CN107042290B - 一种整体式多路阀铸件及其铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造领域，特别涉及一种整体式多路阀铸件及其铸造工艺。一种多路阀阀体铸件，其特征在于：包括阀体，所述阀体内部设有阀芯通孔、主流道、通孔、辅助流道、圆环油槽和小圆环油槽，所述辅助流道和内部主流道用于连接所述阀芯通孔和通孔，所述圆环油槽和小圆环油槽设于阀芯通孔、通孔和辅助流道上，所述通孔的开口位于阀体主体的各个表面，且与阀体辅助流道相连通。一种整体式多路阀铸件铸造工艺，该工艺包括以下步骤：砂箱制作、壳型模具制作、泥芯制作、泥芯涂饰、泥芯与壳型模具装配、造型操作、铸型限位操作、浇注操作和铸件清理检验。本发明整体式多路阀集成度高，空间结构小，铸件表面无夹砂膨胀等问题，适用范围较广。

Description

一种整体式多路阀铸件及其铸造工艺

技术领域

本发明涉及铸造领域，特别涉及一种整体式多路阀铸件及其铸造工艺。

背景技术

行走机械、矿上机械等装置进行作业时，需要多个机构或多套液压系统共同完成。因此，液压执行机构的动作，需要多个液压阀来控制。多路阀是一种能控制多个液压执行机构的换向阀组合，它是以两个以上的换向阀为主体，集单向阀、换向阀、补油阀、分流阀、安全阀、制动阀等于一体的多功能集成阀。多路阀的出现，使多执行机构液压系统变得结构紧凑，管路简单，压力损失小。

本铸造的多路阀是大型挖掘机的液压控制系统关键零部件。阀体的铸造难度大，质量要求高，在生产过程中出现了较多的壁厚不均、夹杂、气孔、裂纹等缺陷。溢流冒口直接放在砂壳上面，容易有残留砂直接掉进型腔内。

由于铸件平面较大，且铸件上平面有很多铸造字样，极易产生铸件出现鼓胀、夹砂、夹渣缺陷，导致产品外观质量不能达到要求。由于铸件上平面的铸造字样太过密集，极易在铸件上平面产生鼓胀、夹砂、夹渣的现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是解决铸件上平面存在的鼓胀夹砂、夹渣的问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种整体式多路阀铸件及其铸造工艺。

一种多路阀阀体铸件，包括阀体、阀芯通孔、主流道、通孔、辅助流道、圆环油槽和小圆环油槽，所述阀体呈四方体状，所述阀体内部设有阀芯通孔、主流道、通孔、辅助流道、圆环油槽和小圆环油槽，所述阀芯通孔包括第一阀芯通孔、第二阀芯通孔、第三阀芯通孔和第四阀芯通孔，所述第一阀芯通孔、第二阀芯通孔和第三阀芯通孔平行等距设置且圆心位于同一条直线上，所述第四阀芯通孔平行位于第三阀芯通孔正上方且圆心位于同一条直线上，所述辅助流道和内部主流道用于连接所述阀芯通孔和通孔，所述圆环油槽和小圆环油槽设于阀芯通孔、通孔和辅助流道上，所述通孔的开口位于阀体的各个表面，且与阀体辅助流道相连通。

进一步的，第一阀芯通孔的截面半径、第二阀芯通孔的截面半径和第三阀芯通孔的截面半径相同，所述第四阀芯通孔为变截面通孔，第四阀芯通孔一端与第一阀芯通孔截面半径相同，另一端截面半径大于第一阀芯通孔截面半径。

进一步的，通孔包括第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔、第五通孔、第六通孔、第七通孔、第八通孔、第九通孔、第十通孔、第十一通孔。

进一步的，主流道包括第一主流道、第二主流道、第三主流道。

进一步的，辅助流道包括第一辅助流道、第二辅助流道、第三辅助流道、第四辅助流道、第五辅助流道、第六辅助流道、第七辅助流道、第八辅助流道、第九辅助流道。

进一步的，圆环油槽包括第一圆环油槽、第二圆环油槽、第三圆环油槽、第四圆环油槽、第五圆环油槽、第六圆环油槽、第七圆环油槽、第八圆环油槽、第九圆环油槽、第十圆环油槽、第十一圆环油槽、第十二圆环油槽、第十三圆环油槽、第十四圆环油槽、第十五圆环油槽和第十六圆环油槽。

