CN103492102A - 用于制造轨道车车钩的方法与*** - Google Patents

Abstract

用于铸造包括柄部部分和头部部分的轨道车辆车钩的铸造设备，包括界定车钩外形的上型箱和下型箱部分，该铸造设备还包括界定柄部部分内部的一个或多个型芯和单独的头部型芯，该头部型芯的外部界定了头部部分的内部，该头部部分包括锁腔、护臂侧部和头部的钩舌侧部。头部型芯为具有界定包括至少一个浇口的前端面浇注***的空的中段的单件，所述至少一个浇口用以将熔融物导入头部的顶部和底部区域从而界定锁腔、护臂侧部以及头部的钩舌侧部。

Description

用于制造轨道车车钩的方法与***

背景技术

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EF型和F型车钩，也分别被称为SBE60型、SBE69型和/或E69型车钩。这些车钩通常通过砂型铸造法制成，其提供了成本低、产量高的形成复杂形状的方法。

在砂型铸造中，使用砂和粘合剂（即型砂）混合物制造铸模。粘合剂使砂得以保持形状。用于铸造车钩的最普通的砂/粘合剂为湿型砂，其由硅砂、有机粘合剂和水组成。使用湿型砂主要由于其成本低。

铸模通常包括上型箱部分（即上半部）和下型箱部分（即下半部），它们沿平直的或偏移的分型线被分开。为了形成前述上型箱部分和下型箱部分，车钩和浇注***的界定上型箱部分和下型箱部分的模型被分别放置在分开的沙箱中。型砂接着被围绕模型填满，从而界定车钩和浇注***的铸模型腔。3度或更大的模锻斜度被加工到模型中，以确保模型能从铸模脱开。

一些实施例中，通过围绕在单个砂箱中界定多个车钩的两个或多个模型形成铸模，两个或多个车钩可被同时铸造。例如，两个模型可被并排设置在砂箱内。普通的浇注***可沿每个铸模的纵轴形成，可被设置以向铸模的头部和柄部区域二者中（即铸模中将与头部和柄部区段相对应的区域）注入熔融金属。

模型被从铸模中移除，用于界定车钩的各种内部型腔的型芯被置入铸模中。铸模接着被闭合，并被充满通过下浇道被注入铸模中的热液金属。

在金属被注入铸模后，铸件冷却并随其接近固态而收缩。储存有熔融物的冒口被置于铸件上显示为最高收缩的区域。冒口随着铸件的冷却来供给那些区域，以使若非如此将出现的空洞最少形成。冒口形成在铸模的上型箱部分中，其通常界定了可在注入和冷却期间使气体逸出的开口。

在凝固之后，金属件（即粗铸件）通过打破或烧掉浇冒而被移开。铸件接着通过研磨机、喷射、焊接、热处理或机械加工来磨光和清洁。

以上描述的铸造技术有一些缺点。第一、在型砂中使用的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、凝固性以及在每个特定流程中的铸造细节的实现。特别是用湿型砂铸造成的车钩具有相对低的尺寸稳定性和表面光洁度。由于凝固问题，这些车钩也显示出较高的缺陷比例。

正如前文指出的，两个或多个车钩有时在一个砂箱中形成。然而，由于浇注***相对于车钩型腔设置的方式，砂箱的尺寸必须相对较大。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

本发明的一个目的是提供具有用于铸造轨道车车钩的浇冒和/或浇注***的铸造铸模。轨道车车钩包括柄部部分和头部部分。铸造铸模包括界定车钩外形的上型箱和下型箱部分。铸造铸模组合件还包括界定柄部部分内部的一个或多个型芯和单独的头部型芯，该头部型芯的外部界定了包括锁腔、护臂侧部和头部的钩舌侧部的头部部分的至少一个内部。头部型芯包括界定前端面浇注***的至少一个部分，该前端面浇注***具有以大致垂直的方向穿过前述部分的中央的管道和至少一个浇口，所述浇口被设置以将熔融物导入头部的顶部和底部区域，以界定锁腔、护臂侧部和所述头部的钩舌侧部。

本发明的另一目的是提供具有用于铸造具有柄部部分和头部部分的轨道车车钩的浇冒装置的铸造铸模。铸造铸模包括界定至少两个车钩中的每个车钩的外形的上型箱和下型箱部分。车钩被套叠在一起（nested together），并沿着各自的纵轴位于互相相反的方向。下浇道在第一和第二车钩之间被置于中心，并被设置以将熔融物导入置于前述至少两个车钩之间的浇注***内。

