液壓閥塊數(shù)控加工工藝的實(shí)踐探析

陳文升

(廣東省佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 佛山 528137)

1 液壓閥塊的工藝

液壓閥塊的材料根據(jù)耐壓性能可以選擇多種，比如鋁合金、段鑄鐵、鋼件結(jié)構(gòu)，如果對壓力選擇非常高，則可以選擇鍛鋼。為了安裝、連通各種閥門和油路，該部件一般為六面體，在各個面上分布不同樣式的孔，這里進(jìn)行簡單分析。(1)安裝孔：安裝孔的主要作用是將閥塊固定在液壓系統(tǒng)之上，同時在閥塊上安裝不同滑閥、蓋板。在實(shí)際操作當(dāng)中其實(shí)加工方式很簡單，型號多為M5～M16，公制螺紋孔。加工的時候只需要注意攻絲過程中絲錐折斷的風(fēng)險。為降低該風(fēng)險，因此選擇柔性刀柄、擠壓絲錐來加工可以避免被折斷的風(fēng)險。擠壓絲錐不需要排屑，而且加工質(zhì)量很好，但是底孔精度方面有要求。(2)接口孔：油口孔和管接頭孔的主要作用是連接P口、T口油路。在孔口位置要求使用管螺紋，方便與油管連接。如果油口沒有螺紋，在孔口端面常常以O(shè)形圈來進(jìn)行密封，因此在加工的過程中對孔口位置粗糙程度有一定要求。在加工完成之后運(yùn)輸、清洗、去毛刺的過程中要非常小心，避免劃傷以及影響密封性能。(3)工藝孔：為了將兩個孔連通，需要在側(cè)面打一個孔將其連接起來，使用NPT螺堵、球堵等堵住該孔。而NPT螺孔加工的時候要注意攻絲深度，與NPT堵頭配做來更好完成后續(xù)施工，避免螺堵擰入過深，或者是太淺。(4)插裝孔：插裝孔因?yàn)椴鹦斗奖愫途S護(hù)簡單，在單向閥、減壓閥、溢流閥等設(shè)備當(dāng)中都有使用，在使用過程中只需要將對應(yīng)的插裝閥按照規(guī)定的扭矩旋入到閥塊上對應(yīng)的安裝孔當(dāng)中就可以完成安裝。但是為了保證穿插閥孔的各個孔軸度相同，因此與之相關(guān)的臺階孔、螺紋孔、密封面等都會使用成型鉸刀來完成最后面的精加工。在實(shí)際加工當(dāng)中，為了實(shí)現(xiàn)通流的需要則都會設(shè)置交叉孔，但是如果在工藝設(shè)計(jì)上存在問題，工藝安排不夠合理就會導(dǎo)致鉸刀運(yùn)行軌跡不對、排屑困難，進(jìn)而影響到整個孔壁的粗糙度、圓度等，是整個閥塊加工的難點(diǎn)[1]。

在上述內(nèi)容當(dāng)中，基本上闡述了閥塊加工的難點(diǎn)環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)工藝中，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)線路是下料、熱處理、初銑與粗磨、數(shù)控加工、精磨、去毛刺、表面處理。傳統(tǒng)工藝環(huán)節(jié)簡單笨拙，加工工序多；目前數(shù)控銑削工藝得到了快速發(fā)展，已經(jīng)能替代傳統(tǒng)的工藝，具體工藝步驟是：下料、熱處理、數(shù)控加工、去毛刺、表面處理。該工藝路線能夠充分使用加工中心工序集中的優(yōu)勢來完成加工，減少加工工序的同時也提高了加工的效率。

2 對液壓閥塊設(shè)計(jì)加工的認(rèn)識

在液壓閥塊設(shè)計(jì)加工當(dāng)中盡量減少油路，以及深孔、斜孔、工藝孔等。閥塊當(dāng)中的孔徑與流量需要盡可能匹配，尤其要注意在相貫通的孔位置需要保證足夠的通流面積，注意進(jìn)出油口的方向、位置，而且應(yīng)該與系統(tǒng)總體布置、管道連接方式相匹配，考慮安裝操作的工藝性，設(shè)計(jì)元件的時候需要考慮垂直、水平安裝元件，必須考慮安裝符合各項(xiàng)要求。工作當(dāng)中需要調(diào)節(jié)的元件在設(shè)計(jì)加工的時候需要觀察操作的方便性，在系統(tǒng)當(dāng)中溢流閥、調(diào)速閥等元件可以設(shè)計(jì)在方便操作的位置，而且進(jìn)場檢修關(guān)鍵元件則應(yīng)該處于閥塊的上方、外側(cè)，方便拆卸，在閥塊的設(shè)置當(dāng)中要有足夠的測壓點(diǎn)來供閥塊調(diào)節(jié)使用。