进一步的，第一阀芯通孔从一端到另一端依次设有第一圆环油槽至第五圆环油槽，所述第二阀芯通孔上从一端到另一端依次设有第六圆环油槽至第八圆环油槽，所述第三阀芯通孔从一端到另一端依次设有第九圆环油槽至第十二圆环油槽。

进一步的，第一主流道、第二主流道和第三主流道与第一至第三阀芯通孔位于同一平面内呈工字型排布且相互连通，其中第一主流道和第二主流道平行。

进一步的，第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔和第十一通孔与第一至第三阀芯通孔处于同一平面内；

第一通孔分别与第一主流道和第二辅助流道连通；

第二通孔分别与第四辅助流道和第六辅助流道连通，第四辅助流道和第一主流道相连通；

第三通孔分别与第二主流道和第一辅助流道连通；

第四通孔分别与第三辅助流道和第五辅助流道连通，第三辅助流道和第二主流道相连通，第五辅助流道与第二阀芯通孔和第三阀芯通孔相连通，且穿过第六圆环油槽和第十一圆环油槽；

第十一通孔与第六辅助流道相互连通，第六辅助流道与第二阀芯通孔和第三阀芯通孔相连通，且穿过第八圆环油槽和第十圆环油槽。

进一步的，所述第五通孔和第六通孔与第四阀芯通孔位于同一平面内，且第五通孔、第六通孔通过第七辅助流道与第四阀芯通孔彼此连通；所述第五通孔还通过第九辅助流道与第一阀芯通孔相通，所述第十五圆环油槽和第十三圆环油槽分别位于第五通孔中间位置和底端处；第十六圆环油槽位于第六通孔中间位置。

进一步的，所述第四阀芯通孔与第三阀芯通孔通过第八辅助流道相连通，所述第七通孔与第四阀芯通孔垂直连通。

进一步的，所述第四阀芯通孔变截面处设有第十四圆环油槽。

整体式多路阀铸件采用铸造工艺制备，具体包括以下步骤：

S1、砂箱制作，根据需要尺寸制作砂箱，并加焊箱带；

S2、壳型模具制作，选用覆膜砂材料；

S3、泥芯制作，采用铬铁矿砂材料用射砂板开两只射砂口直接射砂制作主芯和小芯，且放置芯骨，防止泥芯变形和断裂；

S4、泥芯涂饰，采用锆英粉涂料涂饰，泥芯涂饰自然晾干后进烘箱烘干；

S5、泥芯与壳型模具装配，用气枪吹净壳型内残留物，检查泥芯是否有涂料挂点，将泥芯放入壳型内，装配后检查是否配合良好；

S6、造型操作，采用树脂砂埋壳型砂壳，壳型外表面与砂箱内侧之间覆盖砂层，砂层内设有与壳型连通的浇冒系统，壳型与砂层之间的浇道口覆盖有陶瓷过滤网，且用增加补贴的方法将冒口位移到侧面，防止有残留砂掉进型腔内；

S7、铸型限位操作，将铸型上下左右通过六面钢板用紧固螺丝固定来限制铸型的位移；

S8、浇注操作是指将铁水通过浇冒系统注入型腔内；

S9、铸件清理检验，脱模后去除补贴且对铸件表面抛丸操作。

进一步的，造型操作，铸件的吃砂量控制在50mm-60mm之间。

优选的，所述陶瓷过滤直径50mm，放置在内部两个，改善过滤铁水中的渣滓，增加铸件的成品率。

进一步的，泥芯操作射砂时间为3秒-10秒,射砂压力控制在0.3 MPa-0.9MPa。

进一步的，主芯芯骨采用直径5-10mm钢筋，小芯芯骨放置12号铅丝，以保证泥芯的强度和刚度。

进一步的，涂料波美度控制在40-50°Bé。

进一步的，泥芯涂饰其烘干温度控制在170℃-230℃，保温时间为15分钟-35分钟。

优选的，所述冒口采用直径90mm发热保温冒口，直浇道用φ35圆棒。

进一步的，发热保温冒口，在浇铸时，冒口在660-700℃达到着火点迅速燃烧，放出大量的热量使冒口内浇注液温度升高，延长冒口内金属液凝固时间，提高冒口对铸件的补缩效率。

