[发明专利]拼合楔及其制造方法

说明书

一种轨道车的摩擦楔块的制造方法，包括在铸模的上下砂型部中形成至少一个型腔，型腔限定出至少一个摩擦楔块的至少一些外部特征。毗邻型腔的至少一个型芯被插入下砂型中。型芯包括被配置为用于界定摩擦楔块的柱面的至少一个表面。索具形成于铸模的上下砂型部中。索具包括下铸口、至少一个内浇口和至少一个流道用以将熔融物引导至型腔。熔融物被倒入铸模以形成摩擦楔块铸件。摩擦楔块铸件被从铸模移除。索具被从摩擦楔块铸件移除且摩擦楔块铸件精制完成。

本申请要求2012年10月17日申请的、申请号为61/715,010的美国临时专利申请的优先权，该申请的全部内容在此通过引用被并入本申请。

背景技术

轨道车辆通常包括有赖于一对轮架组件的单节机动有轨车。轮架组件包括一对侧架和轮对，其通过垫板（bolster）和阻尼系统连接在一起。阻尼系统包括一组摩擦楔块减震器。车辆置于垫板的中心辊上，中心辊作为轮架系统的旋转点。车身运动通过连接垫板和侧架的弹簧和摩擦楔块减震器来反应。侧架包括基座，基座各限定出颚板，轮对的滚轮总成利用滚轴轴承接盘被置于颚板内。

部件可通过各种铸造技术形成。用于生产这些部件的最常见的技术是通过砂型铸造。用砂型铸造方法来形成诸如侧架和垫板之类复杂的中空形状，成本低，产量高。在典型的砂型铸造操作中，（1）通过围绕模型填砂，铸模被形成，其通常包括浇注系统；（2）模型被从铸模移除；（3）型芯被放入铸模内且铸模被封闭；（4）铸模通过浇注充满热液态金属；（5）金属在铸模中冷却；（6）被称为粗铸件的凝固金属脱离铸模被移除；（7）以及铸件完成并通过使用磨床、焊机、热处理及加工得到清洁。

在砂型铸造操作中，铸模被建造以砂为基本原料，混合粘合剂来保持形状。铸模被建造成两半，即沿分型线被分开的上下砂型。砂被围绕模型充填并在从铸模取出后保留模型的形状。3度或更大模锻斜度被加工在模型中以确保模型在取出时能从铸模脱开。在一些砂型铸造操作中，砂箱被用于在贯穿浇注过程的造型工艺期间支撑砂。型芯被插入铸模内且上型被放在下型上以封闭铸模。

当铸造复杂或中空部分时，型芯被用于限定出中空的内部，或不能用模型建造的复杂型材。这些型芯通常通过在形如具有用型芯建造出的特征的盒子中铸造型砂和粘合剂而被建造出来。这些芯盒被手工充填，或者型芯被使用吹芯机或壳型机（shell machines）制成。型芯从盒子被移除并被放入铸模。型芯被置于铸模中，利用型芯座来引导其位置。型芯座还可避免型芯在浇注金属时移动。此外，芯撑可被用于支撑或阻止型芯移动，并在凝固期间融入基本金属。

铸模通常包括浇注系统，为熔融金属提供路径，且控制金属流入型腔。该浇注系统包含铸口，控制金属流速，且连接至流道。流道为金属穿过浇口流至型腔内的通道。浇口控制流入型腔的流速，并避免液体产生涡流。

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，额外的液体金属必须继续注入收缩区域，否则孔洞将出现在最终的部件中。在高收缩区域中，冒口被置于铸模中从而在浇注期间提供辅助储藏以被填满。这些冒口是最后凝固的区域，且因此允许内中物比被铸造部的型腔更久地保持液态。随着型腔的内中物冷却，冒口中的液态金属注入收缩区域，确保生产出最终实心铸件。开口于上型铸模顶部的冒口还可作为在浇注和冷却期间排出气体的排气孔。

在各种铸造工艺中，不同的砂粘合剂被用于使砂保留模型形状。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，由硅砂、有机粘合剂及水组成；以及（2）由硅砂和诸如酚醛尿烷之类的快速固化化学粘合剂组成的化学或树脂粘合剂材料。传统上，侧架和垫板使用湿型砂工艺来建造，归因于铸造材料相关的成本较低。虽然这个方法已经有效地生产这些部件多年，该工艺仍存在缺点。