本发明的另一目的是提供用于铸造轨道车车钩的铸造方法。车钩包括柄部部分和头部部分。铸造方法包括提供界定车钩外形的铸模的上型箱和下型箱部分，提供界定柄部部分的至少一个内部的一个或多个型芯，以及提供单独的头部型芯，所述头部型芯的外部界定了包括锁腔、护臂侧部和头部的钩舌侧部的头部部分的内部。头部型芯包括界定前端面浇注***的至少一个部分，该前端面浇注***具有以大致垂直的方向穿过前述至少一个部分的中央的管道和至少一个浇口，所述浇口被设置以将熔融物导入头部的顶部和底部区域，以界定锁腔、护臂侧部和所述头部的钩舌侧部。

本发明的另一目的是提供用于铸造轨道车车钩的铸造方法。车钩包括柄部部分和头部部分。铸造方法包括提供界定至少两个车钩中的每个车钩的外形的铸模的上型箱和下型箱部分。车钩被套叠在一起，并沿着各自的纵轴位于互相相反的方向。还提供了在第一和第二车钩之间被置于中心的下浇道，被设置以将熔融物导入置于前述至少两个车钩之间的浇注***内。

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

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。

图1图示了第一轨道车辆车钩实施例的立体图；

图2图示了有关车钩的图1中的车钩的浇冒装置（rigging）和型芯的局部视图；

图3图示了用于同时铸造两个车钩的浇冒装置；

图4图示了用于铸造车钩的浇注***的侧视图；

图5a图示了浇注***的鳍状浇口的侧视图；

图5b图示了形成鳍状浇口的下型箱铸模的一部分；

图6图示了浇注***的仰视图；

图7图示了车钩的端面浇注***；

图8图示了随着铸件凝固，熔融物从前端面冒口流过头部型芯的浇注***；

图9a和图9b分别图示了头部型芯的浇注***的侧视图和后视图；

图10图示了车钩铸件上的可敲掉顶部冒口；

图11图示了第二轨道车辆车钩实施例的立体图；

图12图示了用于有关车钩的图11中的车钩的浇冒装置的局部视图；

图13a图示了同时铸造两个车钩的浇冒装置；

图13b图示了在柄部与尾部冒口之间形成的夹角；

图14图示了用于铸造车钩的浇注***的前部截面图；

图15图示了浇注***和浇注***的浇口的俯视图；

图16图示了浇注***的浇口的侧视图；以及

图17图示了用于制造图1和图11中的车钩的工序。

具体实施例

以下实施例主要描述了用于制造轨道车车钩的浇冒***。浇冒装置可被布置在包括上型箱部分和下型箱部分的外铸模内。上型箱部分和下型箱部分可由相对成本较低的铸造材料制成，例如自硬砂或自然硬化砂，其砂粒细度指数（GFN）在44-55GFN的范围内。铸造材料可为新砂或再生砂。即，先前已经被用于制造铸件的砂。再生砂可通过使被使用过的铸模经受各种振动、加热和/或粉碎工序得到，上述工序将砂分解成越来越精细的组分大小，直到获得所需的晶粒大小。筛选工序有助于将砂按尺寸分开。最终，砂经受高温以烧掉所有残余覆盖或其它杂质，例如粘合剂材料。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。

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。例如，铸模的外层（也就是界定外铸模的外部的）可由低精砂和/或从使用过的铸模中拆出的相对较小块制成。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。

铸模的内层由细精砂制成，细精砂经过上述分离过程再生。使用不同等级的再生材料总体上降低了制造外铸模的成本，因为制造外铸模需要较少的精砂。细精砂可以保留仅用于铸模上某些部分，这些部分需要改善表面剖光和/或提高更准的尺寸精度，比如内部型腔，浇注***等。

铸模的内层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相关的制造成本。高精砂被保留仅用于铸模的那些需要改善的表面光洁度和/或更大的尺寸精确度的部分，例如内部型腔、浇注***及其类似的。

公开的上述浇冒***包括单件式头部型芯225，该头部型芯225与被设置以通过头部注入熔融物的前端面浇注***一起界定车钩头部的内部。虽然仅示出了单件式头部型芯，但应理解头部型芯可包括多个部分。

浇冒***还有助于通过被置于几个车钩中间的普通浇注***来铸造两个车钩。特别是两个浇冒***的实施例被公开。第一实施例被设置以铸造E型车钩。第二实施例被设置以铸造较长的EF型车钩。例如，第一实施例可被用于铸造SBE60EE型和SBE67DE型车钩。第二实施例可被用于铸造E69CE型、EF601AE型、EF528CE型、SBE69CE型以及EF511CE型车钩。然而，可理解为这些铸造实施例可被适用于同时铸造大量的车钩和/或适于铸造不同类型的车钩。

图1图示了可使用上述外铸模和浇注***铸造的第一轨道车车钩实施方式100（车钩100）的立体图。车钩100一般包括SBE60型车钩的特征。例如，车钩100包括头部105和约长21.5英寸的柄部110。头部105包括前端面112、护臂侧部115以及钩舌侧部120。

