工程机械铸造多路阀阀体加工的技术研究

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铸造多路阀是工程机械的核心控制元件，主要零件之一是铸造阀体。而铸造阀体的加工质量是关键要素，直接影响液压多路阀工作性能及使用寿命。该文指出了铸造阀体加工的重要性，然后根据探索及验证，提出了几种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。

液压多路阀是工程机械液压系统的核心控制元件，阀体是核心零部件，目前多采用铸造式结构。其中，带滑阀结构的铸造阀体，阀芯孔、插装孔等的加工质量直接影响液压多路阀的工作性能及使用寿命，而加工成本则直接影响产品在市场中的竞争力。目前国外较多厂家已经实现铸造阀体的批量化高效率低成本生产，并向着高效率高集成化智能化柔性化方向发展。

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

经过深入实践及探索研究，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、尺寸小，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钻加工。钻工艺的使用，要求设备具备较高的内冷压力。虽然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≤0．02mm。

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阀孔单刃镗铰刀精密加工技术

针对阀芯孔的批量加工，较多采用可调式导条铰刀，但此类刀具的采购价格昂贵，约7万/把。对于小批量多品种的市场需求，可选用目前国内阀体内孔加工的传统加工工艺，在专机上配置镗铰刀，约1万/把。根据镗铰刀加工余量大、精度高的优点，将镗铰刀进行改进并应用在加工中心中，圆柱度达到0．01mm，可解决导条式铰刀购置成本高的问题，从而降低单件加工成本。

2.9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。

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