一种铁路电力机车轴箱盖的温芯盒壳型的制备工艺的制作方法

1.本发明涉及电力机车部件制备技术领域，更具体的说是涉及一种铁路电力机车轴箱盖的温芯盒壳型的制备工艺。


背景技术：

2.转向架用途是为增加铁路电力机车的载重、长度与容积、提高列车运行速度，车体被支撑在转向架上，减小振动提高车轮平稳性和安全性。而轴箱是转向架的重要组成部分，轴箱作用是将轮对和侧架或构架联系在一起，使轮对沿钢轨的滚动转化为车体的平动，承受车辆的重量传递作用力。轴箱盖作为轴箱体的关键组成部件，对其尺寸及质量要求较高。采用传统的树脂砂成型工艺，一般采用树脂、固化剂与造型用硅砂混合，在-30℃～ 40℃温度范围内反应硬化，生产每型需要至少40分钟，刚起模的砂型表面强度较低(抗拉0.3mpa-0.4mpa)。采用传统的树脂砂成型工艺，起模需要通过人工震动模具、拆卸模具，放砂前需要清理模具、组装模具，填砂过程舂实砂型，工作效率较低。树脂砂硬化受温度影响较大，且主要靠人工操作控制，在生产过程造成报废砂型较多。
3.因此，如何提供一种铁路电力机车轴箱盖的温芯盒壳型的制备工艺，是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.为此，本发明的目的在于提出一种铁路电力机车轴箱盖的温芯盒壳型的制备工艺，解决现有的铁路电力机车轴箱盖的温芯盒壳型工艺，导致壳型质量差的问题。
5.本发明提供了一种铁路电力机车轴箱盖的温芯盒壳型的制备工艺，包括以下步骤：
6.s1、壳型的型砂包括高硅砂、热固性树脂、热固性固化剂及增强剂，其中热固性树脂加入量为高硅砂量的1.5％，热固性固化剂加入量为热固性树脂的50％，增强剂加入量为高硅砂量的0.2％；按照以上配比混合搅匀；
7.s2、模具准备就位，设置模具预热温度160-170℃；开模，在上下模具型腔内喷射高温脱模剂，然后合模；
8.s3、将s1中获得的型砂通过压缩空气在模具顶部射入模具型腔，并保持硬化过程，将芯型硬化时间设定为160-180s；
9.s4、待s3中芯型硬化时间结束后，竖直方向开模；
10.s5、向上顶出砂芯，获得壳型。
11.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种铁路电力机车轴箱盖的温芯盒壳型的制备工艺，采用以上配比混合搅匀的树脂砂通过射砂充型，在高温下固化，成型的强度更高、表面质量更好，且硬化时间短，工作效率显著提高。通过压力，温度为160-170℃，保持硬化时间160s-180s，所生产的温芯盒壳型整体强度高、轮廓清晰，避免了浇注过程由于砂型强度不足造成的砂眼、夹砂等缺陷，表面粗糙度可达ra6.3～12.5
μm，尺寸精度可达ct7～ct9级，且壳型溃散性好，通过抛丸清理，即可完全清理表面浮砂，减少了铸件清理的工作量。再生砂回收率可达95％以上，壳型合格率可达98％，生产成本低。本发明获得砂芯强度及砂型表面质量更高、通过机械再生废砂回收率更高、获得铸件气孔缺陷减少50％以上、人工成本及工作效率显著提升。
12.进一步地，s3中空气压缩机控制射砂气压为0.5-0.7mpa。
13.进一步地，s2中通过加热棒预热。
14.进一步地，s2中采用的模具包括：
15.模具支架，所述模具支架包括底座，顶板，及连接于所述底座和所述顶板之间的支撑架；所述顶板上设有原料入口；
16.射砂组件，所述射砂组件可上下移动于所述顶板下方，且与所述原料入口连通；
17.静模组件，所述射砂组件下方，通过所述支撑架固定有所述静模组件，所述射砂组件可下行与所述静模组件对接射砂；
18.动模组件，所述底座上设置有可上下移动的所述动模组件，所述动模组件与所述静模组件闭合后内部形成模具型腔；
19.顶出组件，所述动模组件下方、且位于所述底座上安装有所述顶出组件，用于顶出所述动模组件内的壳型。
20.进一步地，所述射砂组件包括：
21.多个射砂气缸，均固定于所述顶板底部，其输出端朝下；
22.储砂罐，所述射砂气缸的输出端连接所述储砂罐上，其与所述原料入口连通；其上连接有空气压缩机连接口；
23.射砂嘴，所述储砂罐底部通过固定板固定有多个与其内部连通的所述射砂嘴；
24.其中，s3中的原料通过所述原料入口进入所述储砂罐，并通过所述射砂嘴射出。
25.进一步地，所述静模组件包括静模定位台，所述静模定位台固定于所述支撑架内壁上，所述静模定位台固定有静模，所述静模的顶部朝下对应所述射砂嘴开设有进砂口，所述静模的侧壁向内开设有多个用于固定加热棒的第一固定孔。