图2图示了有关单个车钩100的用于铸造一对车钩100的浇冒装置200的局部视图，图3图示了有关前述一对车钩100的浇冒装置200的示意图。两个车钩100套叠在一起，并沿各自的纵轴被置于相反方向。如图3所示，以这种方式布置时，从上方来看（即从垂直于铸模顶面的方向上看），车钩适于在面积A小于约10平方英尺的边框内和/或面积B小于13平方英尺的铸模内。

如图所示，浇冒装置200包括头部型芯225和底部型芯230。头部型芯225被设置以界定车钩100的内部特征。尾部型芯230被设置以界定柄部110的后端的外部特征。头部型芯225可由单块主体材料或者由结合形成头部型芯225的较小型芯部分形成。可提供用于界定其它内部特征的其它型芯。头部型芯225和底部型芯230的进一步细节在申请号为13/337,558的美国专利申请中描述，该美国专利的全部通过引用被并入本申请中。

浇冒***200还包括前端面冒口235、可敲掉顶部冒口205、尾部冒口210、下浇道215和浇注***240。外铸模与包括浇注***240、可敲掉顶部冒口205、尾部冒口210、前端面冒口235以及下浇道215的浇冒装置200的各种部分一起界定车钩100的内部特征。

尾部冒口210高约10.9英寸，其顶部直径约为5英寸，朝着车钩100直径逐渐变小。尾部冒口210被置于车钩100的柄部110的尾端上方，且被设置以在铸模冷却时将熔融物注入柄部110的固体尾端（solid tail）。

图4图示了浇注***240的前视图。浇注***240一般布置在两个车钩100的柄部110之间并靠近柄部110。浇注***240包括下浇道215。浇注***240还包括一对流道410、一对冒口220和一对鳍形状的浇口405，鳍形状的浇口405在下文中被称为鳍状浇口405。下浇道215的高度H1约为23.9英寸，直径约为3英寸。每个冒口220被置于各流道410与鳍状浇口405的交叉处，冒口220的高度H2约为8英寸，其宽度约为4.8英寸。在从下浇道215的中央和各个冒口220的中央之间测量出的每个流道410的长度L约为6英寸，直径约为2英寸。

鳍状浇口405可在外铸模的下型箱部分中整体形成。参见图5a，每个鳍状浇口405的高度H大约为8英寸，宽度W约为4.8英寸。如图6所示，给出的鳍状浇口405的纵轴与流道410的纵轴可形成约60°的夹角A。同样地，在给出的鳍状浇口405的纵轴与车钩100的柄部110的纵轴之间形成的夹角可为60°。鳍状浇口405被置于最靠近柄部110的角部/最重（heaviest）的位置。例如，鳍状浇口405可从柄部的底侧或从最靠近下浇道的柄部一侧的下端向柄部注入。

在一些实施例中，鳍状型芯505由在鳍状型芯505和下型箱部分的内浇管道510之间界定的开口515形成。鳍状型芯505被设置以被***下型箱部分的内浇管道510中。每个鳍状型芯505和内浇管道510的结合界定有与鳍状浇口405的横断截面的宽和高相匹配的开口515。

图7和图8图示了具有浇冒装置的铸件车钩100的头部105的横断截面图。如上文指出的，浇冒装置200包括前端面冒口235和可敲掉顶部冒口205。前端面冒口235和可敲掉顶部冒口205可在外铸模的上型箱部分中界定。前端面冒口235被置于头部型芯225顶部中的开口的上方。可敲掉顶部冒口205被置于车钩100的上锁腔的上方。

参见图1，头部型芯225界定了车钩100的头部105的内部，车钩100包括前端面112、护臂侧部115以及头部105的钩舌侧部120。头部型芯225还界定了贯通头部105注入熔融物的浇注***的前端面。如图7所示，在头部型芯225中界定的形状通过其相应的铸版705来表明。参见前端面浇注***705的铸版，前端面浇注***705在连接至上和下浇口720和725的中央区域包括管道706。如图8的侧视图中显示的箭头805所示，上浇口720和下浇口725被设置以同时分别将熔融物注入头部105的前端面的上部和下部。上浇口720被设置在外铸模的上型箱内。下浇口725被设置在外铸模的下型箱内。前端面冒口235被设置在管道706的垂直轴上方并通常以其为中心。

如图9A和图9B所示，上浇口720的高度H1和宽度W1分别约为1.8英寸和2.6英寸，或者上浇口720的横断面面积至少为4.6平方英寸。下浇口725的高度H2和宽度W2分别约为2.7英寸和2.9英寸，或者下浇口725的横断面面积至少为7.8平方英寸。管道706的中心区域靠近管道706的分型线707处的横截面面积W2×W3（4×4.3）大约为16平方英寸。管道706的高H3可约在10至15英寸之间。例如，在一种实施方式中，高H3可约为13英寸。上和下浇口720和725的较小尺寸利于通过撞击移开浇注***705。例如，撞击锤可被使用以将浇注***705和车钩分离。前端面上的残余铸造材料接着可被磨掉，以生成可与空气碳弧切割相比的光洁度，而空气碳弧切割通常在铸件上留有更多铸造材料，导致需要更多的人力和时间去加工铸件。

