阀体制造工艺及夹具设计

阀体制造方法和工艺很多，而比较常见的气动阀体铸造更加适合现代阀门生产，在应用领域中也反响出很好的效果。金属类阀体制造的材料是金属，被应用在机械等领域已经成为不可替代的技术，而在发展进程中，随着需求标准的提高，制造技术和工艺也在不断的变化。其中阀体制造技术的不同，影响因素比较多且有差异，金属后者合金的选择、制造过程中的影响因素都会对阀体的成型与应用有很大的影响。因此，在工艺选择上必须要谨慎，要对各种因素进行整体考虑，在工艺确定后方可进行对应的夹具进行设计，夹具设计也需要按照阀体工艺和阀体应用的实际需求进行设计。

1 阀体制造工艺影响因素

1.1 阀体制造工艺中的铸型压力因素

阀体铸造的时候需要将液态的金属通过气体压力注入阀体模型中，通过液体金属在模型内的流动完成阀体铸造，在液体金属进入阀体模型的过程中，对气体产生的压力是有需求的，所产生的压力足以将金属液压进模型中，受到各种因素影响。首先，金属液的密度是影响能够完全充满模型的关键，如果金属液在选择的时候选择密度过大的，那么就会造成金属液的质量增大，导致需要的气动压力就越大，阀体成型的难度也就越大。其次，气体压力不能无差别的使用，需要通过金属液的密度和模型的高度进行确定。通过金属液的密度确定能推动所需要的气动压力，在按照模型的高度进行确定能够使得金属液充满模型的压力值，这样才能保证金属液能够在适合的压力下完成模型充满。

1.2 阀体制造工艺中的铸型时间因素

气动压力使用的时间能够决定阀体制造成功的关键环节，在较低压力进行压力注入金属液时候，速度要适中，不能速度过快导致模型中的空气无法排除，进而影响阀体的质量，里面会有起泡或者未充入金属液的地方。首先，时间是根据阀体的结构所确定的，如果结构过于复杂需要延长时间来给予空气排除的时间，最终形成金属液能够充满模型中。在这个过程中需要保持压力的稳定，给予一定的时间来排出空气，但是时间是不能过于长，会导致模型的铸型时间过长影响生产效率，此外也会因为时间的短促导致金属液温度下降，导致阀体的密度不均或者无法充满。其次，时间因素的变化主要是缓冲模型内的气体和产生的压力，内部的气体会最终在模型的最高位置停留，这会导致气体排除更加困难，而有效的时间控制能够实现将金属液压到阀体各个位置的同时，将气体排出模型，所以时间因素是非常重要的。

1.3 阀体制造工艺中的铸型保压因素

阀体在制造过程中对表面的光洁度是有要求的，不能太过粗糙而导致阀体表面粗糙，而在阀体形成过程中比较重要的因素还有铸型保压的时间。首先，金属液普遍是采用低压，从模型的底部向上部充满模型内部，此过程需要保持压力值以能够达到全部充满模型内部的目的，所以要保持进气孔的气压足够，又能有效的控制好时间的进度，过快或者过慢都会影响阀体的成型，进而影响成品的使用性能。其次，出气孔要做好把控，防止金属液体溢出的同时造成内部成型压力不足，导致的阀体金属液密度不够，这样会导致阀体易碎。出气孔要保持一定压力的同时，还要保证多余气体的排除，如果不能排除会导致阀体出现气泡，从而影响阀体的整体构型。最后，是从保压时间上进行精准拿捏，超出时间未完成金属液的充满就会导致因为金属液温度下降而凝固，密度不足或者不均匀导致阀体铸型失败。保压时间过短，温度没有达到凝固的温度就会导致金属液外泄。

