模被装配出来,且熔融物被倒入所述第二铸模的下浇道。熔融物随后流入所述第一铸模从而制成所述锁。
[0008] 本发明的第二目的是提供一种制造轨道车车钩的锁的方法,包括在第一铸模的下型箱部分和上型箱部分中形成锁的模型,所述第一铸模包含第一造型材料以形成界定锁的外表面的型腔。上型箱部分界定了被设置以排出气体的第一开口。具有大致上与第一铸模的外表面互补的内表面的型腔在第二铸模中形成,所述第二铸模包含第二造型材料。被设置以排出从第一铸模的上型箱部分的第一开口中排出的气体的第一开口形成于第二铸模的上型箱部分中。下浇道、与下浇道流体连通的浇注系统以及与浇注系统及第一铸模流体连通的浇口用第二造型材料形成。第一铸模和第二铸模硬化。第一铸模被组合并被插入第二铸模的上型箱部分中。第二铸模被组合,且熔融物被注入第二铸模的下浇道中。熔融物随后流入第一铸模中从而形成锁。第一铸模中的气体通过第一铸模的上型箱部分中的第一开口、接着通过第二铸模的上型箱部分中的第一开口被熔融物挤出。
[0009] 本发明的第三目的是提供一种制造轨道车车钩的锁的方法,包括在一个铸模的下型箱部分和上型箱部分中形成至少两个锁的模型,所述铸模包含自然硬化造型材料,从而形成界定至少两个锁的外表面的型腔。下浇道、与下浇道流体连通的浇注系统以及各与浇注系统及所述至少两个型腔中的其中一个流体连通的至少两个浇口用自然硬化造型材料形成。自然硬化造型材料硬化。铸模的下型箱部分和上型箱部分被组合。熔融物被注入硬化的自然硬化造型材料的下浇道中,其中熔融物随后流过浇注系统并流入型腔中,从而形成所述至少两个锁。
[0010] 本发明的第四目的是提供一种用于制造轨道车车钩的锁的铸造组合件。所述铸造组合件包括界定锁的外表面的第一铸模的下型箱部分和上型箱部分。第一铸模包含第一造型材料。所述铸造组合件还包括用第二造型材料制成的第二铸模。第二铸模界定出型腔,所述型腔具有大致上与第一铸模的外表面互补的内表面。下浇道形成于第二铸模中。浇注系统形成于第二铸模中且与下浇道流体连通。浇口形成于第二铸模中且与浇注系统及第一铸模流体连通。
[0011] 研究以下附图和详细说明后,本领域技术人员将更明白其它特征和效果。包含在本说明书中的所有另外的特征和效果都应该在权利要求的保护范围内,并由以下权利要求保护。

附图说明

[0012] 附图被包含以便进一步理解权利要求,附图被并入并组成此说明书的一部分。描述的详细内容和阐明的实施例用于解释由权利要求限定的原则。
[0013] 图1阐明了在轨道车车钩的主体内的锁的立体图;
[0014] 图2a和2b分别阐明了图1中所示的锁的立体图和侧视图;
[0015] 图3阐明了可被用于制成图2a和2b所示的锁的外铸模组合;
[0016] 图4a和4b分别阐明了图3中所示的外铸模的上型箱部分和下型箱部分的内部;
[0017] 图5阐明了熔融物被倒入之后的外铸模的内部视图;
[0018] 图6a阐明了壳型的侧视图;
[0019] 图6b阐明了图6a中所示的壳型的上型箱部分和下型箱部分;
[0020] 图7a阐明了所述壳型的下型箱部分的另一视图;
[0021] 图7b阐明了沿图7b中的A-A'剖面的下型箱部分的横截面图;
[0022] 图8阐明了有关铸锁的下型箱部分型腔;
[0023] 图9阐明了用于制造图2a中的锁的工序。

具体实施方式

[0024] 下面的实施例描述了用于在单个铸造工序中制造多个锁的方法。通常制成界定锁的形状的一组壳型。壳型是由与热固性酚醛树脂混合且相对较贵的精硅砂制成的铸模。精硅砂使得锁相对于通过其他铸造工艺制造的锁而言,能具有光滑的表面光洁度和相对较高的尺寸精确度。