如图10所示，可敲掉顶部冒口205为侧壁略微逐渐变细的一般圆柱形。可敲掉顶部冒口205的高H大约为6.7英寸。可敲掉顶部冒口205的顶部的直径D1大约为4.6英寸。朝着可敲掉顶部冒口205的底部，变细的量迅速增大，以使得可敲掉顶部冒口205的底面直径D2大约为2英寸。冒口与车钩100的顶面之间的接触区域的直径D3大约为1.5英寸。在可敲掉顶部冒口205的底面与车钩100的顶面之间形成有大约0.25英寸的间隙G。可敲掉顶部冒口205逐渐变细为较小的直径利于通过撞击移除可敲掉顶部冒口205。例如，锤子使用可被使用以使得可敲掉顶部冒口205和车钩100分离开来。然后，残留的铸造材料可被磨掉，以在车钩100顶部生成光洁面。

在操作中，熔融物被注入下浇道215。熔融物接着流过流道410、流过鳍状浇口405，然后充满型芯与外铸模之间的型腔从而界定车钩100。随着型腔填满，冒口220开始填充。如图3所示，在流道410、鳍状浇口405和柄部110之间形成的相对夹角与鳍状浇口405的尺寸一起控制熔融物在界定第一和第二车钩100的各个型腔内流动的流速和位置。也就是说，部件之间的相对角度和尺寸趋于控制和/或限制熔融物的流动，以使熔融物平稳流入形成车钩100的各个型腔中并具有最低程度的涡流。

熔融物继续填满界定头部105的各种部件。例如，熔融物填充可敲掉顶部冒口205，然后填充前端面冒口235。随着铸件凝固，前端面冒口235中的熔融物流过前端面浇注***705、流过上和下浇口720和725，以填满界定头部105的内部的型腔。

随着熔融物冷却并开始收缩，冒口210和205以及前端面冒口235中的熔融物继续流入型腔内，以避免在铸件中形成空洞。

在物料硬化后，浇注***240、前端面浇注***705、冒口210和205以及前端面冒口235可被从铸件车钩100移除。鳍状浇口405的相对小的横断面便于从铸造车钩100上分离鳍状浇口405，还有浇注***240。例如，有关车钩100的相对少量的扭矩可被应用于浇注***240，以简单地将浇注***240从车钩100上断开来。可敲掉顶部冒口205和前端面浇注***705可通过撞击或类似的被移除。铸件的剩余部分（即浇注***、冒口、下浇道等）可被熔化掉并在随后的铸造工序中使用。

如上所述，铸造***有利地允许在单个铸造工序中铸造两个车钩100。由于车钩100与浇注***240和705的相对位置，外铸模的尺寸可以保持最小。例如，如图3中的标号B所示，外铸模的上型箱的表面积约为13平方英寸。

图11图示了轨道车辆车钩1100的第二实施例的立体图。车钩1100一般包括E型车钩的头部1105和比如上所述的E型车钩100的柄部110更长的F型柄部1100，具有设置用于锁进火车车厢的不同的销，且不具有如设置中的底架。

图12图示了有关单个车钩1100的用于铸造一对车钩1100的浇冒装置1200的局部视图。第二车钩在图12中省略以显示浇冒装置的细节。图13A图示了有关前述一对车钩1100的浇冒装置1200。各个附图主要阐释了从外铸模（未示出）移出之后的车钩1100和浇冒装置1200。两个车钩1200被套叠在一起，且沿着各自的纵轴位于相反方向。如图13A所示，以这种方式布置时，从上方来看（即从垂直于铸模顶面的方向上看），车钩适于在面积C小于约18平方英尺的边框内和/或面积D小于23平方英尺的铸模内。

参见附图，浇冒装置1200包括头部型芯1225和底部型芯1230。头部型芯1225被设置以界定车钩1100的内部和外部特征。底部型芯1230界定了柄部1110的后端的外部特征。可提供用于界定其它内部特征的其它型芯。头部型芯1225和底部型芯1230的进一步细节在申请号为13/337,558的美国专利申请中描述，该美国专利作为整体通过引用被并入本申请中。

浇冒装置1200还包括前端面冒口1235、可敲掉顶部冒口1205、尾部冒口1210、下浇道1215以及中央浇注***1240。外铸模与浇冒装置1200的各种部分一起界定了车钩1100的外部特征，包括中央浇注***1240、可敲掉顶部冒口1205、尾部冒口1210、前端面冒口1235和下浇道1215。

