针对气动阀体的复杂结构，提出了熔模铸造一机加工的加工方法，并编制了合理的工艺规程，完成了阀体的铸造加工工艺编制研究，对气动阀的加工及气动技术的国产化具有实际指导意义。

       随着我国气动技术的提高，气动工业得到了很大发展，气动元件的市场占有率逐步扩大。其中，气动阀的市场产值较大，气动元件虽然是小的配套产品，但其技术含量高，工艺和装备要求都较严格。如果加工误差过大，可能导致零部件组装困难，严重时可能影响整机装配精度及传动效率。因此，找到一种效率高又易保证精度的加工方法尤为重要。文章以0．25 t气动葫芦阀体为对象对其加工工艺进行了研究。
 

一、阀体结构分析

(1)工艺分析

       由（图1）可知，该零件外形不规则，结构复杂，孔洞很多，存在圆弧凹槽、内斜面、方形盲孔等传统加工方法难以加工的表。
 

（图1） 阀体零件视图

(2)加工方法分析

       目前针对这些结构特点主要采取的加工方法是特种铸造和数控加工，但数控加工设备费用、工时成本及劳动力成本均高。文章提出了熔模铸造与传统机加工相结合的方法，拟解决复杂表面难以加工、成本高的问题，具有适用范围广、经济性强等优势。

       位于同一平面上的孔较多，机加工时靠同一夹具自身精度保证各孑L位置精度，靠加工者操作技能保证各孑L尺寸及表面精度。用此方法加工简单，生产成本低，效率高，精度容易得到保证。

 

二、熔模铸造加工工艺设计

2．1压型设计

      压型种类选用铝或钢质机械加工压型，分型类型选用水平二开型，压型结构主要包括成型部分、起模装置、定位和锁紧机构等，如（图2）所示。
 

1一支撵销；2一顶板；3一顶块；4一定位销；5一下压型；6一上压型；7一型芯

（图2）压型设计装配简图

       该压型结构紧凑，装拆方便，结构简单，稳妥可靠，能有效地保证铸件毛坯的尺寸与质量．确定型腔尺寸时，主要考虑模料和铸件合金的收缩以及型壳热膨胀等3方面的因素，再加上压型制造的公差．前3方面的因素是随铸件的结构和工艺过程的不同而变化的，因此用式(1)能求得近似的型腔尺寸大小

式(1)

        式(1)中，L为压型尺寸(mm)；l为铸件毛坯尺寸(mm)；ΔM为铸件的尺寸公差；Δl为总收缩率，Δl=Δl1+Δl2+Δl3，Δl3为模料收缩率，Δl2为合金收缩率，Δl3为壳型的变形量，其中Δl2取为0.5％，Δl3取为0.5％～1.2％。

2．2熔模铸造工艺过程

       熔模铸造主要工序：制模一涂料制壳～脱腊、型壳焙烧和浇注。

(1)制模模料要求：
     
       熔点要适合，一般在60～80℃，软化点不低于35℃；具有一定的强度和表面硬度；流动性、成型性、涂挂性和焊接性好；冷却时的收缩和加热时的膨胀要小；比重小，灰分少，制取方便，能够回用，价格便宜，对环境和人身无害等等。针对阀体的特殊性，选取1号配方即石蜡一硬脂酸模料。经过化蜡、调蜡将模料配制好，然后采用压力注入法将其注入压型，注意控制压力、流速和压型温度，室温应控制在18～25℃范围内。熔模制取之后进行修正清理，去除飞边、毛刺，并用烘热的干净纱布在蜡模表面擦拭一遍以提高光洁度。

(2)涂料制壳

       涂料中最基本的两个组成是粘结剂和耐火材料，其中粘结剂直接影响型壳及铸件质量、生产周期和成本．面层和加固层均选用水玻璃作为粘结剂，其规格要求如下：模数3～3.4，化学成分中SiO2：占21％～23％，Na2O占6.5％～7.5％，比重1.37～1.39 g／cm²，淡青色。其中，模数和比重对熔模铸造中的型壳质量影响极大，模数的高低直接影响到型壳硬化质量的好坏，比重的大小影响涂料的涂挂性、涂挂层的厚度。使用前须作相应检验，如不符合相应指标要求，可根据相关公式计算出调整其模数和比重时所需要的水和氯化铵。