[0025] 然而,目前的壳型生产技术优化了现有尺寸的壳型机,且得到相对较小的壳型。而存在的较大壳型机则倾向于非常昂贵。当技术上可行时,增加壳型的尺寸用以经受所需的大的排出压将会非常昂贵。因而,所述壳型被放入外铸模中。外铸模由成本较低的自然硬化或自硬砂造型材料制成,且被设置以收容所述壳型。在描述的实施例中,所述外铸模被设置以收容四个壳型。
[0026] 在所述外铸模中构成的浇注系统被设置以通过下浇道将倒入所述铸模中的熔融物分送到每个壳型。随着熔融物充满所述壳型,所述壳型中的排气口使空气和其它气体排出。该排气口通常与外铸模中的排气口对齐,以使气体排到空气中。
[0027] 图1阐明了轨道车车钩的主体100内的锁105的立体图。图2a和2b分别阐明了图1中所示的锁105的立体图和侧视图。锁105包括后引导端205、中段的支柱部分210,以及钩舌侧端215。所述钩舌侧端215界定有凹槽220。所述后引导端205附近,锁105界定有钩舌锁面225和车钩锁面230。
[0028] 运转锁105需要使所述锁105在所述钩舌主体的锁腔内且在钩舌尾上滑动。为了使所述锁105顺畅运转,钩舌锁面225和车钩锁面230必须大致上互相平行且光滑。另外,不同锁的这两个面之间的距离D207必须精确且一致。通过公开的铸造工序制成的锁105的距离D207约为3.060英寸,且不同锁的差别约小于±0.010英寸。这些尺寸可通过要求保护的铸造工序加上锁的最低限度的加工来实现。通过已知的制造工艺生产出的锁必须被加工,以生成由喷砂法或其它方法加工出的光滑面。排气孔相对细小的铸造物可被锻造,留下相对小的区域来进行研磨。同样地,铸造连接件505(图5)从所述后引导端205的端面207上将所述锁105连接至可脱离的铸件浇注系统。在某些情况下,连接件505的残余铸件可能不需要进一步研磨,因为端面207通常不是临界面。
[0029] 图3阐明了可被用于制成以上描述的锁105的封闭的外铸模组合300。所述外铸模300包括上型箱部分305和下型箱部分307。上型箱和下型箱部分305和307由造型材料制成,比如自硬砂或自干砂。下浇道320被置于上型箱的开口中,熔融金属通过其中被注入。所述上型箱部分305界定出第一和第二组排气口开口325和330,用于排出在铸造过程中在形成于外铸模300中且由外铸模300构成的型腔内产生的气体。还可在下型箱部分307的一侧中提供排气口开口335。
[0030] 在外铸模300中使用的造型材料是相对成本较低且更强的造型材料,通常不能制成符合所需的表面光洁度和尺寸精确度详情的锁。例如,造型材料的砂粒细度指数(GFN)可在44-55砂粒细度指数的范围内。
[0031] 在一些实施方式中,造型材料为再生砂(也就是先前已经被使用于制造铸件的砂)。再生砂可通过使使用过的铸模经受各种振动和/或压碎工序来获得,上述工序分解铸模并将砂分类为越来越精细的组分大小,直到得到所需要的晶粒尺寸。筛选工序有助于按尺寸分开砂。最终,砂经受高温以消除所有残余覆盖物或其它杂质,比如粘合剂材料。接着,再生砂与新的粘合剂以大约99:1的比率混合并放入铸模中硬化。一旦硬化,新的铸模就准备好可收容熔融物。
[0032] 在一些实施方式中,两级或更多级的造型材料被使用于制成外铸模300。例如,铸模的外层310(也就是界定外铸模的外部的)可由低精砂制成。所述低精材料没经受以上描述的各种分离工序。例如,可不进行热加工以便节约时间。此外,较少量的粘合剂材料可被用于粘合低精材料。例如,砂与粘合剂的比率可大于99:1。
[0033] 铸模的内层315可由通过以上描述的分离工艺再生的高精砂制成。利用不同级别的再生材料由于需要用低精砂,从总体上降低了与外铸模300相关的制造成本。高精砂被保留仅用于外铸模300的那些需要更大的尺寸精确度或更高的表面光洁度的部分。