26.进一步地，所述进砂口处设置有倒角，所述射砂嘴外壁和所述进砂口之间设置有密封圈。
27.进一步地，所述动模组件包括动模气缸，所述动模气缸固定于所述底座上，动模托架支撑于所述动模气缸顶部，其上固定有动模，所述动模上设有固定加热棒的第二固定孔，所述动模与所述静模配合。
28.进一步地，所述顶出组件包括顶出气缸，所述顶出气缸安装于所述底座上，且位于所述动模气缸内侧，并经过所述动模托架上开设的通孔向上举升，其上固定有顶芯板，所述顶芯板上方具有多个顶杆，所述顶杆与所述动模底部的顶出孔配合。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
30.图1附图为本发明提供的一种铁路电力机车轴箱盖的温芯盒壳型的制备工艺的流程图；
31.图2附图为本发明采用的模具的立体图；
32.图3附图为本发明采用的模具的主视图；
33.图4附图示意出了动模和静模闭合状态的剖视图；
34.图5附图示意出了图4的a部放大示意图。
具体实施方式
35.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.由于采用传统的树脂砂成型工艺，一般采用树脂、固化剂与造型用硅砂混合，在-30℃～ 40℃温度范围内反应硬化，生产每型需要至少40分钟，刚起模的砂型表面强度较低(抗拉0.3mpa-0.4mpa)。采用传统的树脂砂成型工艺，起模需要通过人工震动模具、拆卸模具，放砂前需要清理模具、组装模具，填砂过程舂实砂型，工作效率较低。树脂砂硬化受温度影响较大，且主要靠人工操作控制，在生产过程造成报废砂型较多。
40.鉴于此，本发明实施例公开了一种铁路电力机车轴箱盖的温芯盒壳型的制备工艺，参见附图1，包括以下步骤：
41.s1、壳型的型砂包括高硅砂、热固性树脂、热固性固化剂及增强剂，树脂、固化剂作为粘结剂，加入增强剂是为了提高砂型的强度，其中热固性树脂加入量为高硅砂量的1.5％，热固性固化剂加入量为热固性树脂的50％，增强剂加入量为高硅砂量的0.2％；按照以上配比混合搅匀；其中固化剂可以为邦尼b-1(热固型)固化剂；树脂可以为邦尼bnhg-04(热固型)树脂。
42.s2、模具准备就位，设置模具预热温度160-170℃；开模，在上下模具型腔内喷射高温脱模剂，然后合模；
43.s3、将s1中获得的型砂通过压缩空气在模具顶部射入模具型腔，并保持硬化过程，
将芯型硬化时间设定为160-180s；
44.s4、待s3中芯型硬化时间结束后，竖直方向开模；
45.s5、向上顶出砂芯，获得壳型。
46.以制备一套壳型需准备28kg高硅砂为例，其中热固性树脂加入量为高硅砂量的1.5％，即加入热固性树脂的重量为420g，热固性固化剂加入量为树脂的50％，即加入热固性固化剂的重量为210g，增强剂加入量为高硅砂量的0.2％，即加入增强剂的重量为56g。
47.上述模具采用垂直式开闭模结构和水平分型，方便工人操作，且顶出砂芯，降低了起芯型脱落等损坏砂芯的情况。
48.s3中若射砂气压太低，型砂成型不良，砂型紧实度不足，影响产品质量；射砂气压太高(会导致射砂嘴及分模面处漏砂，射砂嘴处密封圈损耗加快)，漏出的砂子影响车间环境。
49.因此，有利的是，s3中空气压缩机控制射砂气压为0.5-0.7mpa。
50.本发明上述实施例中，s2中通过加热棒预热。
51.参见附图2-3，本发明的s2中采用的模具包括：
52.模具支架1，所述模具支架1包括底座101，顶板102，及连接于所述底座101和所述顶板102之间的支撑架103；所述顶板102上设有原料入口1021；
53.射砂组件2，所述射砂组件2可上下移动于所述顶板102下方，且与所述原料入口1021连通；
54.静模组件3，所述射砂组件2下方，通过所述支撑架103固定有所述静模组件3，所述射砂组件2可下行与所述静模组件3对接射砂；
55.动模组件4，所述底座101上设置有可上下移动的所述动模组件4，所述动模组件4与所述静模组件3闭合后内部形成模具型腔；
56.顶出组件5，所述动模组件4下方、且位于所述底座101上安装有所述顶出组件5，用于顶出所述动模组件4内的壳型k。
57.上述模具采用静模组件3、动模组件4分型面为水平方向，有利于人工砂芯起模，且两者垂直式开闭模，方便工人操作，且顶出组件5从底部顶出砂芯，降低了起芯型脱落等损坏砂芯的情况。
