1 活塞的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求
空壓機(jī)活塞是我廠空壓機(jī)的關(guān)鍵零件，由于意外損壞，急需鑄出新的毛坯以供使用?；钊馁|(zhì)HT200，要求水壓試驗(yàn)1.2 MPa，歷時(shí)5 min不滲漏、不許有氣、縮孔等缺陷。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。由圖可見，此活塞為圓臺結(jié)構(gòu)，除下表面有4處30 mm的孔外，其余各面全部封閉，中間形成空腔。正中為直徑D＝46 mm的孔。這種封閉結(jié)構(gòu)為鑄造生產(chǎn)帶來麻煩。
2 工藝方案的確定
活塞采用手工造型，分析確定分型面位置，如圖1所示，即將整個(gè)鑄件置于上箱，1號芯以由4個(gè)小芯支撐，芯上放置芯撐，上砂型通過芯撐壓住1號芯，避免漂芯，上表面扎出氣針。
3 生產(chǎn)過程
活塞的鑄造生產(chǎn)存在一些難點(diǎn)，如以4個(gè)小芯支撐大芯不夠穩(wěn)固，頭重腳輕。另外整個(gè)鑄件置于上箱，不利于校正兩側(cè)壁厚，大芯被鐵液包裹著，鐵液凝固后使排氣道受阻。
針對以上工藝難點(diǎn)，采取如下措施：造型以后，先下4個(gè)小芯，再輕輕地將1號大芯置于4個(gè)小芯之上，按木模主砂型中形成的痕跡，校正大芯的位置，使兩側(cè)壁厚均勻，然后搗實(shí)小芯周圍的型砂，在大芯上放置芯撐，在砂型上扎8的出氣孔，最后合箱，按此法生產(chǎn)了2件活塞。
生產(chǎn)過程發(fā)現(xiàn)，澆注時(shí)鐵液通過氣針劇烈上竄，澆注完畢氣針很快凝固，落砂之后鑄件表面有氣孔、水壓試驗(yàn)發(fā)生壁漏，無法使用。
4 工藝改進(jìn)
此件的鑄造工藝性差，澆注以后砂芯全部被鐵液包容，最初還可以通過氣針排氣，但由于氣針直徑小，鑄件壁厚較大，所以氣針必然先于鑄件凝固，合脂砂芯的發(fā)氣量較大，氣體沒有充分排出，氣道就被堵住了，在鑄件凝固時(shí)，有氣體不斷沖擊上表面，造成此件大面積氣孔。為了解決這個(gè)問題，就必須設(shè)法開出氣通道，于是又采取了如下兩種方案：
第一種工藝方案：在鑄件表面設(shè)置出氣冒口。為了便于排氣又便于補(bǔ)縮和清理，即在活塞上表面邊緣設(shè)置一橢圓形壓邊冒口，此冒口為明冒口。
壓邊冒口尺寸的確定：
中、小型灰鐵件壓邊冒口直徑D與熱節(jié)圓直徑Dy的關(guān)系，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式D=(1.5～2)Dy，由圖2可求得Dy=35 mm，這樣壓邊冒口直徑D=2 ×35 mm=70 mm。壓邊冒口成敗的關(guān)鍵在于冒口和鑄件搭接的縫隙的長度和寬度，壓邊長度越長越好，為此采用橢圓形冒口。
2 工藝方案的確定
活塞采用手工造型，分析確定分型面位置，如圖1所示，即將整個(gè)鑄件置于上箱，1號芯以由4個(gè)小芯支撐，芯上放置芯撐，上砂型通過芯撐壓住1號芯，避免漂芯，上表面扎出氣針。
3 生產(chǎn)過程
活塞的鑄造生產(chǎn)存在一些難點(diǎn)，如以4個(gè)小芯支撐大芯不夠穩(wěn)固，頭重腳輕。另外整個(gè)鑄件置于上箱，不利于校正兩側(cè)壁厚，大芯被鐵液包裹著，鐵液凝固后使排氣道受阻。
針對以上工藝難點(diǎn)，采取如下措施：造型以后，先下4個(gè)小芯，再輕輕地將1號大芯置于4個(gè)小芯之上，按木模主砂型中形成的痕跡，校正大芯的位置，使兩側(cè)壁厚均勻，然后搗實(shí)小芯周圍的型砂，在大芯上放置芯撐，在砂型上扎8的出氣孔，最后合箱，按此法生產(chǎn)了2件活塞。
生產(chǎn)過程發(fā)現(xiàn)，澆注時(shí)鐵液通過氣針劇烈上竄，澆注完畢氣針很快凝固，落砂之后鑄件表面有氣孔、水壓試驗(yàn)發(fā)生壁漏，無法使用。
4 工藝改進(jìn)
此件的鑄造工藝性差，澆注以后砂芯全部被鐵液包容，最初還可以通過氣針排氣，但由于氣針直徑小，鑄件壁厚較大，所以氣針必然先于鑄件凝固，合脂砂芯的發(fā)氣量較大，氣體沒有充分排出，氣道就被堵住了，在鑄件凝固時(shí)，有氣體不斷沖擊上表面，造成此件大面積氣孔。為了解決這個(gè)問題，就必須設(shè)法開出氣通道，于是又采取了如下兩種方案：
第一種工藝方案：在鑄件表面設(shè)置出氣冒口。為了便于排氣又便于補(bǔ)縮和清理，即在活塞上表面邊緣設(shè)置一橢圓形壓邊冒口，此冒口為明冒口。
壓邊冒口尺寸的確定：
中、小型灰鐵件壓邊冒口直徑D與熱節(jié)圓直徑Dy的關(guān)系，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式D=(1.5～2)Dy，由圖2可求得Dy=35 mm，這樣壓邊冒口直徑D=2 ×35 mm=70 mm。壓邊冒口成敗的關(guān)鍵在于冒口和鑄件搭接的縫隙的長度和寬度，壓邊長度越長越好，為此采用橢圓形冒口。
飛邊冒口尺寸的確定，可以采用熱節(jié)圓比例法，即D=(1.5～2)Dy，經(jīng)計(jì)算Dy=41 mm，則D=2 ×41 mm=82 mm。冒口高度H=(1.2～1.5)D=1.5 ×82 mm＝123 mm(冒口頂端扎10的出氣道)。
飛邊厚度一般取3～8 mm，這里選6 mm。
飛邊長度是指冒口體與鑄件的距離，選為8 mm。
飛邊的寬度(飛邊沿鑄件棱邊的長度)可以取冒口體直徑的1～2倍，冷飛邊冒口取上限，即82 mm×2 =164 mm。
按以上2種方法生產(chǎn)，澆注時(shí)鐵液平穩(wěn)，不象以前那樣鐵液在砂型上面濺起很高，而且出氣冒口經(jīng)過較長時(shí)間才凝固，型腔內(nèi)的氣體通過出氣冒口能得到充分釋放。
以這兩種方法生產(chǎn)出的2個(gè)鑄件，表面光滑、平整、沒有氣、縮孔。由于采 取了高溫澆注，所以鐵液與芯撐熔合很好，經(jīng)打壓試驗(yàn)后，完全符合技術(shù)要求，目前已用于空壓機(jī)上。
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