[0034] 图4a和4b分别阐明了外铸模300的上型箱部分305和下型箱部分307的内部。在图4b中,还展示了置于下型箱部分307内的壳型400。外铸模300被设置以收容四个壳型400。与壳型400相接触的外铸模300的内表面被设置以提供适合壳型400的小间,从而避免壳型400的壁在将熔融物注入铸模300期间产生的排出压力下爆裂。
[0035] 每个壳型400被设置用于制成单独的锁105。因而,四个锁105可在单个铸造工序中制成。可以理解,外铸模300可被设置为不同的尺寸以容纳不同数量的壳型400,从而有助于在一定的铸造工序中铸造不同数量的锁105。
[0036] 在阐明的实施例中,四组排气孔开口325和330被提供在铸模的上型箱部分305中以便从四个壳型400中排出气体。排气孔开口325和330通常被置于壳型400各自的排气孔开口405和410上。
[0037] 第一组排气孔开口330被置于壳型400的第一组排气孔开口410上,邻近对应于锁的第一端(例如后引导端205)的壳型400的位置。第二排气孔开口325被置于壳型400的第二排气孔开口405上,在对应于锁的第二端(例如钩舌侧端215)的壳型400的位置上。置于壳型400中形成的相应侧排气孔335(图3)附近的侧排气孔在外铸模307的下型箱部分307中形成。
[0038] 外铸模上型箱部分305中的排气孔开口330和325从上型箱部分305的外表面(见图3)延伸至上型箱部分305的内表面(见图4a)。各个排气孔开口330、325、405及410的对齐对于使铸造工序期间产生的气体的完全移除来说至关重要。外铸模上型箱部分305的排气孔开口325和330可被置于凹处422内,以便放宽排气孔开口330、325、405及410的定位限制。凹处422的尺寸被设置以确保气体通过壳型400的排气孔开口405和410排出且其他气体留存在凹处422内。也就是说,凹处422的尺寸被设置以适应外铸模上型箱部分305的排气孔开口325和330与壳型405的排气孔开口405和410之间的相对定位的变化。例如,凹处422的宽约1英寸长约2英寸。凹处422的深约为0.125英寸。可以理解,凹处也可形成于壳型400上以实现相同的效果。
[0039] 排气孔405和410在锁105的两端的定位有助于确保壳型400内的所有气体都具有逸出通道。这样由于气体没有渗入铸件中,可得到具有较少表面瑕疵的更牢固的锁105,气体还可另外构成使锁105更不牢固的气泡。排气孔405和410的位置还有助于确保锁105的较厚的上段(即后引导端205)和锁105的较薄的下段(即钩舌侧端215)保持稳定,不会变形或改变尺寸使得这两个锁段在体积上的显著差异。
[0040] 如图4a所示,一对冒口415被塑型于外铸模300的上型箱部分305中,且浇注系统420被塑型于外铸模300的下型箱部分307中。在铸造期间,熔融物穿过下浇道320流入外铸模300中,穿过浇注系统420,流入冒口415中,且最终通过连接壳型400和浇注系统420的浇口505(图5)流入壳型400中。正如前文指出的,冒口415是在灌注工艺期间充满熔融物的型腔。随着铸件的其它部件中的熔融物冷却,熔融物将从冒口415流入铸件中。这进而有助于避免铸件中比其中其它区域冷却更慢的区域中产生裂缝。
[0041] 图5阐明了熔融物被倒入并凝固以形成铸件之后的外铸模300的内部视图。在典型的实施方式中,铸件包括四个锁105、浇口505、浇注系统420、冒口415以及下浇道320。通往单个锁的浇口505的尺寸被设置以便于通过敲打或其它形式的撞击从铸件分离锁105。就这一点而言,浇口505的直径可约在0.5英寸至2英寸之间。为了使分离后的加工减到最少,浇口505有利地被置于后引导端205的端面207(图2a),此处是锁105的次重要部分。在锁105脱离之后,铸件的剩余部分(即浇注系统、冒口以及下浇道)可被熔化并在以后的铸造工序中使用。