进一步的，浇注温度控制在1390℃-1420℃，浇注时间控制在10分钟-13分钟。

采用上述技术方案，本发明所述的具有如下有益效果：

1）作为挖掘机液压泵送系统中的关键零部件，其集成度高、可靠性强、寿命长，适用范围广；

2）由于该阀体上平面全部是铸造字体，冒口，溢流冒口都放置在铸件上平面上，采用侧面薄浇口进水，可以有效防止有残留砂掉进型腔内；

3）增加陶瓷过滤网，且用增加补贴的方法将冒口移到旁边，充分过滤铁水中残渣，有效防止残留砂直接调入型腔内，提高铸件的成品率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为多路阀铸件立体图；

图2为多路阀铸件顶视图；

图3为多路阀铸件主视图；

图4为多路阀铸件右视图；

图5为铸件右视图A-A剖面图；

图6为铸件右视图B-B剖面图；

图7为铸件右视图C-C剖面图；

图8为铸件右视图D-D剖面图；

以下对附图作补充说明：

1-阀体；21-第一阀芯通孔；22-第二阀芯通孔；23-第三阀芯通孔；24-第四阀芯通孔；31-第一主流道；32-第二主流道，33-第三主流道；401-第一通孔；402-第二通孔；403-第三通孔；404-第四通孔；405-第五通孔；406-第六通孔；407-第七通孔；408-第八通孔；409-第九通孔；410-第十通孔；411-第十一通孔；501-第一辅助流道；502-第二辅助流道，503-第三辅助流道；504-第四辅助流道；505-第五辅助流道；506-第六辅助流道；507-第七辅助流道；508-第八辅助流道；509-第九辅助流道；601-第一圆环油槽；602-第二圆环油槽；603-第三圆环油槽；604-第四圆环油槽；605-第五圆环油槽；606-第六圆环油槽；607-第七圆环油槽；608-第八圆环油槽；609-第九圆环油槽；610-第十圆环油槽；611-第十一圆环油槽；612-第十二圆环油槽；613-第十三圆环油槽；614-第十四圆环油槽；615-第十五圆环油槽；616-第十六圆环油槽；7-小圆环油槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种整体多路阀阀体铸件及其铸造工艺。

如图1和图5所示，一种多路阀阀体铸件，包括阀体1、阀芯通孔、主流道、通孔、辅助流道、圆环油槽和小圆环油槽7，所述阀体呈四方体状，所述阀体1内部设有阀芯通孔、主流道、通孔、辅助流道、圆环油槽和小圆环油槽7，所述阀芯通孔包括第一阀芯通孔21、第二阀芯通孔22、第三阀芯通孔（23）和第四阀芯通孔24，所述第一阀芯通孔21、第二阀芯通孔22和第三阀芯通孔23平行等距设置且圆心位于同一条直线上，所述第四阀芯通孔24平行位于第三阀芯通孔23正上方且圆心位于同一条直线上，所述辅助流道和内部主流道用于连接所述阀芯通孔和通孔，所述圆环油槽和小圆环油槽7设于阀芯通孔、通孔和辅助流道上，所述通孔的开口位于阀体1的各个表面，且与阀体辅助流道相连通。

如图3和图5所示，所述第一阀芯通孔21的截面半径、第二阀芯通孔22的截面半径和第三阀芯通孔23的截面半径相同，所述第四阀芯通孔24为变截面通孔，第四阀芯通孔24一端与第一阀芯通孔截面半径相同，另一端截面半径大于第一阀芯通孔21截面半径。

