浅谈加工多路阀阀芯孔工艺Word文档格式.docx

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致谢…………………………………………………………………………………………14

加工多路阀阀芯孔工艺

一工件叙述

什么是多路阀：

多路阀是由单向阀,安全阀,进油体,回油体和多个换向打阀组合起来的组合阀,以手工换向阀为主.它具有结构紧凑,工作压力较高,性能好,工作可靠的特点.广泛运用于联合收割机,叉车,工程机械,矿山机械,起重运输机械和其他行走机械液压系统,用于改变液流方向,实现多个执行机构的集中控制.多路阀包括一个本体和致动器，所述本体有通过一个连接通道相连通的一主流路侧阀室和一副流路侧阀室以及一主流路、一支流路和一副流路，所述主流路与布置在主流路侧阀室的底部的中间的主流路侧连通口连通，所述支流路与主流路侧阀室连通，所述副流路与布置在副流路侧阀室的底部的中间的副流路侧连通口连通，所述致动器有分别用于打开和关闭主流路侧连通口和副流路侧连通口的阀体。

多路阀是一种可叠加，具有负荷传感压力补偿功能的现代多路控制元件。

通过比较传感滑伐（补偿滑伐）上下腔压力差ΔP保持恒定的原理，无级调节工作流量。

在变化的负载工况中，选择任意操作行程点，均实现了恒流量控制，并具有压力补偿功能。

在多个阀片不同负载同时操作时，实现在不同流量和不同负载压力下相互独立的同步工作。

减少了不必要的功率损失，实现液压系统全功率柔和平稳的控制。

多路阀原理：

多路阀原理主要用来控制流体。

例1个活塞向1个方向移动。

要向1端充流体，另1端排流体，进的1端是高压流体，出的1端回到油箱。

这1个动作要求进端阀打开，排（回）流阀关闭，另1端进端阀关闭，打开排（回）流阀关闭。

活塞材能向1个方向移动。

目前现成产品有2位3通，2位4通，3位5通等。

多路阀原理，是根据压力系统的工作压力自动启闭，一般安装于封闭系统的设备或管路上保护系统安全。

当设备或管道内压力超过安全阀设定压力时，即自动开启泄压，保证设备和管道内介质压力在设定压力之下，保护设备和管道正常工作，防止发生意外，减少损失。

多路阀应用范围：

挖掘机；

装载机；

压路机；

叉车；

随车吊；

混凝土泵车；

垃圾车；

清障车。

多路阀种类和应用：

1，ZS系列多路阀是一种以手动换向为主体的组合阀。

带有先导式安全阀和单向阀，油路形式为并联油路。

该阀结构简单，泄露量小，安全阀启闭性好，滑阀机能有O、P、Y、A几种形式。

定位方式有弹簧复位和钢球定位两种。

主要应用于工程机械、矿山机械、起重运输机械和其它机械液压系统，用于改变液流方向，实行多个执行机构的集中控制。

压力补偿元件，比例流量阀，电磁多路换向阀及各种功能阀组成，采用定量泵可实现比例多路换向控制回路，回路温升低，无载功耗少，适应于中、小型液压移动机械。

2.DL15系列多路阀是由单向阀、安全阀、进油体、回油体和多个换向阀片组合而成的组合阀。

以手动换向为主。

它具有结构紧凑、工作压力高、性能优异、工作可靠等特点。

油路采用并联油路。

有多种滑阀技能供系统需要。

阀杆复位方式采用手动换向弹簧自动复位或钢珠定位。

阀片内部设单向阀，以防止油液倒流。

进油阀片带有溢流阀，以控制整个系统压力。

根据用户需要，换向阀两端可装有过载阀以满足不同执行机构负载需要。

该阀广泛用于叉车、环保车等工程机械的液压系统

3、DL-8型多路阀是片式结构的多路阀，是参照多田野汽车起重机下车阀改进设计而成。

它主要用于控制汽车起重机支腿的伸缩，设计除保证原有性能外，还注重考虑了通往上车的油路通道，使中位压力损失大为下降，减小了系统的发热。

事实证明，该阀完全能替代多田野汽车起重机下车阀，实现了进口元件的国产化。

该阀主要是由前端阀体、选择阀组、液控阀组和四联换向阀组成。

其安全阀结构紧凑，启闭性能好，噪声小。

该阀为手工操作，具有操纵轻便、换向灵活、定位可靠等特点。

该阀还可用于其他工程机械的液压系统。

每加一片增加100元。

4、QYZ-L15-4M系列阀主要用于液压汽车起重机和液压高空作业车等型号的上车液压系统中，该多路换向阀为片式结构，采用M型滑阀机能，通过上车阀来控制上车的卷扬、回转、变幅、伸缩等功能。