头部1105可通过如上文所述的相同的方式铸造。例如，头部型芯1225可界定头部1105的内部特征，并可包括型腔和被设置以通过头部1105注入熔融物的浇口。随着铸件冷却，可敲掉顶部冒口1205和前端面冒口1235向头部1105中注入熔融物。

中部浇注***1240包括下浇道1215、一对流道1245、一对冒口1220和一对浇口1250。如图4所示，下浇道1215的尺寸可与如上文描述的下浇道215的尺寸大约相同。参见图14，每个冒口1220的高度H大约为13英寸，宽度W大约为5.8英寸。中央浇注***1240，或更具体地说是下浇道1215，可与柄部1110的中间点基本对齐。

流道1245连接下浇道1215至冒口1220，其流动方向与柄部1110的纵轴平行。在连接至下浇道的第一流道段1410中，每个流道1245的直径D1大约为2.0英寸。在连接至冒口的第二流道段1405中，每个流道1245的直径D2大约为3.1英寸。参见图15，当从下浇道1215和冒口1220的各个中心之间测量时，每个流道1245的长L约为10.6英寸。

浇口1250连接至柄部1110的第一和第二段，有助于更平稳地向车钩1100的柄部1110分配熔融物。第一浇口被置于柄部1110的中间点和头部1105之间。第二浇口被置于柄部1100的中间点和车钩1100的相对端之间。双重注入至柄部1110利于平稳填满和冷却车钩1100的柄部1110。附图中所示的浇口1250从柄部1110的一侧进入柄部1110。然而，在可选择的实施例中，浇口1250可被设置为从柄部1110的底部进入柄部1110以从底部注入车钩。底部注入的原理和优点在申请号为13/194,704的美国专利申请中详细描述，上述专利在此通过引用被并入。

尾部冒口1210被置于柄部1110的末端，与头部1105方向相反，且在柄部1110的一侧偏置，以通过管道1305注入柄部的末端。如图13B所示，管道1310的纵轴与柄部1110的纵轴形成小于90°的夹角E。尾部冒口1210的高度和直径分别约为6.3英寸和5英寸。尾部冒口1210利于在相关的长柄部1110中的金属凝固时，继续向铸模中注入熔融金属。将冒口1210偏置到侧面使得铸模更加紧凑。

浇口1250形成于外铸模的下型箱部分和上型箱部分二者之中，以促进从底部向柄部1110注入金属。在给出的浇口1250的纵轴和给出的流道1245的纵轴之间形成的夹角B约为90°。如图16所示，每个浇口1250的高度H约为3.5英寸，宽度W约为4.5英寸。

操作中，熔融物被注入下浇道1215。然后，熔融物流过流道1245并流入冒口1220中。然后，熔融物流过浇口1250并接着流入型芯和外铸模之间的型腔内用以界定车钩1100。熔融物通过前端面浇注***705继续流入头部1105。随着铸模中的型腔填满，如前文描述的，熔融物开始填充中央浇注***1240中的冒口1220、前端面冒口1235、可敲掉顶部冒口1205和尾部冒口1210，最后流过前端面浇注***705。在下浇道1215顶部的开口处的排出压力迫使冒口1220中基本上所有的空间都被填满熔融物。

如图3所示，第一流道段1410的小直径趋于控制熔融物流入较大的第二流道段1405的速率，接着流入界定第一和第二车钩1100的各个型腔内。流动限制使得熔融物更加平稳地流入形成上述两个车钩1100的各个型腔内。

如上所述，铸造***有利于在单个铸造工序中铸造两个车钩1100。由于车钩1100的相对位置、中央浇注***1240和前端面浇注***705的可用性，外铸模的尺寸可以保持最小。例如，上型箱的顶面的表面积可约为23平方英寸，如图13A中的标号D所示。

图17为可被实施用以铸造如上所述的车钩100和1100的工序的框图。方框1700中，提供了外铸模的上型箱和下型箱部分。该上型箱和下型箱部分可用相对便宜的材料制成，例如自然硬化或自硬砂材料。来自先前铸造工序的再生材料可被用于外铸模的部分。上型箱和下型箱部分被塑型以铸造一对车钩、浇注***和冒口。

浇注***形成于外铸模的上型箱和下型箱部分二者之中，并被设置以将熔融物导入界定车钩外部的两个型腔中。浇注***包括下浇道、一对流道以及鳍状浇口或浇口。浇注***被设置以使得通过下浇道被注入的熔融物经过流道，接着经过鳍状浇口或浇口，最终进入界定车钩的型腔内。

在第一实施例中，鳍状浇口405被使用并被整体塑型在外铸模的下型箱部分中。鳍状浇口被排列以使得给出的鳍状浇口的纵轴与流道的纵轴之间形成的夹角约为60°。同样地，给出的鳍状浇口的纵轴和车钩的柄部的纵轴之间形成的夹角约为60°。

