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液压阀阀孔加工中心加工工艺简析

2021/9/2 21:36:22点击:
【摘要】液压阀作为液压系统中一种重要的元件,用来控制系统中液体流动时的压力、流量和流动方向,而液压阀孔作为液压阀最重要的部位之一,其加工质量的好坏程度对液压阀的工作性能有很大的影响,因此,对液压阀阀孔的加工工艺进行分析,不断的提高对阀孔的加工技术,从根本上保证液压阀的工作稳定性。
  【关键词】液压阀;阀孔;加工工艺
  一、液压阀概述
  1.1液压阀的基本机构
  液压阀从其结构上来说包括了阀芯、阀体以及操纵装置,阀芯主要有滑阀和锥阀两种,而阀体中包括了液体在液压阀中流动的阀孔,剩下的操纵装置用于驱动阀芯在阀体内运动,通过阀芯在阀体内的运动来实现液压阀对液体的调节控制作用。对于液压阀来说,阀体和阀芯的有效配合可以很好的对阀内的液体实现控制调节同时还能保证阀内良好的密封性,另外,液压阀结构的紧凑有利于其安装、调试和对过程参数的稳定控制。
  1.2液压阀的工作原理及分类
  液压阀是利用阀芯在阀体内作相对运动来控制阀口的开关以及阀口的大小,从而实现对阀孔中液体的流量、压力和流动方向进行合理的控制。根据液压阀的工作性质将液压阀分为压力控制阀流量控制阀方向控制阀,分别用来调控阀内液体的压力、流量和方向。其中压力控制阀包括了溢流阀顺序阀等,而流量控制阀包括了节流阀调速阀等,方向控制阀包括了单向阀换向阀等。
  二、液压阀阀孔加工工艺分析
  2.1加工质量的分析
  在液压系统中,与液压阀的阀芯发生间隙配合,且具有较高的密封要求的孔为液压阀的阀孔。因此,阀孔作为液压阀中最关键的部位,其加工质量的好坏可以从根本上影响液压阀的工作性能。阀孔的加工质量过低会造成液压阀本身的工作效率和使用寿命降低,最终导致的将会是整个液压系统工作异常。因此,对液压阀阀孔的加工技术进行分析,不断的提高对阀孔的加工工艺水平,保证阀孔的加工质量,使得液压系统能高效运行。
  阀孔的加工质量包括了阀孔的尺寸和几何精度,以及阀孔的表面质量如表面粗糙度等,而对阀孔的几何精度而言,主要是为了保证孔的圆度和圆柱度。首先,从阀孔的尺寸精度上来说,液压阀在设计之初便对尺寸有着严格定量要求,为了保证其设计的精确性以实现最为精确的配合和控制,阀孔的尺寸精度,如孔的直径尺寸等,必须达到较高的精度,减少误差,这样才能从根源上保证液压阀运行的工作效率,其次,从液压阀孔的几何精度上来讲,为保证阀孔与阀体实现最佳的配合状态,应综合考虑孔的圆度和圆柱度误差,以及与轴配合时的同轴度。若阀孔在加工时产生了较大的圆柱度或者同轴度误差,会造成阀孔与阀芯配合间隙内的压力不平衡,从而产生了不利于阀孔与阀芯相对运动的径向力,因此将阀孔的圆柱度和同轴度误差控制在一定的范围内可以保证阀芯在阀体内灵活的运动。最后,从阀孔的表面质量上来看,在液压阀工作的过程中,阀孔与阀芯要进行连续的相对运动,因为阀孔与阀芯在安装时采用的是间隙配合,因此周围环境中存在的微尘或多或少的会有一点进入配合的间隙中,这些小颗粒物质以及液压阀内的液压油本身变质产生的粘稠状物质会一起对阀孔表面产生磨损,增大了阀体与阀芯相对运动时的阻力,因此为保证运动的灵敏性,对阀孔的表面粗糙度应有较高的要求,以防止在阀芯与阀孔进行相对运动的过程阀体有过度的磨损。
  2.2加工路线分析
  经过多年的研究以及经验的累计,现在形成的常用的液压阀阀孔加工工艺路线,包括了钻、粗镗、半精镗、精镗、铰孔和珩磨,对该工艺路线作出如下的具体分析:
