陆启浩
广东科达液压技术有限公司 528000
摘要：近年来，现代科技的不断发展，设备器械的精密性和性能都有了明显提高，液压传动技术也得到了愈发普遍的运用，甚至涉及到了人们生活与生产的各个环节之中。因为当前我国自主开发的液压元件在质量与性能方面与国际先进元件仍然具有一定差异，因此在农业、工业、采矿等行业领域中所采用的液压元件基本都来自进口，所以自主开发具有自主知识产权的高品质液压元件至关重要。本文主要围绕基于逆向工程的液压元件设计展开论述，并探讨了设计和检测中逆向工程技术的应用。
关键词：液压元件；检测方法
一、液压元件设计与工艺分析
液压技术的发展对于元件的设计也有了新的要求，功耗、振动、性能、可靠性等都成为了设计与生产的关键标准。因此针对液压元件的设计与制造来说，需要注重以下几点：1）阀类元件需要保证阀芯的移动足够灵活且使用寿命较长。一般情况下滑阀配合间隙在0.005～0.035mm之间，配合间隙公差在0.005～0.015mm之间。圆度及圆柱度允差在0.002～0.008mm之间，台阶式阀芯及阀孔中，圆柱面同轴度允差则在0.005～0.01mm之间；2）阀芯和阀孔配合表面需要保证粗糙度Ra值在0.1～0.2μm，一般情况下由于孔的加工难度相对较高，所以阀芯外圆表面粗糙度值在0.1μm左右，阀孔内圆表面则为0.2μm。不过若通过珩磨作为最终加工环节，并且表面粗糙度为0.1μm，那么阀芯外圆加工可以为0.2μm；3）叶片泵叶子在转子槽中的配合间隙也需要进行控制，不仅要保证泄漏更小，同时还要保证叶片可以在转子槽中灵活移动，如果叶片厚度δ=2.25mm，那么配合间隙需要保证在0.01～0.02mm之间。叶片宽度需要低于转子0.01mm，转自宽度也需要较定子宽度低0.02～0.04mm之间；4）柱塞泵的柱塞和孔配合间隙中，需要根据漏损及摩擦损失的和进行判定，若二者之和的最小值n＜，那么取值范围在0.01～0.015mm之间。转速提升或受压力的影响，可以根据实际情况进行调节。柱塞插入部分需要开出深度在0.3～0.5mm之间，宽0.3～0.7之间的均压环槽，并且还要及时进行槽内清理工作，避免内部夹杂的颗粒或其他杂物对其运行带来影响。柱塞和柱塞孔粗糙度在0.4～0.1μm之间；5）配流盘二端面平面度允差需要在0.005mm以内，而且不能存在凸起，表面粗糙度也不能高于0.1μm。两端面平行允差需要控制在0.006mm以内，外圆和密封面内圆同轴度允差为0.05mm，外圆和腰型槽的同轴度允差为0.02mm，配流盘需要保证在长时间运作下能够保持稳定的运行状态，而且不能出现较为严重的形变。
二、逆向工程下液压元件的检测方法
（一）配流盘
其一，需要准确把握配流盘额外观特征，以及配流盘本身对于液压元件和设备的功能作用，从而了解采用哪种测头或检测步骤等；其二，构建坐标系与测量路径，在测量过程中获得尽量准确的点云数据；其三，运用geomagic studio9点云数据处理软件，针对点云数据实施降噪和多视数据的拼合、数据插补平滑处理；其四，采用ProE进行建模，实现点云数据的参数化处理，最终生成二维图纸，结合液压元件的具体设计标准以及元件在设备中的作用，再按照测头的检测数据进行尺寸和公差、形位公差、表面粗糙度等标准进行设计与调试。
（二）集成阀体