如图1和图4所示，所述通孔包括第一通孔401、第二通孔402、第三通孔403、第四通孔404、第五通孔405、第六通孔406、第七通孔407、第八通孔408、第九通孔409、第十通孔410、第十一通孔411。

如图5所示，所述主流道包括第一主流道31、第二主流道32、第三主流道33。

如图5至图7所示，所述辅助流道包括第一辅助流道501、第二辅助流道502、第三辅助流道503、第四辅助流道504、第五辅助流道505、第六辅助流道506、第七辅助流道507、第八辅助流道508、第九辅助流道509。

所述圆环油槽包括第一圆环油槽601、第二圆环油槽602、第三圆环油槽603、第四圆环油槽604、第五圆环油槽605、第六圆环油槽606、第七圆环油槽607、第八圆环油槽608、第九圆环油槽609、第十圆环油槽610、第十一圆环油槽611、第十二圆环油槽612、第十三圆环油槽613、第十四圆环油槽614、第十五圆环油槽615和第十六圆环油槽616。

所述第一阀芯通孔21从一端到另一端依次设有第一圆环油槽至第五圆环油槽，所述第二阀芯通孔22上从一端到另一端依次设有第六圆环油槽至第八圆环油槽，所述第三阀芯通孔23从一端到另一端依次设有第九圆环油槽至第十二圆环油槽。

所述第一主流道31、第二主流道32和第三主流道33与第一至第三阀芯通孔位于同一平面内呈工字型排布且相互连通，其中第一主流道31和第二主流道32平行。

如图1和5所示，所述第一通孔401、第二通孔402、第三通孔403、第四通孔404和第十一通孔411与第一至第三阀芯通孔处于同一平面内；

第一通孔401分别与第一主流道31和第二辅助流道502连通；

第二通孔402分别与第四辅助流道504和第六辅助流道506连通，第四辅助流道504和第一主流道31相连通；

第三通孔403分别与第二主流道32和第一辅助流道501连通；

第四通孔404分别与第三辅助流道503和第五辅助流道505连通，第三辅助流道503和第二主流道32相连通，第五辅助流道505与第二阀芯通孔22和第三阀芯通孔23相连通，且穿过第六圆环油槽606和第十一圆环油槽611；

第十一通孔411与第六辅助流道506相互连通，第六辅助流道506与第二阀芯通孔22和第三阀芯通孔23相连通，且穿过第八圆环油槽608和第十圆环油槽610。

如图7所示，所述第五通孔405和第六通孔406与第四阀芯通孔24位于同一平面内，且第五通孔405、第六通孔406通过第七辅助流道507与第四阀芯通孔24彼此连通；所述第五通孔405还通过第九辅助流道509与第一阀芯通孔21相通，所述第十五圆环油槽615和第十三圆环油槽613分别位于第五通孔405中间位置和底端处；第十六圆环油槽616位于第六通孔406中间位置。

如图8所示，所述第四阀芯通孔24与第三阀芯通孔23通过第八辅助流道508相连通，所述第七通孔407与第四阀芯通孔24垂直连通。

如图8所示，所述第四阀芯通孔24变截面处设有第十四圆环油槽614。

整体式多路阀铸件采用铸造工艺制备，具体包括以下步骤：

S1、砂箱制作，根据需要尺寸制作砂箱，并加焊箱带；

S2、壳型模具制作，选用覆膜砂材料；

S3、泥芯制作，采用铬铁矿砂材料用射砂板开两只射砂口直接射砂制作主芯和小芯，且放置芯骨，防止泥芯变形和断裂；

S4、泥芯涂饰，采用锆英粉涂料涂饰，泥芯涂饰自然晾干后进烘箱烘干；

S5、泥芯与壳型模具装配，用气枪吹净壳型内残留物，检查泥芯是否有涂料挂点，将泥芯放入壳型内，装配后检查是否配合良好；

S6、造型操作，采用树脂砂埋壳型砂壳，壳型外表面与砂箱内侧之间覆盖砂层，砂层内设有与壳型连通的浇冒系统，壳型与砂层之间的浇道口覆盖有陶瓷过滤网，且用增加补贴的方法将冒口位移到侧面，防止有残留砂掉进型腔内；