  (1)钻 对液压阀阀体进行钻的工序,主要是为了得到所需要的阀孔外形,由钻工序进行第一步的粗加工得到的为阀孔的毛坯孔。在进行钻工序的过程中,我们首先要选用合适的钻头,包括钻头的形状和钻头的材质,然后在加工中心上对阀体进行粗加工。采用合适的钻头形状和钻头材质可以保证更高的加工效率和加工的精确性。
  (2)粗镗 对毛坯孔进行粗镗主要是为了扩孔以,去掉工件的加工余量,同时为接下来的工序留下将近一毫米的加工余量。对工件进行粗镗时我们一般采用双刃镗刀进行孔加工,这样可以时加工的效率提高。另外,在进行孔加工时,如果孔较深,我们可以通过采用两端对镗的方式进行深孔加工来防止让刀现象的发生。
  (3)半精镗 在对阀孔进行半精镗工序时,我们重新选择一种加长型的减震镗刀,从所需要加工的孔的某一端开始加工至另一端,这样可以减少在进行上一道粗镗工序时因分段镗削产生的直线度误差,同样的,半精镗完成后也需要给下一道工序留一定的加工余量[1]。
  (4)精镗 在上一道半精镗工序中我们通过对刀具的合理选择可以起到修正孔的直线度误的作用,但是不管如何对刀具进行调整,起到的修正作用也是有限的,因此,进一步对孔进行精镗工序且采用单刃的镗刀进行加工是为了获得更高直线度。
  (5)铰孔 通过对孔进行半精镗和精镗工序后,我们在一定的程度上保证了孔的直线度误差咋所要求的范围内,接下来我们便采用带导向单刃精铰刀对阀孔进行铰孔工序,来减少孔的圆柱度误差一般而言,铰孔工序能使获得的孔的圆柱度在0.015至0.02毫米之间,这在很大程度上保证的孔的圆柱度误差在规定的误差范围内。
  (6)研磨 研磨工序是对孔进行的最后一道精加工工序,进行该工序的主要目的是对阀孔的作用是对阀孔进行表面粗糙度和圆柱度的修正,以保证得到的阀孔能满足要求。
  2.3加工设备的工艺分析
  在对阀孔进行加工时,对加工设备应该进行一定的优化选择,阀孔的加工设备采用卧式加工中心,且保证加工中心具有较高的刚度,对阀孔的总体加工过程都应该保证在同一个加工中心完成。另外,在加工过程中,加工的刀具材料应选择硬度较大的材料,以保证刀具的稳定加工。对阀孔加工设备,特别是对加工刀具的选择经历了较长的研究过程,由中国研究发现的刚性镗铰刀将对孔的镗、铰工序和挤压结合起来这样既能完成大余量粗加工工序,又能完成精加工工序,是一种工作效率较高的刀具。刚性镗铰刀在进行粗加工工序的过程中,大部分的切削任务是由刀尖部分完成的。经过多年的研究和发展,镗铰刀技术得到了很多的改进和提高,包括增加导向刃的长度等,但是改进过后的镗铰刀还是容易造成较大的表面粗糙度误差,在圆柱度和圆度上也不能得到有效的保证。为了针对该问题提出相应的解决方案,经过了不停的研究我们发现在阀孔进行镗铰刀加工后再采用金刚石铰刀进行铰孔工序,以保证得到的表面粗糙度、圆柱度、圆度误差都在规定的范围内。由于金刚石具有很高的硬度,采用该材料制作出来的铰刀可以提高刀具的耐用程度,同时也能提高加工效率。采用金刚石刀具进行加工可以获得稳定可靠的加工质量[2]。
  三、总结
  阀孔作为液压阀的核心部位,其加工质量可以从根本上影响液压阀的工作效率。因此,在未来的发展中,我们应该对阀孔的加工工艺进行更深入的研究,不断的发现新的加工工艺和新的加工刀具,以获得质量更高的阀孔,更进一步的提高液压阀的工作效率。
 
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