并能实现各个执行元件的联动作用，大大提高了吊车的工作效率。

该系列阀具有结构紧凑、性能先进、安装使用方便等特点，能够很好地满足上车液压系统的性能要求。

5、FDL-F15L系列多路阀是在DL系列多路阀的基础上改进得来，特点是集分流阀与多路换向阀于一体，减少了结构复杂程度，便于设计、安装及维修。

该阀是由单向阀、安全阀、进油体、回油体和多个换向阀组合起来的组合阀。

以手动换向阀为主。

它具有结构紧凑、工作压力较高、性能好、工作可靠等特点。

广泛应用于叉车、装载机等工程机械及矿山、轻工、环卫、农机等行业。

用以改变液流方向，实行多个执行机构的集中控制。

6、DF50型多路阀是并联式手动换向阀，具有高度集成的结构，压力损失小，工作可靠，安装维修方便等特点，可实现多个执行机构的集中控制，可按不同的使用要求组合功能阀片，该系列多路阀每联都带单向阀。

根据用户需要，可在任一工作腔和回油腔之间安装过载阀或补油阀，单双作用调节手柄可以根据机型的不同进行互相转换。

DF50系列多路阀广泛应用于各类行走机械中。

7、CBD系列多路阀是引进、消化吸收国外先进技术进行设计的新产品，她不但适用于叉车、小型装载机、平地机液压系统，还可以应用于其他起重运输机械、矿山机械液压系统中，使主机实现了进口元件的国产化。

该系列多路阀采用片式结构，1-10连内可以任意组合。

油路形式为并联、串并联。

进油片内设有稳流装置，保证转向系统正常工作。

换向片内可带过载阀、二次压力阀、补油阀等附加阀供用户选择。

滑阀机能有O、A、R、Y、OX等，供用户任意组合。

CBD15型适用于单泵分流双回路系统。

量大可议。

我公司可为客户定制生产各种特殊要求的多路阀。

8、ZD系列多路阀是一种中高压整体式两路换向阀。

可按客户要求在阀上设溢流阀、过载阀、单向阀、补油阀等。

溢流阀可调节系统压力、过载阀控制单个油腔工作压力，单向阀防止油液倒流，换向阀滑阀机能有A、O、Y、P等，可任意组合。

换向手柄有两种安装形式，便于不同方向的操作。

该阀采用并联油路，设计有压力输出口与其它液压元件相接提供动力源。

经过特殊设计的密封方式，使阀的密封性能卓越。

该阀广泛用于叉车、环卫车辆、小型装载机等工程机械的液压系统。

液压多路阀，由左右驱动阀组成，驱动阀包括驱动阀阀体和阀芯，其特征是：

所述驱动阀阀体上设有过载保护阀，过载保护阀与阀体的进出油口连接，所述过载保护阀包括主阀体、副阀体、阀针和单向阀芯，所述主阀体后端螺接有副阀体，所述副阀体内腔置有阀针，阀针后端套接复位弹簧，锥形阀针与副阀体前端的油孔触接，所述单向阀芯前端设有圆孔，圆孔与节流阀芯滑动配合，所述中心设有节流孔的节流阀芯后端设有弹簧，所述副阀体前端与单向阀芯内腔之间形成卸压腔。

有益效果：

实现了微动效果；

增加过载保护阀，使工作系统传过来的瞬时高压在系统的溢流阀卸荷之前开启，去除峰值压力，有效保护了液压件及结构件免受到破坏性冲击，多路阀是管路流体输送系统中控制部件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。

用于流体控制的多路阀，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种多路阀，其品种和规格繁多，多路阀的公称通径从极微小的仪表阀大至通径达10m的工业管路用阀。