S7、铸型限位操作，将铸型上下左右通过六面钢板用紧固螺丝固定来限制铸型的位移；

S8、浇注操作是指将铁水通过浇冒系统注入型腔内；

S9、铸件清理检验，脱模后去除补贴且对铸件表面抛丸操作。

所述造型操作，铸件的吃砂量控制在50mm-60mm之间。

优选的，所述陶瓷过滤直径50mm，放置在内部两个，改善过滤铁水中的渣滓，增加铸件的成品率。

所述泥芯操作射砂时间为3秒-10秒,射砂压力控制在0.3 MPa-0.9MPa。

所述主芯芯骨采用直径5-10mm钢筋，小芯芯骨放置12号铅丝，以保证泥芯的强度和刚度。

所述涂料波美度控制在40-50°Bé。

所述泥芯涂饰其烘干温度控制在170℃-230℃，保温时间为15分钟-35分钟。

所述所述冒口采用直径90mm发热保温冒口，直浇道用φ35圆棒。

所述发热保温冒口，在浇铸时，冒口在660-700℃达到着火点迅速燃烧，放出大量的热量使冒口内浇注液温度升高，延长冒口内金属液凝固时间，提高冒口对铸件的补缩效率。

所述浇注温度控制在1390℃-1420℃，浇注时间控制在10分钟-13分钟。

本发明整体式多路阀的主要技术参数如下:

（1）材质；QT500-7；

（2）抗拉强度：≥500Mpa；

（3）延伸率：≥7；

（4）HB硬度：180-230；

（5）球化等级：1-3级；

（6）石墨大小级别：6-8级；

（7）无夹砂、气孔、缩孔、缩松等铸造缺陷；内腔无粘砂、无披锋等缺陷；

（8）铸件重量：10.4KG。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多路阀阀体，其特征在于：包括阀体（1）、阀芯通孔、主流道、通孔、辅助流道、圆环油槽和小圆环油槽（7），所述阀体(1)内部设有阀芯通孔、主流道、通孔、辅助流道、圆环油槽和小圆环油槽（7），所述阀芯通孔包括第一阀芯通孔（21）、第二阀芯通孔（22）、第三阀芯通孔（23）和第四阀芯通孔（24），所述第一阀芯通孔（21）、第二阀芯通孔（22）和第三阀芯通孔（23）平行等距设置且圆心位于同一条直线上，所述第四阀芯通孔（24）平行位于第三阀芯通孔（23）正上方且圆心位于同一条直线上，所述辅助流道和内部主流道用于连接所述阀芯通孔和通孔，所述圆环油槽和小圆环油槽（7）设于阀芯通孔、通孔和辅助流道上，所述通孔的开口位于阀体(1)的各个表面，且与阀体辅助流道相连通，

所述主流道包括第一主流道（31）、第二主流道（32）、第三主流道（33），所述第一主流道（31）、第二主流道（32）和第三主流道（33）与第一至第三阀芯通孔位于同一平面内呈工字型排布且相互连通，其中第一主流道（31）和第二主流道（32）平行，所述通孔包括第一通孔（401）、第二通孔（402）、第三通孔（403）、第四通孔（404）、第五通孔（405）、第六通孔（406）、第七通孔（407）、第八通孔（408）、第九通孔（409）、第十通孔（410）、第十一通孔（411），所述第一通孔（401）、第二通孔（402）、第三通孔（403）、第四通孔（404）和第十一通孔（411）与第一至第三阀芯通孔处于同一平面内；

所述辅助流道包括第一辅助流道（501）、第二辅助流道（502）、第三辅助流道（503）、第四辅助流道（504）、第五辅助流道（505）、第六辅助流道（506）、第七辅助流道（507）、第八辅助流道（508）、第九辅助流道（509）；

