工程机械铸造多路阀阀体加工技术分析

发表时间:2020/8/13   来源:《科学与技术》2020年28卷8期   作者:刘汉飞
[导读] 阀体是液压阀的主要构成,其加工制作效果直接关系着液压阀性能高低及运行安
        摘要:阀体是液压阀的主要构成,其加工制作效果直接关系着液压阀性能高低及运行安稳性。本文的研究思路是以阀体零件构造、性能为切入点,着重探究其加工工艺属性,在此基础上拟定相配套的工艺方案,阐述加工实践中存在的难点并做出应对,形成适合多路阀阀体加工的工艺方法,在行业中得到推广和同行借鉴。
        关键词:多路阀;阀体;铸造加工;探究
        引言
        多路阀的作用是调节经过该阀门的流量大小、方向等。它是由两个及两个以上换向阀为主体的组合阀,用以操控数个执行元件的运动。其结合不同液压系统的运行需求,按照一定次序组装安全阀、补油阀等诸多零部件。不同构件之间紧凑衔接、压力耗损率偏低等是多路阀的典型特征,滑阀移动阻力不大,有多位功能、寿命长、制造简单等优点,主要应用于工程机械、起重运输机械和其他要求多个执行元件运动的行走机械中。当下国外很多发达国家已经批量化生产铸造阀体,且朝着集约化、智能化方向进军。国内铸造阀体的加工工艺起步较为迟缓,技术先进性整体水平偏低。重新审视并研究铸造阀体加工技术的必要性,在实践中不断进行改进、完善,是我国从“制造大国”转变为“制造强国”的必经途径之一。
        1概述
        铸造阀体加工是液压多路阀加工制造的关键特征点,也是加工难点之一。国内铸造阀体的加工起步较晚,对于铸造阀体加工技术虽然初具水平,但与国外相比还存在一定的差距,铸造阀体的加工技术只能依靠自主研发和国外借鉴。研究铸造阀体的加工技术,对于提高铸造多路阀加工质量,提高加工效率以及降低制造成本,提高市场竞争力,具有很强的推动力,同时为后续打破进口高端液压多路阀技术垄断奠定了坚实的基础。
        2铸造阀体加工技术
        经过深,人实践及探索研究,目前比较成熟的铸造阀体加工技术,主要有阀芯孔多台阶沉割槽同步切削技术、片式阀体片间配合面以铣代磨技术、超深小直径流道机加工技术、成套化插装阀孔加工及检测技术、大直径长倍径阀芯孔珩铰技术、粗加工过程毛刺预防技术、热能去毛刺技术、阀孔单刃镗铰刀精密加工技术、阀孔防变形余量控制技术。
        2.1阀芯孔多台阶沉割槽同步切削技术
        沉割槽是内孔孔系常见结构之一,其加工质量直接影响着产品性能,尤其对于同一轴线上多沉割槽结构,其尺寸一致性要求较高,加工精度要求高、加工难度大,目前主要采用逐个铣削或镗削的加工方式,加工效率低下,且多个沉割槽的尺寸一致性难以保证,严重地限制了产品质量。随着技术进步,近年来,机械行业开始逐步探索内孔多沉割槽加工的工艺方法,实现高效率、高质量加工,推动智能制造进程。基于当前割槽工艺现状,提出开发一种高效、高质量刀具的思路,提出新型刀具的基本要求:具有多切削刃结构,能一次性完成多个沉割槽的同步加工;阀芯孔沉割槽轴向尺寸一致性好;割槽产生的毛刺数量少尺小,利于后续去毛刺工艺开展;结构紧凑,能在现有机床上使用,避免购置专用设备。
        2.2片式阀体片间配合面以铣代磨技术
        传统的片间配合面是使用面铣刀粗铣留余量后,转至平面磨床进行磨削,过程中要进行多次转运。随着工艺技术的发展,现根据配合面的宽度,配置直径大小为1.5倍宽度的面铣刀,并增加两个修光刃,进行验证。通过以铣代磨技术,可将工序减少为一道工序,减少过程转运带来的面的磕碰问题,降低工件加工工时。
        2.3超深小直径流道机加工技术
        由于铸造工艺的局限性,较深较小的流道孔无法铸造出来,只能靠机加工出来。传统的加工方法是采用枪钻加工。枪钻工艺的使用,要求设备具备较高的内冷压力。虽然枪钻工艺能够实现较高质量、较深孔的加工,但效率低下,不适合生产节拍要求。

通过打导引孔,使用硬质合金超长钻头来替代枪钻的使用。解决效率低的问题,同时满足技术要求。
        2.4成套化插装阀孔加工及检测技术
        溢流阀、单向阀和补油阀等插装阀孔的种类多、结构复杂和精度高,通用加工方法为使用钻头、铣刀、倒角刀、铰刀等通用刀具进行加工,无法保同轴度、孔径公差和粗糙度。通过设计制造专用刀具和检具,建立刀具设计、制造、阀孔加工和检测等全套方案,实现密封锥面跳动≤0.01mm,阶梯孔同轴度≤φ0.02mm。
        2.5大直径长倍径阀芯孔珩铰技术
        目前对于大直径的阀芯孔精加工可采用传统的摇臂钻加珩铰的工艺。但传统的珩铰工艺在珩磨大直径长倍径阀芯孔的过程中适用性较差,通过改进珩铰刀具的导向、加工、倒锥部分的设计,优化加工过程,解决珩铰大直径阀芯孔至尺寸超差的问题。
        2.6粗加工过程毛刺预防技术
        铸造阀体内部存在毛刺,将严重影响整阀的性能,甚至危害整个液压系统的安全性。一般企业在去毛刺方面多采用手工机械去毛刺。但由于是人工的参与,不可控因素较多,且去毛刺质量同时受制于人的情绪发挥,不适合产业化的应用。现代工艺方法,将去毛刺工序与机加工过程进行整合,将大部分的去毛刺内容移至设备上,设备根据程序设置,自动完成去毛刺。
        2.7热能去毛刺技术
        由于铸造阀体存在较多的细长孔与细长孔相交的问题,最小的孔径可达1.5mm,无论使用设备还是人工都无法使用工具去除相应部位的毛刺。热能去毛刺,使用气体燃烧的方式,将细小的毛刺气化,实现毛刺去除。去毛刺设备需要配置合理的氧气与天然气的比例、气体压力、合理的工件容积等,通过不断验证,设置合理的参数,实现毛刺去除,同时不影响阀体的加工精度。
        2.8阀孔防变形余量控制技术
        阀芯孔珩磨后的精度要求高,直径尺寸≤0.003mm,圆柱度公差达到0.003mm,温度、加工应力、阀体结构都会对其产生较大的影响。通过在阀体贴合面增加防变形区及控制粗加工与精加工的余量分布,同时优化加工参数,可有效减小加工应力,通过时效处理,充分释放应力,减小因应力导致的阀芯孔变形量至0.0006mm。
        3结束语
        本文总结的铸造阀体加工技术已应用在实际生产过程中,可为加工制造提供借鉴。铸造阀体加工是液压多路阀制造的关键,在实际加工过程中,还需要不断研究适合于企业现有设备、原材料、以及产品使用工况等实际问题,对铸造阀体加工技术进行改进并不断完善,实现质量和效率双提升。
        参考文献
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