多路阀可用于控制水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、液态金属和放射性流体等各种类型流体的流动，多路阀的工作压力可从0.0013MPa到1000MPa的超高压，工作温度从-269℃的超低温到1430℃的高温。

多路阀的控制可采用多种传动方式，如手动、电动、液动、气动、蜗轮、电磁动、电磁－－液动、电－－液动、气－－液动、正齿轮、伞齿轮驱动等；

可以在压力、温度或其它形式传感信号的作用下，按预定的要求动作，或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭，多路阀依靠驱动或自动机构使启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动，从而改变其流道面积的大小以实现其控制功能。

多路阀是管路流体输送系统中控制部件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。

多路阀安装的技术要求

1、方向性

一般多路阀的阀体上有标志，箭头所指方向即燃气向前流通的方向。

必须特别注意，不得装反。

因为有各种多路阀要求燃气单向流通，如安全阀、减压阀、止回阀、节流阀等，对于截止阀为了便于开启和检修，也要求燃气由下而上通过阀座，但闸阀、旋塞安装时，不受流通方向限制。

2、安装位置

要以多路阀长期操作和维修考虑，尽可能方便操作维修，同时还要注意组装时外形的美观。

A、多路阀手柄方向可以垂直向上，也可以倾斜至某一角度或水平放置，但手轮不得向下，以避免仰脸操作；

落地多路阀的手轮最好齐胸高，便于启闭；

明杆闸阀不能用于地下，防止阀杆受到腐蚀。

B、有些多路阀的安装位置有特殊的要求，如减压阀要求直立地安装在水平管道上，不得倾斜，升降式止回阀要求阀瓣垂直；

旋启式止回阀要求销轴水平。

总之要根据多路阀的原理确定其安装位置，否则多路阀就不能有效的工作，甚至不起作用。

随着现代工业的不断发展,多路阀需求量不断增长,一个现代化的石油化工装置就需要上万只各式各样的多路阀,多路阀使用量大.开闭频繁,但往往由于制造,使用选型,维修不当,发生跑,冒,滴,漏现象,由此引起火焰,爆炸,中毒,烫伤事故,或者造成产品质量低劣,能耗提高,设备腐蚀,物耗提高,环境污染,甚至造成停产等事故,已屡见不鲜,因此人们希望获得高质量的多路阀,同时也要求提高多路阀的使用,维修水平,这时对从事多路阀操作人员,维修人员以及工程技术人员,提出新的要求,除了要精心设计,合理选用,正确操作多路阀之外,还要及时维护,修理多路阀,使多路阀的"

跑,冒,滴,漏"

