轻轨车辆用密接式车钩铸造工艺研究.pdf

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1、!竺!!竺翌!!竺!堕!竺竺兰垫查鬻1溪轻轨车辆用密接式车钩铸造工艺研究贾旭，吕昌略，姜伟航，周子龙(江苏朗锐茂达铸造有限公司，江苏江阴214445)摘要：在钩体研制过程中，对产品的技术要求和结构特点进行分析，设计初步的铸造工艺；利用HAGHA软件进行铸造模拟分析，通过对铸造工艺进行冲型、凝固过程的模拟计算和缩松、缩孔的预测，对工艺进行优化。根据确定的工艺进行模具的制作，对试验结果进行分析，进行工艺改进，并进行热处理试验和尺寸的加工确认，研制出满足要求的钩体。关键词：密接式车钩；铸造工艺；铸造模拟分析；工艺改进中图分类号：TG244；文献标识码：A；文章编号：1006—9658

2、(2016)04—0067—03DOI：10．396形1．1ssn．1006—9658．2016．04．017随着城市轨道交通的快速发展，城市地铁车辆、低地板轻轨车辆在大中型城市快速发展，通过引进吸收与自主创新的结合，加速产品的科技进步和产业化进程，实现客运速度快、运量大、安全、准时等特点。密接式车钩缓冲装置安装于车辆车体上，起连接车辆、缓冲纵向冲击的作用，能够显著降低车辆的纵向冲击，从而大大提高车辆的舒适性和安全性。江苏某一线城市100％低地板有轨电车的救援车钩为密接式车钩缓冲装置，列车持续运营速度为70kII汕，最高试验速度为80kⅡ1／ll。密接式车钩缓冲装置包括轻轨用密

3、接式车钩(以下简称QG钩体)、钩身杆、缓冲吸能装置(胶泥缓冲器)、高度调节装置(支撑橡胶)、固定装置、折叠装置以及中间卡环连接装置等。QG钩体为钩缓装置中最为重要和受力较大的零件，采用砂型铸造进行制作。l技术要求及结构特点1．1技术要求QG钩体需要进行射线探伤检测，关键部位的内部质量要满足AsTME446的兀级要求，其余部位满足Ⅲ级要求；铸件表面进行磁粉探伤检查，需要满收稿日期：2016_ol一23稿件编号：1601一1232作者简介：贾旭(1983一)，男，工程师，主要从事铸钢件材料研究及工艺设计．中国铸造装备与技术4／2016eFMT67足GB9444的兀级要求；QG钩体需

4、要进行拉伸、压缩强度试验；QG钩体成份要满足TB2942中c级钢的要求；QG钩体的力学性能要满足表1的要求。表1性能要求抗拉强度屈服强度断后伸长断面收缩_40℃冲击吸月m，MPa眉．．，MPa率4，％率Z，％收能量凰√J硬度HBw≥830≥690≥14≥30≥2724l～3ll1．2结构特点QG钩体结构复杂，属于典型的薄壁框型铸件，加工部位较多，产品结构如图1所示，钩体的主体面壁厚及凸锥壁厚尺寸为8mm，钩体连挂面平面的毛坯壁厚达到26mm，壁厚悬殊较大(图2所示)，铸件容易产生裂纹、浇不足、冷隔等铸造缺陷。铸件的外形尺寸为480×420×240(mm)，中间安装钩舌部位和尾部

5、轴孑L部位为主要受力部位，经过计算机仿真分析计算，材料强度能满足要求，尺寸的相互关联性较强，热节部位较多，铸造难度相对较大。2工艺方案及优化2．1铸造工艺分析和设计QG钩体主体结构为上下对称，但连挂面顶面有一侧有方形凸台，通过整体考虑，分型面选择产品的中心面，有方形凸台的面作为上型，这样有利于对此部位的补缩设计，根据产品的特点，由于铸件主体壁厚较薄，冒口的水平补缩距离较小，采用小冒口多点补缩，热节部位重点补缩，浇注系统采生产技术ProduclionTechniques用中间注入式。连挂凸锥钩舌凹锥H二I：．Jl，钧1小‘倒‘，1俐≈l为提高冒口的补缩作用，防止缩孑L和缩松的出现

6、，得到组织致密的铸件，同时，此种材料收缩较大，结晶温度范围较小，采用顺序凝固的的原则【1】，使铸件的侧面凸台和下型平面结构最先凝固，保证冒口部位最后凝固。在钩体连挂面顶面中间部位设计明冒口，不仅确保补缩质量，而且这个部位是铸件的最高部位，有利于钢液冲型过程的出气。为使钢液冲型过程中，钢液冲型平稳，并且能够在短时间内充满型腔，不产生浇不足、冷隔等缺陷，设计从钩体的连挂面侧面引入钢液。为得到顺序凝固，在侧面的凸台部位及远离浇冒口的部位放置冷铁。浇注系统采用开放式的类型，冲型平稳，对型腔冲刷较小，浇道面积之比为∑直：∑横：∑内=l：1．12：1．12。2．2铸造模拟分析为了加快试制进

7、程，获得合格的铸件，确保铸件内在质量，采用MAGMA软件对其进行了模拟分析和工艺优化。首先，采用三维造型软件建立三维铸件模型，并构造冒口、冷铁和浇注系统。然后通过STL接口输入到MAGMA软件中，并对设计的工艺模型网格划分，并在前处理模块中输入初始数据，设置边界条件，进行充型过程、凝固过程模拟计算。根据计算结果进行分析，①冲型过程比较平稳；②观察热节部位，热节集中区域如图3所示；③用判据进行观察，分析铸件可能产生缩孔、缩松的区域，如图4所示。皤一l#l3鹳：f’}’热1，l冬lI冬l4l学{