針對氣動閥體的復雜結構，提出了熔模鑄造一機加工的加工方法，并編制了合理的工藝規程，完成了閥體的鑄造加工工藝編制研究，對氣動閥的加工及氣動技術的國產化具有實際指導意義。
隨著我國氣動技術的提高，氣動工業得到了很大發展，氣動元件的市場占有率逐步擴大。其中，氣動閥的市場產值較大，氣動元件雖然是小的配套產品，但其技術含量高，工藝和裝備要求都較嚴格。如果加工誤差過大，可能導致零部件組裝困難，嚴重時可能影響整機裝配精度及傳動效率。因此，找到一種效率高又易保證精度的加工方法尤為重要。文章以0．25 t氣動葫蘆閥體為對象對其加工工藝進行了研究。
一、閥體結構分析
(1)工藝分析
由（圖1）可知，該零件外形不規則，結構復雜，孔洞很多，存在圓弧凹槽、內斜面、方形盲孔等傳統加工方法難以加工的表。
（圖1） 閥體零件視圖
(2)加工方法分析
目前針對這些結構特點主要采取的加工方法是特種鑄造和數控加工，但數控加工設備費用、工時成本及勞動力成本均高。文章提出了熔模鑄造與傳統機加工相結合的方法，擬解決復雜表面難以加工、成本高的問題，具有適用范圍廣、經濟性強等優勢。
位于同一平面上的孔較多，機加工時靠同一夾具自身精度保證各孑L位置精度，靠加工者操作技能保證各孑L尺寸及表面精度。用此方法加工簡單，生產成本低，效率高，精度容易得到保證。
二、熔模鑄造加工工藝設計
2．1壓型設計
壓型種類選用鋁或鋼質機械加工壓型，分型類型選用水平二開型，壓型結構主要包括成型部分、起模裝置、定位和鎖緊機構等，如（圖2）所示。
1一支攆銷；2一頂板；3一頂塊；4一定位銷；5一下壓型；6一上壓型；7一型芯
（圖2）壓型設計裝配簡圖
該壓型結構緊湊，裝拆方便，結構簡單，穩妥可靠，能有效地保證鑄件毛坯的尺寸與質量．確定型腔尺寸時，主要考慮模料和鑄件合金的收縮以及型殼熱膨脹等3方面的因素，再加上壓型制造的公差．前3方面的因素是隨鑄件的結構和工藝過程的不同而變化的，因此用式(1)能求得近似的型腔尺寸大小
式(1)
式(1)中，L為壓型尺寸(mm)；l為鑄件毛坯尺寸(mm)；ΔM為鑄件的尺寸公差；Δl為總收縮率，Δl=Δl1+Δl2+Δl3，Δl3為模料收縮率，Δl2為合金收縮率，Δl3為殼型的變形量，其中Δl2取為0.5％，Δl3取為0.5％～1.2％。
2．2熔模鑄造工藝過程
熔模鑄造主要工序：制模一涂料制殼～脫臘、型殼焙燒和澆注。
(1)制模模料要求：
熔點要適合，一般在60～80℃，軟化點不低于35℃；具有一定的強度和表面硬度；流動性、成型性、涂掛性和焊接性好；冷卻時的收縮和加熱時的膨脹要??；比重小，灰分少，制取方便，能夠回用，價格便宜，對環境和人身無害等等。針對閥體的特殊性，選取1號配方即石蠟一硬脂酸模料。經過化蠟、調蠟將模料配制好，然后采用壓力注入法將其注入壓型，注意控制壓力、流速和壓型溫度，室溫應控制在18～25℃范圍內。熔模制取之后進行修正清理，去除飛邊、毛刺，并用烘熱的干凈紗布在蠟模表面擦拭一遍以提高光潔度。
(2)涂料制殼
涂料中最基本的兩個組成是粘結劑和耐火材料，其中粘結劑直接影響型殼及鑄件質量、生產周期和成本．面層和加固層均選用水玻璃作為粘結劑，其規格要求如下：模數3～3.4，化學成分中SiO2：占21％～23％，Na2O占6.5％～7.5％，比重1.37～1.39 g／cm2，淡青色。其中，模數和比重對熔模鑄造中的型殼質量影響極大，模數的高低直接影響到型殼硬化質量的好壞，比重的大小影響涂料的涂掛性、涂掛層的厚度。使用前須作相應檢驗，如不符合相應指標要求，可根據相關公式計算出調整其模數和比重時所需要的水和氯化銨。