及各类事故降到最低限度.多路阀是流体输送系统中的控制部件，具有导流、截流、调节、节流、防止倒流、分流或溢流泄压等功能。

多路阀作为管道的重要控制元件，广泛应用于石油、化工、冶金、天然气输送、发电站、城市供水等国民经济的各个部门。

多路阀的发展历史

30年代，美国发明了多路阀，50年代传入日本，到60年代才在日本普遍采用，而在我国推广则是70年代后的事了。

目前世界上一般在DN300毫米以上多路阀已逐渐代替了闸阀。

多路阀与闸阀相比有开闭时间短，操作为矩小，安装空间小和重量轻。

以DN1000为例，多路阀约2T，而闸阀约3.5T，且多路阀易与各种驱动装置组合，有良好的耐久性和可靠性。

橡胶软密封多路阀缺点是作节流使用时，由于使用不当会产生气蚀，使橡胶座剥落、损伤等情况发生。

为此，现在国际上又开发金属硬密封多路阀，气蚀区减小，近几年我国也开发了金属硬密封多路阀，在日本近年来还开发耐气蚀、低振动、低噪声的梳齿形多路阀。

多路阀结构简单，只由少数几个零件组成，材料耗用省；

体积小、重量轻、安装尺寸小，驱动力矩小，操作简便、迅速，只需旋转90°

即可快速启闭；

并且还同时具有良好的流量调节功能和关闭密封特性，在大中口径、中低压力的使用领域，多路阀是主导的阀门形式。

多路阀处于完全开启位置时，蝶板厚度是介质流经阀体时唯一的阻力，因此通过该阀门所产生的压力降很小，故具有较好的流量控制特性。

多路阀有弹密封和金属的密封两种密封型式。

弹性密封阀门，密封圈可以镶嵌在阀体上或附在蝶板周边。

　采用金属密封的阀门一般比弹性密封的阀门寿命长，但很难做到完全密封。

金属密封能适应较高的工作温度，弹性密封则具有受温度限制的缺陷。

如果要求多路阀作为流量控制使用，主要的是正确选择阀门的尺寸和类型。

多路阀的结构原理尤其适合制作大口径阀门。

多路阀不仅在石油、煤气、化工、水处理等一般工业上得到广泛应用，而且还应用于热电站的冷却水系统。

　常用的多路阀有对夹式多路阀和法兰式多路阀两种。

对夹式多路阀是用双头螺栓将阀门连接在两管道法兰之间，法兰式多路阀是阀门上带有法兰，用螺栓将阀门上两端法兰连接在管道法兰上。

阀门的强度性能是指阀门承受介质压力的能力。

阀门是承受内压的机械产品，因而必须具有足够的强度和刚度，以保证长期使用而不发生破裂或产生变形。

多路阀适用于流量调节。

由于多路阀在管路中的压力损失比较大，大约是闸阀的三倍，因此在选择多路阀时，应充分考虑管路系统受压力损失的影响，还应考虑关闭时蝶板承受管道介质压力的坚固性。

此外，还必须考虑在高温下弹性阀座材料所承受工作温度的限制。

多路阀的结构长度和总体高度较小，开启和关闭速度快，且具有良好的流体控制特性，多路阀的结构原理最适合制作大口径阀门。

当要求多路阀作控制流量使用时，最重要的时正确选择多路阀的尺寸和类型，使之能恰当地、有效地工作。

现有一批挖掘机多路阀需要加工阀芯孔。

如图1。

图1

它是有11片阀片组成，两头和中间的为辅助阀片，另外八片是工作片，也是此次需要加工阀芯孔的阀片。

它的工作原理就是阀芯在其孔中做横向动作，引导液压油的流向，来完成挖掘机的工作运动。

阀芯孔与阀芯的配合与密封是至关重要的，所以对阀芯孔和阀芯的加工精度要求也是相当高的。

要求如下：

孔径公差0-0.002MM,直线度0.02MM,粗糙度0.2。

现在阀组已按照设计要求组装好，因其阀组是组装式，为了解决阀片之间的渗油，两头螺母的压力也是严格的计算的，也就造成了阀片的轻微的物理变形，为了阀芯孔精度，工作片阀的阀芯孔预先留了0.08MM的量，进行精整加工。