58.有利的是，所述射砂组件2包括：
59.多个射砂气缸201，均固定于所述顶板102底部，其输出端朝下；
60.储砂罐202，所述射砂气缸201的输出端连接所述储砂罐202上，其与所述原料入口1021连通；其上连接有空气压缩机连接口2021；具体地，原料入口1021和储砂罐202为一体结构，混合后的树脂砂通过原料入口1021进入储砂罐。原料入口1021和储砂罐跟随射砂气缸201上下移动，其中原料入口可以是具有一定长度的圆筒，顶部插入顶板，能够跟随射砂气缸移动；
61.射砂嘴203，所述储砂罐202底部通过固定板固定有多个与其内部连通的所述射砂嘴203；
62.其中，s3中的原料通过所述原料入口1021进入所述储砂罐202，并通过所述射砂嘴203射出；由此储砂和射砂集成一起，结构紧凑，方便对静模内射砂。
63.本发明采用的所述静模组件3包括静模定位台301，所述静模定位台301固定于所
述支撑架103内壁上，所述静模定位台301固定有静模302，所述静模302的顶部朝下对应所述射砂嘴203开设有进砂口3021，其中，射砂嘴和进砂口数量一一对应，均包括多个，进砂口布满静模上，所述静模302的侧壁向内开设有多个用于固定加热棒的第一固定孔3024。静模302与静模定位台301通过螺钉固定。
64.在本发明的实施方式中，参见附图3和4，所述进砂口3021处设置有倒角3022，该倒角10x45
°
，所述射砂嘴203外壁和所述进砂口3021之间设置有密封圈3023。由此，在调试进行上、下方向开模、合模，保证不漏气、避免不紧实等过程隐患。
65.本发明的所述动模组件4包括动模气缸401，所述动模气缸401固定于所述底座101上，动模托架402支撑于所述动模气缸401顶部，其上固定有动模403，所述动模403上设有固定加热棒的第二固定孔4031，所述动模403与所述静模302配合，动模无阻碍进行上、下方向开模、合模。动模和动模托架402通过螺栓紧固。
66.s3中，将s1中获得的型砂通过压缩空气在模具顶部射入模具型腔，并保持硬化过程，加热硬化时间过短，砂芯硬化不透，强度不足；加热时间过长，导致砂芯粉化或开裂，因此将芯型硬化时间设定为160-180s，优选170s；
67.动模和静模的加热棒连接加热棒电路系统，同步控制加热，通过电加热棒对芯型模具进行预热，将模具预热温度设定为165℃。
68.更有利的是，所述顶出组件5包括顶出气缸501，所述顶出气缸501安装于所述底座101上，且位于所述动模气缸401内侧，并经过所述动模托架402上开设的通孔4021向上举升，其上固定有顶芯板502，所述顶芯板502上方具有多个顶杆503，所述顶杆503与所述动模403底部的顶出孔配合。
69.芯型硬化时间结束后，控制动模气缸将动模静模分模，然后控制顶出组件升降气缸上升，将固化的壳型顶出与静模分离，取出壳型。
70.本发明采用以上配比混合搅匀的树脂砂通过射砂充型，在高温下固化，成型的强度更高、表面质量更好，且硬化时间短，工作效率显著提高。通过空气压缩机控制射砂气压为0.5-0.7mpa，温度为160-170℃，保持硬化时间160s-180s，所生产的温芯盒壳型整体强度高(常温抗拉4-45mpa；常温抗弯1.2-1.6mpa)、轮廓清晰，避免了浇注过程由于砂型强度不足造成的砂眼、夹砂等缺陷，表面粗糙度可达ra6.3～12.5μm，尺寸精度可达ct7～ct9级，且壳型溃散性好，通过抛丸清理，即可完全清理表面浮砂，减少了铸件清理的工作量。再生砂回收率可达95％以上，壳型合格率可达98％，生产成本低。本发明获得砂芯强度及砂型表面质量更高、通过机械再生废砂回收率更高、获得铸件气孔缺陷减少50％以上、人工成本及工作效率显著提升。
71.本发明采用高硅砂作为原砂，以气压射砂方式充型、热法硬化获得强度高、尺寸稳定、表面质量高的砂芯，所有壳型表面可不需要刷涂料。由于砂芯的强度较高，浇注过程中无冲砂、掉砂，所获得的铸件表面质量好。当铸件凝固后，砂芯受热溃散，通过抛丸的方式即可清理表面浮砂，便于清理，使用后的旧砂可通过机械再生的方式重复利用，降低成本。
72.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
73.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。