[0042] 图6a阐明了对应于上文描述的壳型400的壳型400侧视图。图6b阐明了壳型400的上型箱部分605和下型箱部分610。上型箱部分605和下型箱部分610可通过黏合剂相接以构成壳型400。例如,黏合剂可被用以将各个部分粘附在一起。
[0043] 壳型400通过所谓的壳(因此得名壳型)或热匣法构成,其中树脂砂或砂/树脂混合物通过气压被吹成热金属模型,经一段时间形成硬化壳。该砂可相当于与热固性酚醛树脂混合的精硅砂。例如,硅的砂粒细度指数可在60-70砂粒细度指数的范围内。模型可由构成,接着被加热到230℃到315℃之间,直到模型中的砂硬化到适宜的深度。即,直到壳具有所需的壁厚。接着壳被从模型移除,且壳内大部分未硬化的砂混合物被移除。被移除的砂可在再生工艺之后被使用于后续壳铸造工序。
[0044] 壳型400的上型箱部分605和下型箱部分610通过不同的模型制成。壳型铸造技术提供了高尺寸稳定性。每个模型界定出各部分中的连接开口607的一部分,熔融物通过其中流入壳型400。界定出上型箱部分605的模型可相当于一般的具有开口侧的长方形盒,砂被注入该开口侧中。盒的侧壁可为锥形以便于从盒移除硬化的上型箱部分605。锁105的上型箱部分可在盒的底侧中塑型。另外,模型可被设置以在上型箱部分605中形成突出物620。该突出物620在锁中形成凹槽220(图2a)。换言之,凹槽220的形成不需要使用通常在铸造期间移除的型芯。因此,与通过抽芯形成的凹槽相比,凹槽220的尺寸精确度提高。这从而消除了为了构成通过已知的铸造工序生产的凹槽所需的加工工序,减少了成本。
[0045] 界定下型箱部分610的模型可相当于一般的具有在一侧形成的相对小的开口的封闭盒子。在典型的实施方式中,开口形成于盒子的界定锁105的钩舌侧端215的一侧上。砂被通过开口吹入盒子中,且如上文描述被硬化。未硬化的砂通过小开口被移除,剩下排气型腔710(图7b)。
[0046] 图7a阐明了被从模型移除后的下型箱部分610。作为壳型铸造工艺的结果,砂的残余累积物705可形成于下型箱部分605的侧面上,最接近钩舌侧端215。过量的未硬化砂通过形成于累积物705内侧的开口335从下型箱部分610清空。如图3所示,下型箱部分内侧中的开口335对应于外铸模300的侧面的开口335。移除过量的砂将在下型箱部分605中露出排气型腔710,正如图7b所示的下型箱部分605的A-A'剖面712所阐明的。
[0047] 如图8所示,用于壳型400的下型箱部分605的模型被设置以使得排气型腔710(虚线)大致上沿着锁105的支柱部分210的形状。也就是说,排气型腔710沿着锁105的重要部分。这使铸造期间形成的气体逸入排气型腔710并通过排气孔开口335排出而不会进入铸件,正如前文指出的,若非如此将导致铸件有另外的气泡从而使铸件不牢固,或导致表面瑕疵需要修复。这种形式的排气孔进一步提高了锁105的尺寸精确度。
[0048] 回到图6a,随着将下型箱部分610与上型箱部分605分开的分型线615从后引导端205段向下行进通过支柱部分210并到达钩舌侧端215,其构成了沿着锁105的轮廓的自然形状的非线性路径。该非线性路径有助于壳型400的上型箱和下型箱部分605和610自动调准,且得到基本上沿着锁105的非线性轮廓的锁105的分型线615。