在第二实施例中，浇口1250被使用并被整体塑型在外铸模的一个或其它部分中。给出的鳍状浇口1250的纵轴与给出的流道的纵轴之间形成的夹角约为90°。

方框1705中，头部型芯、底部型芯和其它型芯（例如鳍状型芯等）可被***外铸模中。头部型芯被设置以界定车钩的头部的内表面，并界定被设置以作为用于注入熔融物通过头部的前端面浇注***的头部型芯的内部区域中的型腔。前端面浇注***可包括上浇口和下浇口，上浇口和下浇口分别被设置以将熔融物注入车钩的头部的上部分和下部分。头部型芯可包括被置于在上型箱部分中形成的冒口之下的开口。

方框1707中，铸模被闭合。在方框1710中，熔融物被注入外铸模的下浇道中。熔融物流过浇注***，并流入在外铸模与型芯之间形成的型腔内以及冒口内。熔融物还流过前端面浇注***以界定车钩的头部的内部特征。

方框1715中，硬化的铸件被从铸模中移出。例如，铸模可被分开以露出铸件。用过的铸模可被分解，并被重复使用于形成后来的铸模。

方框1720中，车钩与浇注***和冒口分离。例如，在头部中和沿着柄部的浇注***可被捶打以打破各个***和车钩之间形成的连接。

方框1725中，车钩被精加工。例如，车钩柄部的侧面，即鳍状浇口被连接处，可被研磨为相对平滑面。头部的内表面可被加工以从前端面浇注***的浇口移除残余材料。可敲掉顶部冒口的残留物可同样被研磨。其余的车钩接着可被喷砂为平滑面。其它精加工工序，例如焊修、热处理、测量等，也可被实施。在精加工工序之后，车钩准备好可用于运作使用。

如上所述，具体实施方式便于用最小的空间和最少的精加工形成车钩。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，可根据需要改变以便于铸造不同部件。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。

Claims (55)

1.用于铸造轨道车车钩的铸造与浇冒设备，所述轨道车车钩包括柄部部分和头部部分，所述铸造设备包括：

界定所述车钩的外形的上型箱和下型箱部分；

界定所述柄部部分的内部的一个或多个型芯；以及

头部型芯，所述头部型芯的外部界定包括锁腔、护臂侧部和所述头部部分的钩舌侧部的所述头部部分的至少一个内部，其中所述头部型芯包括界定前端面浇注***的至少一个部分，所述前端面浇注***包括以大致垂直的方向穿过所述至少一个部分的中央的管道和至少一个浇口，所述浇口用以将熔融物导入所述头部部分的顶部和底部区域，从而界定锁腔、护臂侧部和所述头部的钩舌侧部。

2.根据权利要求1所述的铸造与浇冒设备，其中所述至少一个浇口的高和宽分别约为1.8英寸和2.6英寸。

3.根据权利要求2所述的铸造与浇冒设备，其中所述前端面浇注***包括第二浇口，其中所述第一浇口设置在所述上型箱部分内，所述第二浇口设置在所述下型箱部分内，其中所述第二浇口的高和宽分别约为2.7英寸和2.9英寸。

4.根据权利要求1所述的铸造与浇冒设备，其中所述上型箱部分界定冒口，所述冒口被设置以通过所述车钩的头部的上表面上的接触区域将熔融物注入所述头部部分，其中冒口的高约为6.7英寸，顶部直径约为4.6英寸，底部直径约为1.5英寸。

5.根据权利要求1所述的铸造与浇冒设备，进一步包括下浇道，熔融物被注入所述下浇道，所述下浇道被置于靠近所述柄部部分，且其中所述上型箱部分界定收容熔融物的前端面冒口，且所述前端面冒口被设置以随着所述熔融物冷却将所述熔融物注入所述前端面浇注***。