当前，液压控制阀的设计具有着高度集成化的特征，集成液压阀体虽然外形结构较为简单，但在六个面中都具有许多孔隙，孔隙之间的位置却较为复杂，阀芯孔的精度具有一定要求，所以仅凭借以往的检测方法并不能得到准确可靠的检测数据。而集成阀体逆向工程的实现则很好的解决了这一问题，提高液压元件的设计与检测可靠性，具体实现路线有以下：1）利用集成阀体分析，选择激光测头来针对阀体的不同方向进行扫描，从而找到外观特点以及不同阀孔的位置联系。之后将阀体进行线性切割，利用激光测头来检测阀孔的内部情况，最后对阀孔配合面利用测头进行检测，利于之后的曲线拟合，也为之后设计工作的调整以及找到公差提供条件；2）坐标系的建立，为了能让后期的多视配准顺利实现，按照上述的规划需要采用多个方向扫描的技术方法，从而获得准确的点云数据；3）数据输出，将检测获取到的点云数据输出为geomagic studio9点云数据处理软件能够读取和处理的格式，通常为xyz格式；4）通过geomagic studio9点云数据处理软件，将点云数据实现异常点的删除以及数据插补平滑等操作，之后将经过处理的数据输出成ProE能够读取的文件格式；5）通过ProE系统，结合点云数据实现数据建模，为之后二次设计中对三维数字模拟的参数化与尺寸调节提供便利；6）在上述环节完成之后，可以进行多种细节设计，绘制出二维的零件图。因为集成阀体的外表构成较为简易，所以在构建模型过程中可以选择参数化造型工具，一边之后对阀体结构的改进或二次设计。
激光扫描所获取的点云数据一般可以用作阀体外观及孔间位置联系的生成，针对剖切的阀芯孔来说也需要利用测头来保证检测的精确性。按照激光测量的位置，利用旋转等方式来清理掉材料和生成阀芯孔，为设计工作选择合理的尺寸公差及配合公差提供可靠依据。
（三）马达端盖
以逆向工程技术为基础的液压元件检测中，检测方法一般有两种类型，第一种便是结合经处理的点云数据直接与零件的三维数字模型比对，用于检测液压元件所存在的偏差问题，如Geomagic studio中的Qualify模块便是快速自动监测软件的一种。第二种便是直接采用测头测量的方式，在测量软件PC-DIMS中可以直接生成检测报告。测头测量方法能够在PC-DIMS软件中输入被检测要素及公差，也可以通过零件的三维数字模型来自动生成被检测元件的位置，之后利用手动的方式输入行为公差及其他有关信息，经过检测后能够出具具体的报告。以，马达端盖检测为例，液压元件检测中主要的检测路线如下：1）找到测量目标的基本特点，按照端盖的三维数字模型来标出检测目标的各项信息；2）结合全部测量特征来看，可以采用触发式的测头，需要保证零件位置的合理性，之后建立坐标系；3）在不同功能框中将原件的尺寸公差等信息进行输入；4）采用触发式测头实现检测；5）在得到检测报告之后，将其发送到外部RTF文件之中。
结束语：目前逆向工程已经获得了越来越广泛的应用，也已经开发出了多种软件技术，但软件针对数据分块和拼接等方面都存在一定局限性，尤其是大规模数据破损的情况下，数据修补能力并不高，这也需要通过不断的研究改进来提高其整体质量。在液压元件设计方面，配合公差及尺寸公差等方面都是结合有关标准及经验来实现，所以需要进一步探索逆向工程软件的智能化建模，加强逆向工程软件的处理效率等。
参考文献：
[1]李美美,康玉辉,赵敬云.基于逆向工程的吸尘器接头创新设计[J].南方农机,2021,52(09):119-121.
[2]潘莹.基于BIM技术的水利水电工程逆向设计[J].水利信息化,2021(02):14-18.
[3]朱宁晖.运用逆向思维做好公路工程施工安全管理[J].低碳世界,2021,11(04):242-243.
[4]姜文革.基于逆向工程技术的打蛋器壳体结构优化设计[J].轻工科技,2021,37(05):92-93.
[5]高新凯.逆向工程技术在信息系统开发中的应用[J].电脑编程技巧与维护,2021(04):64-65+108.
[6]夏会芳,汤剑,张琳琅,苏秀芝.基于逆向工程的复杂工艺品设计及快速成型[J].机械工程与自动化,2021(02):52-54.
[7]高宇,李卫民,赵旭东,江国海,丛伟.逆向工程技术研究现状与展望[J].辽宁工业大学学报(自然科学版),2021,41(02):90-94+128.