[0049] 图9是制造如上文描述的锁105时实施的工序框图。方框900中,形成用于铸造锁105的壳型400的上型箱和下型箱部分605和610。各个部分可由覆盖有热固性酚醛树脂涂层的精硅砂制成。砂被装入界定上和下型箱模型并被加热直到得到需要厚度的壳的各个盒中。过量的砂被从在壳型400的下型箱部分610移除以露出排气型腔710,排气型腔710有助于在铸造期间从下型箱部分610排出气体。上型箱和下型箱部分605和610通过黏合剂互相连接。分开上型箱和下型箱部分605和610的非线性分型线615有助于各个部分容易对齐。
[0050] 方框905中,形成外铸模300的上型箱和下型箱部分305和307。该上型箱和下型箱部分305和307由相对较便宜的材料例如自然硬化或自硬砂材料制成。来自先前铸造工序的再生砂可被用于外铸模300的部分。外铸模300的内部被塑型以收容所述壳型400并提供适合壳型400的小间,从而在铸造期间支承壳型400的壁.
[0051] 浇注系统420以及一个或多个冒口415可在外铸模300的内部被塑型。浇注系统420通过浇口505连接至各个壳型400。浇口505的尺寸被设置以便于通过敲打或其它形式的撞击使锁105与铸件分离。
[0052] 方框910中,壳型400被插入外铸模300中。方框912中,外铸模被组合而成。接着在方框915中,熔融物被注入外铸模300的下浇道320中。熔融物可为或其它合适的材料。熔融物向下流过下浇道320,流过浇注系统420,且通过连接件505流入壳型400中。若非如此将被留在壳型400中的空气或其它气体通过在壳型400的上型箱部分605中界定的排气孔开口405和410逸出,随后通过在外铸模300的上型箱部分305中界定的排气孔开口325和330逸出。外铸模300中的排气孔开口325和330通常置于壳型400的排气孔开口405和410上方。其它气体通过在壳型400的下型箱部分605中形成的型腔从壳型400逸出。这些气体通过壳型400的下型箱部分605侧面上的开口335离开,并最后通过外铸模300的侧面上的开口排到空气中。
[0053] 方框920中,硬化的铸件被从铸模300移除。例如,铸模300可被分裂开以露出铸件。用完了的型砂可被分解并再生以形成以后的铸模。
[0054] 方框925中,锁105和铸件被分开。例如,冲击锤可被使用以将浇注系统420和连接件505与锁105分开。
[0055] 方框930中,锁105被加工。例如,锁105的端面207即连接件505形成处可被磨成相对光面精整。浇注系统的所有剩余材料可被磨平。锁105的剩余物可接着被喷砂成光面精整。喷砂后,锁105准备好可进行运作使用。就是说锁105已准备好,无需进一步的加工即可被插入车钩主体100中。
[0056] 如前所述,用于制成锁的典型实施例有助于制造只需最少加工的锁105。例如,由精硅砂制成的壳型400被用以界定锁铸件。壳型400由通过自然硬化或自硬砂材料制成的相对便宜的外铸模支承。各种锁能通过适合的各种壳型在外铸模内被生产出。浇注系统和冒口形成于外铸模中以将分配熔融物到各个壳型中。在各个铸模中形成的排气孔使气体逸出,从而改善了锁的尺寸精确度。
[0057] 虽然实施例的不同实施方式已经被描述出来,但对于本领域技术人员来说显而易见,权利要求保护范围内的更多实施例和实施方式也是可能的。以上描述的各种尺寸仅仅是示范性的,是可根据需要改变的。相应地,对于本领域技术人员来说显而易见,权利要求保护范围内的更多实施例和实施方式也是可能的。因此,上文描述的实施例仅提供用于帮助理解权利要求,并不限制权利要求的保护范围。
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