2 阀体夹具设计原理

2.1 夹具的设计原理依据

阀体夹具的设计主要是依托于生产力、材料、工艺等的发展水平，在选择设计原理的时候需要依据阀体的特点，同时考虑影响加工效率的各种因素，并对精度加以更加精细的控制，方可成功制作出合格阀体夹具。首先，阀体夹具整体进行分割，这样能够在生产效率上符合夹具的生产和使用，需要在设计上对阀体夹具进行分割，分别取x轴与y轴将阀体分为各90°的夹具，组合后可成为一个整体。其次，法兰保证夹具精度的总要辅助部分，从夹具的结构可知，要通过法兰来对夹具进行固定和定型，要求要通过法兰的精确位置固定达成对夹具的精确度控制，所以法兰的使用材料和卡位、耐温度等都需要严谨设计。最后，在夹具完成之后进行阀体夹具塑形，阀体铸型后会产生许多毛刺等，需要进一步加工、打磨以验证夹具的可应用性。

2.2 夹具的实操设计

夹具分为夹具整体、定位法兰、夹具辅助装置，想要生产出合格的加，需要将这三个部分进行完成的操作。首先，夹具整体选材方面需要能够承受高于金属液的温度，这样在铸型的时候能够保证完成铸型的同时保住夹具的形状。夹具这部分在工艺影响因素部分已经做出详细说明，其是影响阀体成功制造的关键因素之一，因此对其的选材把控要更加严格一些。其次，定位法兰主要的作用是两个，其一是阀体被分成四个部分需要利用法兰来将阀体重新固定成为一个整体。其二是将夹具固定好，以保证夹具在铸造过程中能够固定住位置，并能够在持续的压力作用下还能够维持住形态。最后，夹具的辅助装置，其主要的作用就是辅助固定夹具的作用，同时对夹具的密封性能进行补足，进一步确定在压力保持过程中能够保持夹具的密封性。

2.3 阀体夹具的制造

在各种理论的支撑下，开始阀体的制造，主要采用的是利用气体压力对金属液进行浇灌到夹具中，这也是夹具制造完成之后的阀体成型重要步骤。首先，对金属进行熔化为金属液，这部分在工艺上是比较成熟的技术，所以只需要将金属放到熔炉之中，并对其进行高温加热以达到能够完全熔化即可。其次，是比较重要的步骤夹具底部留孔以保证金属液能够顺利通过孔洞以气体压力压入，同时要保证压力的充足、保压时间等因素的标准化执行。上孔部分要能够完全排除夹具内的空气，以保证阀体的成型，在内部气体完全排除之后及时封住上部孔洞，这样做的目的是能够保证压力的充足，使得阀体的整体密度均匀分布，这也是保证阀体质量的关键环节。最后，对夹具整体进行降温，这个是阀体成型的最后一步，高温金属液充满夹具模型之后对其进行保压，在保压时间完成后可以进行降温，使得金属液凝固成为金属铸件，等到完全降温之后阀体铸件完成。

2.4 阀体进一步进行加工

阀体铸件完成之后并不是最后的作品，仍旧需要一些加工的操作对其进行加工，这也是非常重要的环节，以达到阀体能够正常使用的效果。首先，铸件去除之后因为夹具是组合而成，边缘部分会产生一些毛刺，这些毛刺会影响使用的过程。去除阀体后，对毛刺进行打磨，主要是以光滑美观为主，对表面进行处理。其次，铸件各个部分进行表面处理之后，需要将逐渐组合到一起才能成为一个完整的阀体，这就需要进行一步加工，普遍方式是钻孔方式，进而对其进行组装固定，尤其是处理好接缝的密封。最后，对组装好的阀体进行实际验证，这也是阀体成品检验的一个环节，包括阀体的密封性能、使用性能是否能够满足实际应用的需求，发现问题进行加工处理，以达到阀体的各项使用标准。夹具用于阀体制造，对阀体的应用性能进行检验，也是反推夹具设计的合理程度，可以对设计进行完善，不断提升夹具设计的水平。

3 结语

以阀体制造工艺中的铸型压力因素、阀体制造工艺中的铸型时间因素、阀体制造工艺中的铸型保压因素为突破口，对阀体制造工艺进行深度剖析，更加完整的将阀体制造中的各项因素相互之间的影响关系进行分析，每一项都足以影响阀体的质量和效率。夹具更是需要根据阀体的实际需求进行严谨设计，从原理、实际操作、加工、应用几个环节，表现出夹具设计在阀体制造中发挥的作用，并配合影响因素来完善设计形成互补的闭环设计理念，从理论到时间的闭环过程实现阀体制造的质量和效率的双维度提升。