試析液壓閥閥孔的加工工藝

董坤

【摘要】液壓閥作為液壓系統(tǒng)中一種重要的元件，用來控制系統(tǒng)中液體流動(dòng)時(shí)的壓力、流量和流動(dòng)方向，而液壓閥孔作為液壓閥最重要的部位之一，其加工質(zhì)量的好壞程度對液壓閥的工作性能有很大的影響，因此，對液壓閥閥孔的加工工藝進(jìn)行分析，不斷的提高對閥孔的加工技術(shù)，從根本上保證液壓閥的工作穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】液壓閥；閥孔；加工工藝

一、液壓閥概述

1.1液壓閥的基本機(jī)構(gòu)

液壓閥從其結(jié)構(gòu)上來說包括了閥芯、閥體以及操縱裝置，閥芯主要有滑閥和錐閥兩種，而閥體中包括了液體在液壓閥中流動(dòng)的閥孔，剩下的操縱裝置用于驅(qū)動(dòng)閥芯在閥體內(nèi)運(yùn)動(dòng)，通過閥芯在閥體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)液壓閥對液體的調(diào)節(jié)控制作用。對于液壓閥來說，閥體和閥芯的有效配合可以很好的對閥內(nèi)的液體實(shí)現(xiàn)控制調(diào)節(jié)同時(shí)還能保證閥內(nèi)良好的密封性，另外，液壓閥結(jié)構(gòu)的緊湊有利于其安裝、調(diào)試和對過程參數(shù)的穩(wěn)定控制。

1.2液壓閥的工作原理及分類

液壓閥是利用閥芯在閥體內(nèi)作相對運(yùn)動(dòng)來控制閥口的開關(guān)以及閥口的大小，從而實(shí)現(xiàn)對閥孔中液體的流量、壓力和流動(dòng)方向進(jìn)行合理的控制。根據(jù)液壓閥的工作性質(zhì)將液壓閥分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥，分別用來調(diào)控閥內(nèi)液體的壓力、流量和方向。其中壓力控制閥包括了溢流閥、順序閥等，而流量控制閥包括了節(jié)流閥和調(diào)速閥等，方向控制閥包括了單向閥、換向閥等。

二、液壓閥閥孔加工工藝分析

2.1加工質(zhì)量的分析

在液壓系統(tǒng)中，與液壓閥的閥芯發(fā)生間隙配合，且具有較高的密封要求的孔為液壓閥的閥孔。因此，閥孔作為液壓閥中最關(guān)鍵的部位，其加工質(zhì)量的好壞可以從根本上影響液壓閥的工作性能。閥孔的加工質(zhì)量過低會造成液壓閥本身的工作效率和使用壽命降低，最終導(dǎo)致的將會是整個(gè)液壓系統(tǒng)工作異常。因此，對液壓閥閥孔的加工技術(shù)進(jìn)行分析，不斷的提高對閥孔的加工工藝水平，保證閥孔的加工質(zhì)量，使得液壓系統(tǒng)能高效運(yùn)行。

閥孔的加工質(zhì)量包括了閥孔的尺寸和幾何精度，以及閥孔的表面質(zhì)量如表面粗糙度等，而對閥孔的幾何精度而言，主要是為了保證孔的圓度和圓柱度。首先，從閥孔的尺寸精度上來說，液壓閥在設(shè)計(jì)之初便對尺寸有著嚴(yán)格定量要求，為了保證其設(shè)計(jì)的精確性以實(shí)現(xiàn)最為精確的配合和控制，閥孔的尺寸精度，如孔的直徑尺寸等，必須達(dá)到較高的精度，減少誤差，這樣才能從根源上保證液壓閥運(yùn)行的工作效率，其次，從液壓閥孔的幾何精度上來講，為保證閥孔與閥體實(shí)現(xiàn)最佳的配合狀態(tài)，應(yīng)綜合考慮孔的圓度和圓柱度誤差，以及與軸配合時(shí)的同軸度。若閥孔在加工時(shí)產(chǎn)生了較大的圓柱度或者同軸度誤差，會造成閥孔與閥芯配合間隙內(nèi)的壓力不平衡，從而產(chǎn)生了不利于閥孔與閥芯相對運(yùn)動(dòng)的徑向力，因此將閥孔的圓柱度和同軸度誤差控制在一定的范圍內(nèi)可以保證閥芯在閥體內(nèi)靈活的運(yùn)動(dòng)。最后，從閥孔的表面質(zhì)量上來看，在液壓閥工作的過程中，閥孔與閥芯要進(jìn)行連續(xù)的相對運(yùn)動(dòng)，因?yàn)殚y孔與閥芯在安裝時(shí)采用的是間隙配合，因此周圍環(huán)境中存在的微塵或多或少的會有一點(diǎn)進(jìn)入配合的間隙中，這些小顆粒物質(zhì)以及液壓閥內(nèi)的液壓油本身變質(zhì)產(chǎn)生的粘稠狀物質(zhì)會一起對閥孔表面產(chǎn)生磨損，增大了閥體與閥芯相對運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力，因此為保證運(yùn)動(dòng)的靈敏性，對閥孔的表面粗糙度應(yīng)有較高的要求，以防止在閥芯與閥孔進(jìn)行相對運(yùn)動(dòng)的過程閥體有過度的磨損。