除水玻璃以外，制壳还需用到的原材料及其规格要求如下：
①精致石英粉(耐火材料)：粒度270 ～300目，SiO2：含量>95％，粘土含量<4％，耐火度1680℃；
②高岭土：粒度270～300目，SiO2含量33％，Al2O3含量34％，pH值8.6；
③石英砂：SiO2含量>95％，熔点1680℃，面层50～100目，2层40～70目，3层20～40目，4层10～20目；
④聚氯化铝(硬化剂)：盐基度40％～60％，Al2O3含量10％～14％，比重1.18～1.21 g／cm²，pH值2.5～3.5。

原材料在使用前应先进行预处理：
①将检验合格的水玻璃比重调至1.285 g／mm2；
②石英粉、高岭土使用前经过850℃、保温1 h的高温焙烧；
③石英砂使用前先用水洗，然后在太阳下晒干；
④海鸥洗涤剂按1：4稀释。

涂料的配制:
       该步骤也是保证涂料质量的重要一环，配置时注意各组分应该均匀分散，相互充分混合和润湿。即耐火材料不成团，与粘结剂充分混合、分散和润湿，以保证涂料性能优良其次，设备、加料次序和搅拌时间均会影响涂料质量。

结合实际生产经验提出具体操作步骤如下：
①面层
       水玻璃：石英粉=1：1．1．称量后放在一起搅拌，并加入海鸥洗涤剂作为渗透剂。搅拌均匀后用60目的筛子过滤，静置40min后调整粘度至18～20 s。海鸥洗涤剂加入量为向每kg水玻璃加入10 mL已稀释的洗涤剂，粘度测定适用孔为qb6mm的粘度计。

②加固层
       水玻璃：石英粉：高岭土=1：0.4：0.4。称量后加入海鸥洗涤剂放在一起搅拌，而后用60目的筛子过滤，静置40min后测定调整粘度至15～18 s。如果在用过程中粘度明显增长，仍应继续调至15～18 s。

制壳工艺：
       由于水玻璃不是单一化合物，其制壳工艺过程比较复杂，每一层需要上涂料、撒沙、空干、硬化和晾干5个步骤，其中硬化较为关键。用聚氯化铝作硬化剂，其粘度大，对涂层渗透硬化速度慢，型壳强度高，硬化反正时不产生有害气体。

制壳的操作过程如下：
①用无水乙醇涂刷装配好的模组，去除油脂；万方数据62 三峡大学学报(自然科学版) 2009年12月；
②将模组浸泡于面层涂料中，然后提起，轻松撒去多余涂料，使涂料均匀附在模组表面；
③均匀撒上面砂，自然风干1 h；
④浸入硬化剂中硬化5 min，取出后在清水中洗去多余硬化剂；
⑤在风扇下强制通风风干，以模组颜色刚刚开始发黄时为宜；
⑥上第2层涂料，并撒20～40目砂，硬化5 rain，风干1 h；
⑦重复⑥的工序共4次，其撒砂粒度、硬化及风干时间见(表1)。
 

 

(3)脱蜡、型壳焙烧及其浇注
       采用热水脱蜡法脱蜡，设备需求简单，费用低，蜡回收率高，脱蜡后的型壳内腔可能存在残余蜡料及粘附的皂化物，宜用热水冲洗一下。脱蜡的模壳经过8 h后进行焙烧．焙烧时规格参数要求如下：在低于300℃炉温时送入炉H75中，并保温1 h，继续升温至850℃，保温1 h，然后停炉冷却。浇注前在铁箱底部铺上一层约100 mm的砂，然后放上模壳，在其周围再围上适量的砂等待浇注。
 

三、结 论

(1)分析了0.25 t气动葫芦动力阀体结构复杂性的表现，提出了合理的加工方案。

(2)设计了熔模铸造工艺过程，特别对其压型设计和型壳制造工艺进行了详细的研究，对熔模铸造实际生产具有指导意义。

 

——本信息摘自网络未经证实，仅供参考