6.根据权利要求5所述的铸造与浇冒设备，其中所述前端面冒口被设置在所述管道的大致正上方。

7.根据权利要求6所述的铸造与浇冒设备，进一步包括被设置于所述头部部分之上且靠近所述前端面冒口的可敲掉顶部冒口。

8.根据权利要求1所述的铸造与浇冒设备，其中所述管道在靠近所述管道的分型线处的横截面积约为16平方英寸，且所述管道的高在大约10英寸至15英寸之间。

9.根据权利要求1所述的铸造与浇冒设备，其中界定所述柄部部分的内部的一个或多个型芯包括底部型芯，所述底部型芯还界定柄部的尾端的外表面。

10.根据权利要求1所述的铸造与浇冒设备，其中所述头部型芯包括至少两部分。

11.一种用于铸造包括柄部部分和头部部分的轨道车车钩的铸造与浇冒设备，所述铸造设备包括：

具有为至少两个车钩中的每个车钩界定外形的上型箱和下型箱部分的铸模，其中所述车钩被套叠在一起，并沿着各自的纵轴位于互相相反的方向；以及

在所述上型箱和下型箱部分中形成的浇冒装置，所述浇冒装置包括：

在所述第一和第二车钩之间被置于中心的、被设置以收容熔融物的下浇道；

被置于所述至少两个车钩之间的、被设置以引导所述熔融物的浇注***。

12.根据权利要求11所述的铸造与浇冒设备，其中所述浇注***包括：

反向远离所述下浇道延伸的、直径至少约2英寸的一对流道；以及

一对浇口，每个浇口被连接至各自的流道的端部，其中每个浇口将熔融物导入所述至少两个车钩的其中一个。

13.根据权利要求12所述的铸造与浇冒设备，其中每个浇口为横截面的宽和高分别约为0.83英寸和4.82英寸的鳍状浇口。

14.根据权利要求13所述的铸造与浇冒设备，其中每个鳍状浇口在所述下型箱部分中整体形成。

15.根据权利要求14所述的铸造与浇冒设备，进一步包括被设置以被***所述下型箱部分的浇口管道的鳍状型芯，其中当被***时，所述鳍状型芯和浇口管道界定一个与所述鳍状浇口的横截面宽和高相匹配的开口。

16.根据权利要求14所述的铸造与浇冒设备，其中每个鳍状浇口从所述柄部的底侧或最靠近所述下浇道的所述柄部的一侧的下端进入各个车钩。

17.根据权利要求12所述的铸造与浇冒设备，其中在各个流道和浇口之间形成的夹角约为60°。

18.根据权利要求12所述的铸造与浇冒设备，进一步包括一对冒口，每个冒口被置于各个流道和浇口之间。

19.根据权利要求12所述的铸造与浇冒设备，其中每个所述流道的长约为6英寸。

20.根据权利要求12所述的铸造与浇冒设备，其中所述一对浇口在所述下型箱部分中整体形成。

21.根据权利要求12所述的铸造与浇冒设备，其中所述一对浇口从所述柄部的底侧或最靠近所述下浇道的所述柄部的一侧的下端进入各个车钩。

22.根据权利要求11所述的铸造与浇冒设备，其中所述至少两个车钩为柄部长约21.5英寸的SBE60型车钩，且其中当从垂直于所述铸模的顶面的方向看时，所述至少两个车钩和浇冒装置适于在面积小于约10平方英寸的边框内。

23.根据权利要求22所述的铸造与浇冒设备，所述铸模的整个顶面的面积小于约14平方英寸。

24.根据权利要求11所述的铸造与浇冒设备，其中所述浇注***包括：

反向远离所述下浇道延伸的、直径至少约2英寸的一对流道；以及

第一和第二浇口，每个浇口被连接至各自的流道的端部，其中所述第一浇口被设置以将熔融物导入所述至少两个车钩的第一柄部段，所述车钩与所述柄部段的纵轴呈约90°的夹角，所述第二浇口被设置以将熔融物导入所述至少两个车钩的第二柄部段，所述车钩与所述柄部段的纵轴呈约90°的夹角。

25.根据权利要求24所述的铸造与浇冒设备，其中每个浇口的横截面的宽和高分别约为4.5英寸和3.5英寸。

26.根据权利要求24所述的铸造与浇冒设备，其中每个浇口的横截面的面积大于约15平方英寸。

27.根据权利要求24所述的铸造与浇冒设备，其中所述至少两个车钩为柄部长约53.25英寸的E69CE型车钩，且其中当从垂直于所述铸模的顶面的方向看时，所述至少两个车钩适于在面积小于约18平方英寸的边框内。

28.根据权利要求27所述的铸造与浇冒设备，其中所述铸模的整个顶面的面积小于约25平方英寸。

29.根据权利要求24所述的铸造与浇冒设备，其中所述第一和第二柄部段之间的距离小于约21英寸。

30.根据权利要求11所述的铸造与浇冒设备，进一步包括一对冒口，每个冒口被设置以填充柄部的尾端。

31.根据权利要求30所述的铸造与浇冒设备，其中每个冒口被置于所述柄部的尾端之上。

32.根据权利要求30所述的铸造与浇冒设备，其中每个冒口从所述柄部的尾端的一侧偏离，且被设置以通过管道填充所述柄部的端部，其中所述管道的纵轴与所述柄部的后端形成约为7°的夹角E。

