铸造火车车轮的铸模制造技术

本发明专利技术涉及一种铸造火车车轮的铸模，包括扣合的下型铸模和上型铸模，下型铸模包括上端设置成具有车轮下型轮辋内侧面形状的下石墨冷铁，下型内铝圈和下型外铝圈通过下型压板与下石墨冷铁配合，下型硬模与下型内铝圈连接，并与下石墨冷铁紧密配合共同形成砂衬下结合面，下砂衬设置在下结合面和下型硬模上；上型铸模包括下端设置成具有车轮上型轮辋内侧面以及轮缘和踏面形状的上石墨冷铁，上型内铝圈和上型外铝圈通过上型压板与上石墨冷铁配合；上型硬模与上型内铝圈连接，并与上石墨冷铁紧密配合共同形成砂衬上结合面，上砂衬设置在上结合面和上型硬模上。本发明专利技术成本相对较低，更好地保护石墨型，更有利于搬运，散热能力高，有利于提高生产率。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铸造铸模，特别是一种铸造火车车轮的铸模。技术背景对火车车轮制造来说，由于车轮的工况条件十分恶劣，对他的内部外部 质量要求均十分苛刻，火车车轮铸造的核心问题是如何保证铸件内部无缩孔， 也就是实现真正的顺序凝固。现有技术一种工艺设备是通过外浇口的砂型铸造，该外浇口后来成为轮 毂上的冒口。专门的浇口型心装置使金属能从它进入轮毂，在浇铸和定型时， 车轮的滚动表面与铸铁铸模壁面结触。实际生产发现，当轮缘重量大时，由 于铸铁铸模会过热和来不及将大热量导出，使铸件常有多种缺陷，轮的废品 增多。另外，铸铁铸模寿命也降低了。在多年研究基础上，现有技术提出了一种改进性工艺，该工艺主要特点 是用石墨作为制造铸模的基本材料，石墨的高导热性及低热胀因子解决了铸 模的寿命问题，有可能将滚动表面与轮缘二端部一起冷却。为了使轮盘在轮 缘之后成型，其表面与石墨上的面砂结触，面砂用钠硅粘结剂粘在石墨铸模 上。该工艺的优点是，可在同一个石墨铸模内浇铸有不同厚度轮缘的轮子， 方法是在轮缘与轮盘间的过渡段上用不同厚度的面砂。但实际生产上，用于铸造车轮的石墨冷铁价格很贵，也很娇贵，不仅需 要配合套箱方可使用，而且极易损坏，当石墨冷铁损耗到一定程度后，就报 废了，使用寿命短，同时石墨冷铁生产厂家很少，采购困难。上述问题对火 车车轮生产造成很大困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种铸造火车车轮的铸模，在车轮的轮辋、轮缘和踏面的热节部位表面使用石墨冷铁直接形成型腔，以使该局部先凝固；在车 轮的辐板和轮毂表面以砂型形成零件表面，以使该部位的凝固时间落后于上 述热节部位，使生产成本降低，更好地保护石墨型，提高生产率。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种铸造火车车轮的铸模，包括扣 合的下型铸模和上型铸模，所述下型铸模包括上端设置成具有车轮下型轮辋 内侧面形状的下石墨冷铁、下型内铝圈、下型外铝圏、下型压板、下型硬模 和下砂衬，其中，所述下型内铝圈和所述下型外铝圈通过所述下型压板与所 述下石墨冷铁配合，所述下型硬模与所述下型内铝圈连接，并与所述下石墨 冷铁紧密配合共同形成砂村下结合面，所述下砂衬设置在所述下结合面和 所述下型硬模上；所述上型铸模包括下端设置成具有车轮上型轮辋内侧面以及轮缘和踏面 形状的上石墨冷铁、上型内铝圏、上型外铝圏、上型压板、上型硬模和上砂 衬，其中，所述上型内铝圈和所述上型外铝圈通过所述上型压板与所述上石 墨冷铁配合，所述上型硬模与所述上型内铝圏连接，并与所述上石墨冷铁紧 密配合共同形成砂衬上结合面，所述上砂衬设置在所述上结合面和所述上型 硬模上。