液压阀块数控加工工艺的实践探析

陈文升

(广东省佛山职业技术学院，广东 佛山 528137)

1 液压阀块的工艺

液压阀块的材料根据耐压性能可以选择多种，比如铝合金、段铸铁、钢件结构，如果对压力选择非常高，则可以选择锻钢。为了安装、连通各种阀门和油路，该部件一般为六面体，在各个面上分布不同样式的孔，这里进行简单分析。(1)安装孔：安装孔的主要作用是将阀块固定在液压系统之上，同时在阀块上安装不同滑阀、盖板。在实际操作当中其实加工方式很简单，型号多为M5～M16，公制螺纹孔。加工的时候只需要注意攻丝过程中丝锥折断的风险。为降低该风险，因此选择柔性刀柄、挤压丝锥来加工可以避免被折断的风险。挤压丝锥不需要排屑，而且加工质量很好，但是底孔精度方面有要求。(2)接口孔：油口孔和管接头孔的主要作用是连接P口、T口油路。在孔口位置要求使用管螺纹，方便与油管连接。如果油口没有螺纹，在孔口端面常常以O形圈来进行密封，因此在加工的过程中对孔口位置粗糙程度有一定要求。在加工完成之后运输、清洗、去毛刺的过程中要非常小心，避免划伤以及影响密封性能。(3)工艺孔：为了将两个孔连通，需要在侧面打一个孔将其连接起来，使用NPT螺堵、球堵等堵住该孔。而NPT螺孔加工的时候要注意攻丝深度，与NPT堵头配做来更好完成后续施工，避免螺堵拧入过深，或者是太浅。(4)插装孔：插装孔因为拆卸方便和维护简单，在单向阀、减压阀、溢流阀等设备当中都有使用，在使用过程中只需要将对应的插装阀按照规定的扭矩旋入到阀块上对应的安装孔当中就可以完成安装。但是为了保证穿插阀孔的各个孔轴度相同，因此与之相关的台阶孔、螺纹孔、密封面等都会使用成型铰刀来完成最后面的精加工。在实际加工当中，为了实现通流的需要则都会设置交叉孔，但是如果在工艺设计上存在问题，工艺安排不够合理就会导致铰刀运行轨迹不对、排屑困难，进而影响到整个孔壁的粗糙度、圆度等，是整个阀块加工的难点[1]。

在上述内容当中，基本上阐述了阀块加工的难点环节。在传统工艺中，传统的设计线路是下料、热处理、初铣与粗磨、数控加工、精磨、去毛刺、表面处理。传统工艺环节简单笨拙，加工工序多；目前数控铣削工艺得到了快速发展，已经能替代传统的工艺，具体工艺步骤是：下料、热处理、数控加工、去毛刺、表面处理。该工艺路线能够充分使用加工中心工序集中的优势来完成加工，减少加工工序的同时也提高了加工的效率。

2 对液压阀块设计加工的认识

在液压阀块设计加工当中尽量减少油路，以及深孔、斜孔、工艺孔等。阀块当中的孔径与流量需要尽可能匹配，尤其要注意在相贯通的孔位置需要保证足够的通流面积，注意进出油口的方向、位置，而且应该与系统总体布置、管道连接方式相匹配，考虑安装操作的工艺性，设计元件的时候需要考虑垂直、水平安装元件，必须考虑安装符合各项要求。工作当中需要调节的元件在设计加工的时候需要观察操作的方便性，在系统当中溢流阀、调速阀等元件可以设计在方便操作的位置，而且进场检修关键元件则应该处于阀块的上方、外侧，方便拆卸，在阀块的设置当中要有足够的测压点来供阀块调节使用。

3 液压阀块数控加工的关键技术

3.1 交叉孔加工

为完成各种油路的通流则需要设置交叉孔，也叫做工艺孔，在液压阀块上用正交、斜交的方式存在[2]。如果在加工的时候的对正交交叉孔进行加工，钻头在遇到这种情况的时候会遇到钻出、重新定心等相关问题，钻头受力为对称受力，在加工中注意排屑、冷却两方面的问题即可。在实际操作的过程中一般可以选择使用较短钻头钻过交叉孔，之后选择较长的钻头来往下钻，保证孔呈直线。但是部分客户对这一个方面有特殊要求，比如在阀块外部的尺寸和油管接口方面，设计的时候很容易斜交。面对这种情况需要工艺员进行合理编排加工，从而避免刀具因为斜交的出现而钻头被带偏，出现钻头折断、孔歪斜的情况。一般可以遵循以下几个原则：(1)先深孔后浅孔，因为加工深孔的钻头比较长，而刀具缺乏刚性，因此可以优先选择对细长的孔径加工，之后再选择刚性比较好的短钻头来加工交叉空位置，就可以避免出现钻孔折断等情况。如果孔长度超出一般孔，则使用短钻来引导，保持孔呈直线。(2)先插装孔、后油路孔，插装阀对插装孔有一定的要求，孔壁粗糙度要求也比较高，在这种情况下保证与O形圈之间形成密封。如果先加工插装孔侧面的流通孔会遇到受力不平衡的问题，钻头容易被带偏导致加工余量不均匀，进而影响到表面的粗糙度。因为交叉孔的存在排屑不能顺利进行。在这种情况下加工的时候都需要先加工插装孔，再进行流通孔的加工。

3.2 螺纹插装孔

螺纹插装孔各个阶梯孔与插装阀的O形圈之间的配合对精度提出了要求，因此在加工的时候应优先加工插装孔，之后再加工交叉孔。这样的加工方式可以避免加工的时候交叉孔造成的不利影响。部分特殊环境下，存在先加工插装孔则非正交的交叉孔加工必然出现折断现象，则选择后加工插装孔。出现这种问题也可以选择U钻来解决，不平衡交叉孔的加工可以使用U钻粗钻，得到一个粗糙度较高的孔，之后使用成型钻、成型铰刀来进行精加工。使用U钻应该是处于冷却环境下，否则排屑难度增加，甚至会毁坏U钻。在使用成型铰刀的时候随着加工的深入，切削力也会不断上升，在编程的时候则需要进行分段式加工来降低进给量和转速，从而克服越来越大的切削力[3]。

3.3 斜孔加工

在设计阀块的时候为减少阀块工艺，往往通过斜孔来连通不同的流道，这给加工增加了难度。为保证斜孔的加工精度，一般可以选择夹具来保证精度，另外一种就是使用多轴加工技术来进行斜孔加工。这里简单分析这种加工技术的要点：可以一把刀加工多个工件来减少换刀的时间。在加工刀具、加工工艺方面，U钻具备良好的加工效率、加工工艺，可以直接在斜面上加工。如果直径大于10 mm斜孔的加工应该优先选择U钻加工。如果较小的孔则按照普通加工方式进行，先使用平底钻进行平底加工，之后在平底孔的面上使用中心钻定位给加工，最后使用麻花钻钻出斜孔。

4 结语

通过对液压阀块的分析可以知道在加工工艺当中，难点与重点均是交叉孔和螺纹孔的加工。制造技术在当前的发展突飞猛进，数控加工技术目前已经非常成熟，加工也不是很复杂。因此可以在设计方面下功夫，合理降低加工难度。