33.根据权利要求11所述的铸造与浇冒设备，其中所述上型箱和下型箱部分用自然硬化造型材料制成。

34.根据权利要求11所述的铸造与浇冒设备，其中所述浇注***的至少一个部分被置于所述柄部之下。

35.用于铸造包括柄部部分和头部部分的轨道车车钩的铸造方法，所述铸造方法包括：

提供界定所述车钩的外形的上型箱和下型箱部分；

提供界定所述柄部部分的内部的至少一部分的一个或多个型芯；

以及提供单独的头部型芯，所述头部型芯的外部界定了包括锁腔、护臂侧部和头部的钩舌侧部的头部部分的内部的至少一部分，其中所述头部型芯包括界定前端面浇注***的至少一个部分，所述前端面浇注***具有以大致垂直的方向穿过所述至少一个部分的中央的管道和至少一个浇口，所述浇口被设置以将熔融物导入所述头部的顶部和底部区域，从而界定锁腔、护臂侧部和所述头部的钩舌侧部。

36.根据权利要求35所述的铸造方法，其中所述至少一个浇口的高和宽分别大约为1.8英寸和2.6英寸。

37.根据权利要求35所述的铸造方法，其中所述前端面浇注***包括第二浇口，其中所述第一浇口被置于所述上型箱中，所述第二浇口被置于所述下型箱中，其中所述第二浇口的高和宽分别大约为2.7英寸和2.9英寸。

38.根据权利要求35所述的铸造方法，其中所述上型箱部分界定用以通过所述车钩的头部的上表面上的接触区域填充所述头部的冒口，其中所述冒口的高大约为6.7英寸，顶部直径大约为4.6英寸，在底部以助于通过撞击移除冒口的底部直径大约为1.5英寸。

39.根据权利要求35所述的铸造方法，进一步包括通过被置于靠近所述柄部部分的下浇道将熔融物注入铸造设备，其中所述上型箱部分界定收容熔融物且随着所述熔融物冷却将所述熔融物注入所述前端面浇注***的前端面冒口。

40.用于铸造包括柄部部分和头部部分的轨道车车钩的方法，所述铸造方法包括：

提供界定用于至少两个车钩的型腔的上型箱和下型箱部分，其中所述车钩被套叠在一起，并沿着各自的纵轴位于互相相反的方向；以及

提供在用以收容熔融物的所述第一和第二型腔之间被置于中心的下浇道；

提供用以引导所述熔融物的所述至少两个型腔之间的浇注***。

41.根据权利要求40所述的铸造方法，其中所述浇注***包括：

反向远离所述下浇道延伸的、直径至少约2英寸的一对流道；以及

一对浇口，每个浇口被连接至各自的流道的端部，其中每个浇口将熔融物导入所述至少两个型腔的其中一个。

42.根据权利要求40所述的铸造方法，其中每个浇口为横截面宽和高分别大约为0.83英寸和4.82英寸的鳍状浇口。

43.根据权利要求42所述的铸造方法，在所述下型箱部分中整体地形成每个鳍状浇口。

44.根据权利要求43所述的铸造方法，其中每个鳍状浇口从所述柄部的底侧或最靠近所述下浇道的所述柄部的一侧的下端进入各个型腔。

45.根据权利要求43所述的铸造方法，其中所述浇注***的至少一部分被置于所述柄部之下。

46.根据权利要求41所述的铸造方法，其中在各个流道和浇口之间形成的夹角约为60°。

47.根据权利要求41所述的铸造方法，进一步包括提供一对冒口，每个冒口被置于各个流道和鳍状浇口之间。

48.根据权利要求41所述的铸造方法，其中每个流道的长约为6英寸。

49.根据权利要求41所述的铸造方法，其中在所述下型箱部分中整体地形成所述一对浇口。

50.根据权利要求40所述的铸造方法，其中所述至少两个车钩为柄部长约21.5英寸的SBE60型车钩，且其中当从垂直于所述铸模的顶面的方向看时，所述至少两个车钩和浇冒装置适于在面积小于约10平方英寸的边框内。

51.根据权利要求40所述的铸造方法，其中所述浇注***包括：

反向远离所述下浇道延伸的、直径至少约2英寸的一对流道；以及

第一和第二浇口，每个浇口被连接至各自的流道的端部，其中所述第一浇口和第二浇口被设置以将熔融物导入所述至少两个车钩的第一柄部段和第二柄部段，所述车钩与所述柄部段的纵轴呈约90°的夹角。

52.根据权利要求51所述的铸造方法，其中每个浇口的横截面的宽和高分别约为4.5英寸和3.5英寸。

53.根据权利要求51所述的铸造和浇冒设备，其中每个浇口的横截面的面积大于约15平方英寸。

54.根据权利要求51所述的铸造方法，其中所述至少两个车钩为柄部长约53.25英寸的E69CE型车钩，且其中当从垂直于所述铸模的顶面的方向看时，所述至少两个车钩适于在面积小于约18平方英寸的边框内。

55.根据权利要求51所述的铸造方法，其中所述第一段和第二段之间的距离小于约21英寸。

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