所述下型外铝圏与所述下石墨冷铁配合为所述下型外铝圏尺寸设计为被 加热到高于工作温度时与所述下石墨冷铁无间隙配合；所述上型外铝圏与所 述上石墨冷铁配合为所述上型外铝圈尺寸设计为被加热到高于工作温度时与 所述上石墨冷铁无间隙配合。进一步地，所述下型外铝圈与所述下石墨冷铁 的配合面为锥形面；所述上型外铝圏与所述上石墨冷铁的配合面为锥形面。所述下型内铝圏与所述下石墨冷铁配合为常温下的间隙配合；所述上型 内铝圏与所述上石墨冷铁配合为常温下的间隙配合。进一步地，所述下型内 铝圏与所述下石墨冷铁的配合面为锥形面；所述上型内铝圈与所述上石墨冷铁的配合面为锥形面。所述下型压板通过螺栓连接所述下型内铝圏和所述下型外铝圈并使所述 下型内铝圏和所述下型外铝圏夹持住下石墨冷铁，组成下型铸模整体，所述下型压板的上表面设置有下排气通道；所述上型压板通过螺栓连接所述上型 内铝圈和所述上型外铝圏并使所述上型内铝圏和所述上型外铝圏夹持住所述 上石墨冷铁，组成上型铸模整体，所述上型压板的下表面设置有上排气通道。所述下型铸模和所述上型铸模通过子母扣结构配合。所述上型铸模的上部设置有保温冒口 ，所述保温冒口与所述上型内铝圈 之间设置有填充料，所述填充料上部设置封盖。在上述技术方案基础上，所述下砂衬通过定位结构设置形成轮毂孔的中 芯，所述中芯上设有支撑柱，所述支撑柱的上顶面与雨淋浇口的下底面配合。 所述雨淋浇口上开设有作为浇注通道的雨淋孔，所述雨淋浇口中心开设有补 缩通道。本专利技术提出了一种具有复合结构的铸造火车车轮的铸模，通过在车轮的 轮辋、轮缘和踏面的热节部位表面使用石墨冷铁直接形成型腔，以使该局部 先凝固；在车轮的辐板和轮毂表面以砂型形成零件表面，以使该部位的凝固 时间落后于上述热节部位，同时减少了石墨冷铁的体积，成本相对较低，更 好地保护石墨型，更有利于搬运，散热能力高，有利于提高生产率。针对所述下型铸模和所述上型铸模而言，设置上、下型外铝圈和上、下 型内铝圈的优点是a) 可以用小尺寸的石墨生产大尺寸的车轮，节省石墨用量，降低成本；b) 铝的导热性高于石墨，可以使铸型周转率提高，从而减少铸型数量；c) 石墨易损伤，增加外铝圏有利于石墨型的搬运，利于保护石墨型， 提高石墨型的使用寿命；d) 增加外铝圈可以省掉套箱，利于使用机械手，筒化生产工序，提高自动化程度；e)针对所述上型铸模而言，增加内铝圈可以方便上、下型硬模的安装 固定。本专利技术设置上、下型压板的优点是a) 方便将内铝圈、外铝圈、石墨冷铁组装到一体；b) 利于保护上、下石墨冷铁，以免磕碰损伤；c) 设置上型压板可以保护上石墨冷铁上的排气道，以免浇注钢水时进 入杂物堵塞排气道；d) 上、下型压板上可设置排气槽，以利于石墨冷铁上的排气道和外部 大气连通。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术铸造火车车轮的铸模的结构示意图 附图标记说明2 -下型压板； 5-上型外铝圈； 8-上型内铝圈； 11 -保温冒口；1—下型内铝圏； 4-下型外铝圈； 7 -上型压板； IO-填充料； 13-上砂衬； 16-上砂衬铸件表面； 19-石墨、砂衬结合面; 22-定位结构； 25-浮芯;3-下型石墨冷铁; 6-上型石墨冷铁; 9 -上型硬模； 12-封盖；14-石墨、砂衬结合面；15-上石墨冷铁铸面； 17 -上硬模、砂衬结合面18 -中芯侧面；20 -下砂衬铸件表面； 21 -下硬模、砂村结合面；23-下砂衬； 24-中芯；26-雨淋免口； 27-雨淋浇口配合面；28 -雨淋孔;29 -支撑柱;30-下型硬才莫;31 -补缩通道;32-下石墨冷铁铸面;33-子母扣结构;34 -下排气通道35 -上排气通道。