除水玻璃以外，制殼還需用到的原材料及其規格要求如下：
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高嶺土：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％，熔點1680℃，面層50～100目，2層40～70目，3層20～40目，4層10～20目；
④聚氯化鋁(硬化劑)：鹽基度40％～60％，Al2O3含量10％～14％，比重1.18～1.21 g／cm2，pH值2.5～3.5。
原材料在使用前應先進行預處理：
①將檢驗合格的水玻璃比重調至1.285 g／mm2；
②石英粉、高嶺土使用前經過850℃、保溫1 h的高溫焙燒；
③石英砂使用前先用水洗，然后在太陽下曬干；
④海鷗洗滌劑按1：4稀釋。
涂料的配制:
該步驟也是保證涂料質量的重要一環，配置時注意各組分應該均勻分散，相互充分混合和潤濕。即耐火材料不成團，與粘結劑充分混合、分散和潤濕，以保證涂料性能優良其次，設備、加料次序和攪拌時間均會影響涂料質量。
結合實際生產經驗提出具體操作步驟如下：
①面層
水玻璃：石英粉=1：1．1．稱量后放在一起攪拌，并加入海鷗洗滌劑作為滲透劑。攪拌均勻后用60目的篩子過濾，靜置40min后調整粘度至18～20 s。海鷗洗滌劑加入量為向每kg水玻璃加入10 mL已稀釋的洗滌劑，粘度測定適用孔為qb6mm的粘度計。
②加固層
水玻璃：石英粉：高嶺土=1：0.4：0.4。稱量后加入海鷗洗滌劑放在一起攪拌，而后用60目的篩子過濾，靜置40min后測定調整粘度至15～18 s。如果在用過程中粘度明顯增長，仍應繼續調至15～18 s。
制殼工藝：
由于水玻璃不是單一化合物，其制殼工藝過程比較復雜，每一層需要上涂料、撒沙、空干、硬化和晾干5個步驟，其中硬化較為關鍵。用聚氯化鋁作硬化劑，其粘度大，對涂層滲透硬化速度慢，型殼強度高，硬化反正時不產生有害氣體。
制殼的操作過程如下：
①用無水乙醇涂刷裝配好的模組，去除油脂；萬方數據62 三峽大學學報(自然科學版) 2009年12月；
②將模組浸泡于面層涂料中，然后提起，輕松撒去多余涂料，使涂料均勻附在模組表面；
③均勻撒上面砂，自然風干1 h；
④浸入硬化劑中硬化5 min，取出后在清水中洗去多余硬化劑；
⑤在風扇下強制通風風干，以模組顏色剛剛開始發黃時為宜；
⑥上第2層涂料，并撒20～40目砂，硬化5 rain，風干1 h；
⑦重復⑥的工序共4次，其撒砂粒度、硬化及風干時間見(表1)。
(3)脫蠟、型殼焙燒及其澆注
采用熱水脫蠟法脫蠟，設備需求簡單，費用低，蠟回收率高，脫蠟后的型殼內腔可能存在殘余蠟料及粘附的皂化物，宜用熱水沖洗一下。脫蠟的模殼經過8 h后進行焙燒．焙燒時規格參數要求如下：在低于300℃爐溫時送入爐H75中，并保溫1 h，繼續升溫至850℃，保溫1 h，然后停爐冷卻。澆注前在鐵箱底部鋪上一層約100 mm的砂，然后放上模殼，在其周圍再圍上適量的砂等待澆注。
三、結 論
(1)分析了0.25 t氣動葫蘆動力閥體結構復雜性的表現，提出了合理的加工方案。
(2)設計了熔模鑄造工藝過程，特別對其壓型設計和型殼制造工藝進行了詳細的研究，對熔模鑄造實際生產具有指導意義。
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