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转载是一种美德 1 液压阀块加工过程中的技术分析与工艺改进 [摘要]介绍了液压阀块的加工工艺，解决了液压阀在加工过程中所遇到的一些技术难点，通过对刀具及工艺的改进为企业提高了生产效率的同时降低了企业加工成本。 [关键词]液压阀块、加工中心、三坐标测量仪、滚压刀 一、简介 液压阀块在液压系统中的重要性已被越来越多的人们所认识，其应用范围也越来越广泛。液压阀块的使用不仅能简化液压系统的设计和安装，而且便于实现液压系统的集成化和标准化，有利于降低制造成本，提高精度和可靠性。 随着液压系统复杂程度的提高，对液压阀块的要求也越来严格，提高了液压阀块生产制造和加工检验的难度，若加工工艺考虑不周，就会造成加工成本提高、原材料浪费、生产效率底等一系列问题。 所以本文以一典型液压阀块为课题进行深入研究，对加工工艺、工装夹具、刀具选用等方面进行合理优化，从而发现并解决了液压阀块在生产中的效率底、成本高、尺寸精度不稳定等一系列难题。 二、液压阀块概述 2.1液压阀块的作用 液压阀是一种用压力油操作的自动化元件，它受配压阀压力油的控制，通常与电磁配压阀组合使用，可用于远距离控制水电站油、气、水管路系统的通断。而液压阀的核心部件即为液压阀块，液压阀块在液压阀中起到控制液流的方向、压力和流量的重要作用。 2.2加工精度 液压阀块上安装阀、法兰的表面粗糙度应达到Ra0.4，末端管接头的密封面的表面粗糙度应达到Ra3.2。另外，安装管接头的螺孔与其外贴合面之间的垂直度允差至少应为8级。 阀块上所有螺孔应有加工精度要求，一般选7H，螺纹式插装阀的安装孔的加工精度应附合产品样本的要求，插装阀安装孔的粗糙度为Ra0.8，此外，还要有尺寸公差和形位公差要求。0型圈沟槽的表面粗糙度为Ra3.2，一般流道的表面粗糙度为Ra12.5。 2.3材料选择 高压阀块最好采用35 锻钢，一般的阀块采用A3钢或球墨铸铁，在用气割从板材上裁制阀块材料时，应留有足够的加工余量，最好将阀块的毛坯进行锻造后再加工。加工阀块的材料须要保证内部组织致密，不得有夹层、沙眼等缺陷，必要时应对毛坯探伤。铸铁块和较大的钢材块在加工前应进行时效处理和预处理。本文中的工件材料为QT400-18。 三、液压阀块加工难点分析 难点1、加工效率低 首先是装夹较繁琐，此零件的重点是在B—B剖视图（见下图）相交孔的加工方法上，正常情况下加工三侧面就需要三次装夹，再加上 Φ4斜孔就是四次装夹，而且不容易保证孔与孔间的相互位置关系。 其次是加工过程中所需刀具较多，如图纸所示X、Y、V、U局部视图（见下图）中的孔口相当复杂，比如X视图中的45°、15°、R0.1在加工过程中就占用了三把专用刀，而且粗糙度以及形位公差不容易满足图纸要求，影响加工效率。 难点2、形位公差较高 如下图所示，图纸要求中心孔圆度及圆柱度要保证在0.005mm之内，并且要求Φ14孔与Φ15孔的同轴度在0.1mm之内，如何保证加工后的零件满足图纸要求，是关系到整个零件加工后是否合格的重中之重。 难点3、粗糙度要求较高 如下图所示，要求中心Φ14H7孔在满足以上严格的行为公差的同时粗糙度好要保证在Ra0.8以下，这样使中心孔的加工难度有提高了一级，对工艺人员的工艺安排及刀具选用提出了更加苛刻的要求。 四、难点解决方案 1、工装的设计 通过对图纸的认真分析，决定将B—B剖视图中的相交孔放在带回转轴的立式加工中心上加工，以减少工件装夹次数，同时解决了Φ4斜孔的角度问题。 工装设计如下图所示，工件采用一面三销定位，符合六点定位原则（一面限定工件3个自由度，两长销限定工件2个自由度，一短销限定工件1个自由度），一次装夹两个零件， 图中①为工件紧固螺钉孔，通过图纸C—C剖所示的四个通孔将工件紧固与工装之上； 图中②为定位销，其中中间两个为长销(外露长度15mm左右)，左右两侧为短销（外露长度小于3mm ）,以防止在加工过程中与刀具产生干涉问题； 图中③为紧固螺钉孔，通过次孔将工装紧固与加工中心回转轴花盘上。需要注意的是工装四角经过认真处理过，四段圆弧是以工装回转中心相一致的向心弧，它的作用就是解决每次装夹工装时的重复定位问题（每次装夹工装时，用百分表找四段圆弧的跳动，小于0.02mm 即可） 2、复合刀具的选用 复合刀具是将两把或两把以上的同类或不同类的孔加工刀具组合成一体的专用刀具，它能在一次加工的过程中，完成钻孔、扩孔、铰孔、锪孔和镗孔等多工序不同的工艺复合，具有高效率、高精度、高可靠型的成形加工特点。为了减少加工X、Y、V、U局部视图的所需刀具，我们选用了复合刀具，通过定制硬质合金复合刀具，减少了刀具的使用量，一把刀具可同时加工出螺纹底孔、45°、15°、R0.1倒角以及外侧沉孔，极大的提高了加工效率。 复合刀具设计如下：
3、中心阀芯孔的工艺解决方案 为了达到图纸要求，H7的公差等级、圆度0.005mm、圆柱度0.005mm、粗糙度Ra0.8、两孔同轴度0.1mm，我们采用了钻、镗、铰、滚压的加工工艺，首先通过合金钻头将底孔加工至Φ13去处加工量；其次用Φ13.8和Φ15.1粗镗刀双向镗孔，以确保孔的位置精度；再次用Φ13.99的合金铰刀稳定孔径（一般铰孔后的孔径为Φ14+0.002 -0.002，粗糙度为Ra1.6）；最后通过可微调滚压刀保证孔的尺寸精度，同时达到图纸所要求的粗糙度值。
五、工艺改进成果 通过工艺改进后加工出来的工件，经过检测全部合格，其中阀芯孔尺寸为Φ14.013mm，圆度和圆柱度经过三坐标测量分别为0.002mm和0.004mm,粗糙度经过粗糙度仪测量为Ra0.3，加工时间由原来的90分钟（加工中心所用时间）缩短为20分钟，尺寸稳定性大幅提高。 经过对比,工艺改进后的刀具成本上升了10%，加工时间降低了45%， 产品废品率由原来的5% 降低到现在的0.5%,虽然刀具成本有略微升高，但是整体加工成本比原来降低了50%。
六、结束语 液压阀块的投入使用对液压系统的集成有了质的飞跃，同时简化了系统的安装，增加系统运行的可靠性。目前国内液压生产厂家已经设计、制造出用于各种液压系统的液压阀块，并且渐趋形成定型化，标准化产品。 而面对传统工艺加工方法，不仅加工精度难以保证，同时加工效率极低，只有不断创新、钻研、优化加工工艺才能使加工设备得以充分的发挥，提高加工效率、降低加工成本。 1.《液压圈》支持企业提供液压技术文献在微信发布，并署名感谢，有益于企业的推广，和建立良好口碑。 |
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