具体实施例方式图1为本专利技术铸造火车车轮的铸模的结构示意图。铸造火车车轮的铸模 包括扣合的上型铸模和下型铸模，上型铸模和下型铸模均是由铝圈、石墨冷铁和硬模构成的复合材料镶嵌结构，其中石墨冷铁具有火车车轮轮辋、轮缘 和踏面的热节部位表面形状，并与砂村形成铸件腔，以使该局部先凝固；在 车轮的辐板和轮毂表面以砂型形成零件表面，以使该部位的凝固时间落后于 上述热节部位。具体地，本专利技术下型铸模包括下石墨冷铁3,下石墨冷铁3 的上端设置成具有车轮下型轮辋内侧面形状，形成下石墨冷铁铸面32,下型 内铝圈1和下型外铝圈4通过下型压板2与下石墨冷铁3配合，下型硬模30 与下型内铝圏l连接，并与下石墨冷铁3紧密配合共同形成石墨、砂衬结合 面19和下硬模、砂衬结合面21,下砂衬23设置在上述结合面上。上型铸模 包括上石墨冷铁6,上石墨冷铁6的下端设置成具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸造火车车轮的铸模，包括扣合的下型铸模和上型铸模，其特征在于，所述下型铸模包括上端设置成具有车轮下型轮辋内侧面形状的下石墨冷铁、下型内铝圈、下型外铝圈、下型压板、下型硬模和下砂衬，其中，所述下型内铝圈和所述下型外铝圈通过所述下型压板与所述下石墨冷铁配合，所述下型硬模与所述下型内铝圈连接，并与所述下石墨冷铁紧密配合共同形成砂衬下结合面，所述下砂衬设置在所述下结合面和所述下型硬模上；所述上型铸模包括下端设置成具有车轮上型轮辋内侧面以及轮缘和踏面形状的上石墨冷铁、上型内铝圈、上型外铝圈、上型压板、上型硬模和上砂衬，其中，所述上型内铝圈和所述上型外铝圈通过所述上型压板与所述上石墨冷铁配合，所述上型硬模与所述上型内铝圈连接，并与所述上石墨冷铁紧密配合共同形成砂衬上结合面，所述上砂衬设置在所述上结合面和所述上型硬模上。

【技术特征摘要】
1.一种铸造火车车轮的铸模，包括扣合的下型铸模和上型铸模，其特征在于，所述下型铸模包括上端设置成具有车轮下型轮辋内侧面形状的下石墨冷铁、下型内铝圈、下型外铝圈、下型压板、下型硬模和下砂衬，其中，所述下型内铝圈和所述下型外铝圈通过所述下型压板与所述下石墨冷铁配合，所述下型硬模与所述下型内铝圈连接，并与所述下石墨冷铁紧密配合共同形成砂衬下结合面，所述下砂衬设置在所述下结合面和所述下型硬模上；所述上型铸模包括下端设置成具有车轮上型轮辋内侧面以及轮缘和踏面形状的上石墨冷铁、上型内铝圈、上型外铝圈、上型压板、上型硬模和上砂衬，其中，所述上型内铝圈和所述上型外铝圈通过所述上型压板与所述上石墨冷铁配合，所述上型硬模与所述上型内铝圈连接，并与所述上石墨冷铁紧密配合共同形成砂衬上结合面，所述上砂衬设置在所述上结合面和所述上型硬模上。2. 根据权利要求1所述的铸造火车车轮的铸模，其特征在于，所述下型 外铝圏与所述下石墨冷铁配合为所述下型外铝圏尺寸设计为被加热到高于工 作温度时与所述下石墨冷铁无间隙配合；所述上型外铝圏与所述上石墨冷铁 配合为所述上型外铝圏尺寸设计为被加热到高于工作温度时与所述上石墨冷 铁无间隙配合。3. 根据权利要求2所述的铸造火车车轮的铸模，其特征在于，所述下型 外铝圈与所述下石墨冷铁的配合面为锥形面；所述上型外铝圈与所述上石墨 冷4失的配合面为4,形面。4. 根据权利要求1所述的铸造火车车轮的铸模，其特征在于，所述下型 内铝圈与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：付顺利，平向红，黄毅春，
申请(专利权)人：天瑞集团铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]