2.2加工路線分析

經(jīng)過多年的研究以及經(jīng)驗(yàn)的累計(jì)，現(xiàn)在形成的常用的液壓閥閥孔加工工藝路線，包括了鉆、粗鏜、半精鏜、精鏜、鉸孔和珩磨，對該工藝路線作出如下的具體分析：

（1）鉆 對液壓閥閥體進(jìn)行鉆的工序，主要是為了得到所需要的閥孔外形，由鉆工序進(jìn)行第一步的粗加工得到的為閥孔的毛坯孔。在進(jìn)行鉆工序的過程中，我們首先要選用合適的鉆頭，包括鉆頭的形狀和鉆頭的材質(zhì)，然后在加工中心上對閥體進(jìn)行粗加工。采用合適的鉆頭形狀和鉆頭材質(zhì)可以保證更高的加工效率和加工的精確性。

（2）粗鏜 對毛坯孔進(jìn)行粗鏜主要是為了擴(kuò)孔以，去掉工件的加工余量，同時(shí)為接下來的工序留下將近一毫米的加工余量。對工件進(jìn)行粗鏜時(shí)我們一般采用雙刃鏜刀進(jìn)行孔加工，這樣可以時(shí)加工的效率提高。另外，在進(jìn)行孔加工時(shí)，如果孔較深，我們可以通過采用兩端對鏜的方式進(jìn)行深孔加工來防止讓刀現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）半精鏜 在對閥孔進(jìn)行半精鏜工序時(shí)，我們重新選擇一種加長型的減震鏜刀，從所需要加工的孔的某一端開始加工至另一端，這樣可以減少在進(jìn)行上一道粗鏜工序時(shí)因分段鏜削產(chǎn)生的直線度誤差，同樣的，半精鏜完成后也需要給下一道工序留一定的加工余量[1]。

（4）精鏜 在上一道半精鏜工序中我們通過對刀具的合理選擇可以起到修正孔的直線度誤的作用，但是不管如何對刀具進(jìn)行調(diào)整，起到的修正作用也是有限的，因此，進(jìn)一步對孔進(jìn)行精鏜工序且采用單刃的鏜刀進(jìn)行加工是為了獲得更高直線度。

（5）鉸孔 通過對孔進(jìn)行半精鏜和精鏜工序后，我們在一定的程度上保證了孔的直線度誤差咋所要求的范圍內(nèi)，接下來我們便采用帶導(dǎo)向單刃精鉸刀對閥孔進(jìn)行鉸孔工序，來減少孔的圓柱度誤差一般而言，鉸孔工序能使獲得的孔的圓柱度在0.015至0.02毫米之間，這在很大程度上保證的孔的圓柱度誤差在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)。

（6）研磨 研磨工序是對孔進(jìn)行的最后一道精加工工序，進(jìn)行該工序的主要目的是對閥孔的作用是對閥孔進(jìn)行表面粗糙度和圓柱度的修正，以保證得到的閥孔能滿足要求。

2.3加工設(shè)備的工藝分析

在對閥孔進(jìn)行加工時(shí)，對加工設(shè)備應(yīng)該進(jìn)行一定的優(yōu)化選擇，閥孔的加工設(shè)備采用臥式加工中心，且保證加工中心具有較高的剛度，對閥孔的總體加工過程都應(yīng)該保證在同一個(gè)加工中心完成。另外，在加工過程中，加工的刀具材料應(yīng)選擇硬度較大的材料，以保證刀具的穩(wěn)定加工。對閥孔加工設(shè)備，特別是對加工刀具的選擇經(jīng)歷了較長的研究過程，由我國研究發(fā)現(xiàn)的剛性鏜鉸刀將對孔的鏜、鉸工序和擠壓結(jié)合起來這樣既能完成大余量粗加工工序，又能完成精加工工序，是一種工作效率較高的刀具。剛性鏜鉸刀在進(jìn)行粗加工工序的過程中，大部分的切削任務(wù)是由刀尖部分完成的。經(jīng)過多年的研究和發(fā)展，鏜鉸刀技術(shù)得到了很多的改進(jìn)和提高，包括增加導(dǎo)向刃的長度等，但是改進(jìn)過后的鏜鉸刀還是容易造成較大的表面粗糙度誤差，在圓柱度和圓度上也不能得到有效的保證。為了針對該問題提出相應(yīng)的解決方案，經(jīng)過了不停的研究我們發(fā)現(xiàn)在閥孔進(jìn)行鏜鉸刀加工后再采用金剛石鉸刀進(jìn)行鉸孔工序，以保證得到的表面粗糙度、圓柱度、圓度誤差都在規(guī)定的范圍內(nèi)。由于金剛石具有很高的硬度，采用該材料制作出來的鉸刀可以提高刀具的耐用程度，同時(shí)也能提高加工效率。采用金剛石刀具進(jìn)行加工可以獲得穩(wěn)定可靠的加工質(zhì)量[2]。

三、總結(jié)

閥孔作為液壓閥的核心部位，其加工質(zhì)量可以從根本上影響液壓閥的工作效率。因此，在未來的發(fā)展中，我們應(yīng)該對閥孔的加工工藝進(jìn)行更深入的研究，不斷的發(fā)現(xiàn)新的加工工藝和新的加工刀具，以獲得質(zhì)量更高的閥孔，更進(jìn)一步的提高液壓閥的工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]趙敏.液壓閥閥孔加工工藝探析[J]，液壓與氣動(dòng)，2011.

[2]黃一遠(yuǎn).分配閥體主閥孔的加工工藝研究[J]，Equipment Manufacturing Technology，2003.