3 液壓閥塊數(shù)控加工的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 交叉孔加工

為完成各種油路的通流則需要設(shè)置交叉孔，也叫做工藝孔，在液壓閥塊上用正交、斜交的方式存在[2]。如果在加工的時候的對正交交叉孔進(jìn)行加工，鉆頭在遇到這種情況的時候會遇到鉆出、重新定心等相關(guān)問題，鉆頭受力為對稱受力，在加工中注意排屑、冷卻兩方面的問題即可。在實(shí)際操作的過程中一般可以選擇使用較短鉆頭鉆過交叉孔，之后選擇較長的鉆頭來往下鉆，保證孔呈直線。但是部分客戶對這一個方面有特殊要求，比如在閥塊外部的尺寸和油管接口方面，設(shè)計(jì)的時候很容易斜交。面對這種情況需要工藝員進(jìn)行合理編排加工，從而避免刀具因?yàn)樾苯坏某霈F(xiàn)而鉆頭被帶偏，出現(xiàn)鉆頭折斷、孔歪斜的情況。一般可以遵循以下幾個原則：(1)先深孔后淺孔，因?yàn)榧庸ど羁椎你@頭比較長，而刀具缺乏剛性，因此可以優(yōu)先選擇對細(xì)長的孔徑加工，之后再選擇剛性比較好的短鉆頭來加工交叉空位置，就可以避免出現(xiàn)鉆孔折斷等情況。如果孔長度超出一般孔，則使用短鉆來引導(dǎo)，保持孔呈直線。(2)先插裝孔、后油路孔，插裝閥對插裝孔有一定的要求，孔壁粗糙度要求也比較高，在這種情況下保證與O形圈之間形成密封。如果先加工插裝孔側(cè)面的流通孔會遇到受力不平衡的問題，鉆頭容易被帶偏導(dǎo)致加工余量不均勻，進(jìn)而影響到表面的粗糙度。因?yàn)榻徊婵椎拇嬖谂判疾荒茼樌M(jìn)行。在這種情況下加工的時候都需要先加工插裝孔，再進(jìn)行流通孔的加工。

3.2 螺紋插裝孔

螺紋插裝孔各個階梯孔與插裝閥的O形圈之間的配合對精度提出了要求，因此在加工的時候應(yīng)優(yōu)先加工插裝孔，之后再加工交叉孔。這樣的加工方式可以避免加工的時候交叉孔造成的不利影響。部分特殊環(huán)境下，存在先加工插裝孔則非正交的交叉孔加工必然出現(xiàn)折斷現(xiàn)象，則選擇后加工插裝孔。出現(xiàn)這種問題也可以選擇U鉆來解決，不平衡交叉孔的加工可以使用U鉆粗鉆，得到一個粗糙度較高的孔，之后使用成型鉆、成型鉸刀來進(jìn)行精加工。使用U鉆應(yīng)該是處于冷卻環(huán)境下，否則排屑難度增加，甚至?xí)腢鉆。在使用成型鉸刀的時候隨著加工的深入，切削力也會不斷上升，在編程的時候則需要進(jìn)行分段式加工來降低進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，從而克服越來越大的切削力[3]。

3.3 斜孔加工

在設(shè)計(jì)閥塊的時候?yàn)闇p少閥塊工藝，往往通過斜孔來連通不同的流道，這給加工增加了難度。為保證斜孔的加工精度，一般可以選擇夾具來保證精度，另外一種就是使用多軸加工技術(shù)來進(jìn)行斜孔加工。這里簡單分析這種加工技術(shù)的要點(diǎn)：可以一把刀加工多個工件來減少換刀的時間。在加工刀具、加工工藝方面，U鉆具備良好的加工效率、加工工藝，可以直接在斜面上加工。如果直徑大于10 mm斜孔的加工應(yīng)該優(yōu)先選擇U鉆加工。如果較小的孔則按照普通加工方式進(jìn)行，先使用平底鉆進(jìn)行平底加工，之后在平底孔的面上使用中心鉆定位給加工，最后使用麻花鉆鉆出斜孔。

4 結(jié)語

通過對液壓閥塊的分析可以知道在加工工藝當(dāng)中，難點(diǎn)與重點(diǎn)均是交叉孔和螺紋孔的加工。制造技術(shù)在當(dāng)前的發(fā)展突飛猛進(jìn)，數(shù)控加工技術(shù)目前已經(jīng)非常成熟，加工也不是很復(fù)雜。因此可以在設(shè)計(jì)方面下功夫，合理降低加工難度。