[发明专利]采用计算机模拟软件的轮装制动盘的生产方法

说明书

本发明涉及采用计算机模拟软件的轮装制动盘的生产方法，过计算机模拟软件对所述制动盘的铸造工艺和铸造模具进行模拟分析，确定所述散热筋顶面的环状筋板尺寸，同时将所述制动盘的摩擦面的加工余量顶设计成锥面，使其断面由长方形变成三角形，增大铸件变形的阻力，使铸件保持稳定收缩，防止变形；制定所述制动盘的铸造工艺，采用底返引入金属液的方式进行底浇，其中金属液由整流过滤装置底部进入型腔；制作铸造模具，其环状筋板和摩擦面的加工余量顶符合模拟分析的结果。

技术领域

本发明涉及一种轮装制动盘的生产方法及应用该方法的轮装制动盘，特别是一种采用计算机模拟软件的轮装制动盘的生产方法。

背景技术

目前，城市快轨列车、铁路客车和高速动车组列车的基础制动均采用盘形制动装置，盘形制动装置的作用是在车辆实施制动时，使闸片垂直压紧轮装或轴装制动盘的摩擦面产生摩擦力，由此产生制动力矩，将车辆运动时的动能和势能转化为热能，从而达到使车辆减速或停车的目的。因此制动盘是将列车动能和势能通过摩擦转化成热能的关键部件。

公布号为CN102069148A的发明专利公开了一种高速机车用制动盘的铸造方法，包括如下步骤：凝固模拟、设计砂芯、芯盒制作、制芯、组芯、熔炼浇铸、打箱落砂和清理，该发明采用无箱叠芯组合浇铸的方式，根据制动盘设计沙芯，且制动盘用于摩擦的摩擦面呈平面设置，虽然生产效率高，但在铸造过程中轮装制动盘因几何形状不对称，散热面一侧冷却不佳，导致冷却不均匀，铸件两侧收缩率不同，因此生产的铸件往往批量产生翘曲变形，形成波浪形的摩擦面，发生变形后的铸件即使通过机加工使几何尺寸符合图纸要求，但由于整个盘体圆周变形而导致的厚度不均匀仍然会使动平衡检测无法通过，成为无法修复的废品。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种易于实现、避免发生翘曲变形的轮装制动盘的生产方法，以及使用该方法制造的轮装制动盘。

本发明的技术方案为：一种轮装制动盘的生产方法，所述轮装制动盘铸造过程中，在制动盘散热面的散热筋顶面增加一整体的环状筋板（环状筋板厚度为10mm，或5mm、或6mm、或7mm、或8mm、或9mm），将散热筋顶面逐一联接起来，所述环状筋板与制动盘一次铸造成型，形成一个稳固的、上下面双环设置的环状框架结构，提高铸件冷却的均匀性，防止铸件在冷却过程中发生翘曲变形，将所述制动盘的摩擦面的加工余量顶设计成锥面，增大了铸件变形的阻力，使铸件保持稳定收缩，冷却完成后，将散热筋顶面的环状筋板进行去除，将所述制动盘的摩擦面的加工余量顶加工成平面。

另一种轮装制动盘的生产方法，包括具体如下步骤：

A、通过计算机模拟软件对所述制动盘的铸造工艺和铸造模具进行模拟分析，确定所述散热筋顶面的环状筋板尺寸，同时将所述制动盘的摩擦面的加工余量顶设计成锥面，使其断面由长方形变成三角形，增大铸件变形的阻力，使铸件保持稳定收缩，防止变形；

B、制定所述制动盘的铸造工艺，采用底返引入金属液的方式进行底浇，其中金属液由整流过滤装置底部进入型腔；

C、根据步骤A的模拟分析结果，制作铸造模具，其环状筋板和摩擦面的加工余量顶符合步骤A中模拟分析的结果；其中，环状筋板厚度为10mm，或5mm、或6mm、或7mm、或8mm、或9mm

D、制作型芯，合箱，熔炼浇铸，冷却凝固，打箱落砂；

E、对铸件进行粗加工和热处理，去除环状筋板和摩擦面的加工余量顶；

F、对铸件进行调质处理和精加工。

在进行模拟分析前，首先对铸件需要达到的技术要求做分析，根据技术要求模拟制动盘的铸造工艺和铸造模具。本发明选用的模拟软件包括适用于材料加工工程及制造领域中的任何模拟软件，如Magma、ProCast、NovaCast、AnyCast、Flow3D、华铸CAE、Ansys、Abaqus、Marc等。