所述圆环油槽包括第一圆环油槽（601）、第二圆环油槽（602）、第三圆环油槽（603）、第四圆环油槽（604）、第五圆环油槽（605）、第六圆环油槽（606）、第七圆环油槽（607）、第八圆环油槽（608）、第九圆环油槽（609）、第十圆环油槽（610）、第十一圆环油槽（611）、第十二圆环油槽（612）、第十三圆环油槽（613）、第十四圆环油槽（614）、第十五圆环油槽（615）和第十六圆环油槽（616）；

第一通孔（401）分别与第一主流道（31）和第二辅助流道（502）连通；第二通孔（402）分别与第四辅助流道（504）和第六辅助流道（506）连通，第四辅助流道（504）和第一主流道（31）相连通;第三通孔（403）分别与第二主流道（32）和第一辅助流道（501）连通；第四通孔（404）分别与第三辅助流道（503）和第五辅助流道（505）连通，第三辅助流道（503）和第二主流道（32）相连通，第五辅助流道（505）与第二阀芯通孔（22）和第三阀芯通孔（23）相连通，且穿过第六圆环油槽（606）和第十一圆环油槽（611）；第十一通孔（411）与第六辅助流道（506）相互连通，第六辅助流道（506）与第二阀芯通孔（22）和第三阀芯通孔（23）相连通，且穿过第八圆环油槽（608）和第十圆环油槽（610）；

所述第五通孔（405）和第六通孔（406）与第四阀芯通孔（24）位于同一平面内，且第五通孔（405）、第六通孔（406）通过第七辅助流道（507）与第四阀芯通孔（24）彼此连通；

所述多路阀阀体采用铸造工艺制备，包括砂箱制作、壳型模具制作、泥芯制作、泥芯涂饰、泥芯与壳型模具装配、造型操作、铸型限位操作、浇注操作和铸件清理检验步骤，具体包括以下步骤：

所述泥芯制作，采用铬铁矿砂材料用射砂板开两只射砂口直接射砂制作主芯和小芯，且放置芯骨，防止泥芯变形和断裂；

所述泥芯涂饰，采用锆英粉涂料涂饰，泥芯涂饰自然晾干后进烘箱烘干，烘干温度控制在170℃-230℃，保温时间为15分钟-35分钟；

所述造型操作，采用树脂砂埋壳型砂壳，壳型外表面与砂箱内侧之间覆盖砂层，砂层内设有与壳型连通的浇冒系统，壳型与砂层之间的浇道口覆盖有陶瓷过滤网，且用增加补贴的方法将冒口位移到侧面，防止有残留砂掉进型腔内，吃砂量控制在50mm-60mm之间；

所述铸型限位操作，将铸型通过六面钢板用紧固螺丝固定来限制铸型的位移。

2.根据权利要求1所述的一种多路阀阀体，其特征在于：所述第一阀芯通孔（21）的截面半径、第二阀芯通孔（22）的截面半径和第三阀芯通孔（23）的截面半径相等，所述第四阀芯通孔（24）为变截面通孔，第四阀芯通孔（24）一端的截面半径与第一阀芯通孔截面半径相等，另一端截面半径大于第一阀芯通孔（21）截面半径。

3.根据权利要求1所述的一种多路阀阀体，其特征在于：所述第一阀芯通孔（21）从一端到另一端依次设有第一圆环油槽至第五圆环油槽，所述第二阀芯通孔（22）上从一端到另一端依次设有第六圆环油槽至第八圆环油槽，所述第三阀芯通孔（23）从一端到另一端依次设有第九圆环油槽至第十二圆环油槽，所述第四阀芯通孔（24）变截面处设有第十四圆环油槽（614）。

4.根据权利要求1所述的一种多路阀阀体，其特征在于：所述第五通孔（405）还通过第九辅助流道（509）与第一阀芯通孔（21）相通，所述第十五圆环油槽（615）和第十三圆环油槽（613）分别位于第五通孔（405）中间位置和底端处；第十六圆环油槽（616）位于第六通孔（406）中间位置。

5.根据权利要求1所述的一种多路阀阀体，其特征在于：所述第四阀芯通孔（24）与第三阀芯通孔（23）通过第八辅助流道（508）相连通，所述第七通孔（407）与第四阀芯通孔（24）垂直连通。

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