二工艺确定和刀具选用

首先，我们来确认一下工艺。

利用钻床和成型刀具进行加工。

选用珩磨的加工方法。

珩磨是一种低速磨削法，主要用于内孔加工。

　珩磨加工特点：

　　加工精度高

　　特别是一些中小型的通孔，其圆柱度可达0.001mm以内。

一些壁厚不均匀的零件,如连杆,其圆度能达到0.002mm。

对于大孔（孔径在200mm以上）,圆度也可达0.005mm,如果没有环槽或径向孔等,直线度达到0.01mm/1m以内也是有可能的。

珩磨比磨削加工精度高,因为磨削时支撑砂轮的轴承位于被珩孔之外,会产生偏差,特别是小孔加工,磨削精度更差。

珩磨一般只能提高被加工件的形状精度,要想提高零件的位置精度,需要采取一些必要的措施。

　　表面质量好

　　表面为交叉网纹，有利于润滑油的存储及油膜的保持。

有较高的表面支承率（孔与轴的实际接触面积与两者之间配合面积之比），因而能承受较大载荷，耐磨损，从而提高了产品的使用寿命。

珩磨速度低（是磨削速度的几十分之一），且油石与孔是面接触，因此每一个磨粒的平均磨削压力小，这样珩磨时，工件的发热量很小，工件表面几乎无热损伤和变质层，变形小。

珩磨加工面几乎无嵌砂和挤压硬质层。

　　加工范围广

　　主要加工各种圆柱形孔：

通孔、轴向和径向有间断的孔，如有径向孔或槽的孔、键槽孔、花键孔、盲孔、多台阶孔等。

另外,用专用珩磨头,还可加工圆锥孔、椭圆孔等,但由于珩磨头结构复杂,一般不用。

用外圆珩磨工具可以珩磨圆柱体,但其去除的余量远远小于内圆珩磨的余量。

珩磨几乎可以加工任何材料，特别是金刚石和立方氮化硼磨料的应用，进一步拓展了珩磨的运用领域，同时也大大提高了珩磨加工的效率。

　　切削余量少

　　为达到图纸所要求的精度，采用珩磨加工是所有加工方法中去除余量最少的一种加工方法。

在珩磨加工中，珩磨工具是以工件作为导向来切除工件多余的余量而达到工件所需的精度。

珩磨时，珩磨工具先珩工件中需去余量最大的地方，然后逐渐珩至需去除余量最少的地方。

　　纠孔能力强

　　由于其余各种加工工艺方面存在不足，致使在加工过程中会出现一些加工缺陷。

如：

失圆、喇叭口、波纹孔、尺寸小、腰鼓形、锥度、镗刀纹、铰刀纹、彩虹状、孔偏及表面粗糙度等。

采用珩磨工艺加工可以通过去除最少加工余量而极大地改善孔和外圆的尺寸精度、圆度、直线度、圆柱度和表面粗糙度。

根据珩磨刀磨削的特点通常都是使用万向接头与机床进行连接的，在机床主轴旋转时会有一定限制的浮动。

这样在磨削时刀具就会顺着工件的预孔进行均匀加工，对工件的定位要求降低。

在大批量生产中，珩磨加工具有成本低、精度高等特点，珩磨加工正逐步成为现代制造单元中的重要组成部分。

针对阀芯孔的留量，我设计了四把成型珩磨刀，前三把属于切削余量用，第四把为精整用。

刀具的材料选用的是金刚石，但每把刀其粒度与密度不同，在这里就不加以说明了。

三夹具设计与分析

图2

现在说到工装夹具了。

从阀组的形状，重量，后期批量生产等方面考虑，夹具是必备的。

机床夹具的形式很多，可以按照多种不同的特征进行分类，如按使用场合可分为车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、镗床夹具、磨床夹具等，按动力源可分为气动、液动、电动、手动夹具等，按通用程度可分为通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具、随行夹具。

本文设计的多路阀整体珩磨夹具按通用程度可分为成组夹具，可按照控制阀片的数量进行更换部分元件，便可加工同组内的产品。

如图2.

此夹具使用单个圆锥销定位。

首先熟悉一下工作片，工作片阀芯孔两头都有一个大于阀芯孔的台阶孔，此处是装密封圈用，因阀芯进行横向运动时会带出油来，此处可以很好的封油，使油不会外渗。

我们利用此处特点进行阀芯孔孔定位。

工件使用单个圆锥销定位时容易倾斜，故应和其他定位元件组合定位。

为了解决倾斜，在这里我把圆锥销做成活动的，中间为空孔，有利于珩磨刀从其通过。

利用板1做它的定位套，在其底部使用弹簧，当阀组中的工作片压上圆锥销时，工件的重量大于弹簧，圆锥销下降，工件与夹具的滑动板接触，圆锥销上的圆锥面就与阀片密封圈孔重合，限制了工件只能围着圆锥销旋转，不会发生倾斜。

在珩磨时，珩磨刀会带动阀片有一定的摆动，在摆动的过程中，弹簧会把圆锥销顶起，与工件进行密切接触，使其不会无限制甩出，造成产品报废或刀具受损，甚至人员受伤。

在这里还有一个方向需要限制，如果工件和刀具的旋转成一个速度转动，那就不能进行磨削了，所以要限制它的旋转，我们发现阀组两头有四个安装脚，它们基本又比其它阀片要突出，于是就在滑动板上做了两个槽，这样一来，旋转的问题就解决了。

我们有八片阀需要加工，这就需要阀组的移动了，选择了使用丝杆传动，丝杆是宽螺纹，在移动中的工件的力量和圆锥销下弹簧的阻力还是不小的。

它的原理是这样的:

手柄转动起来，丝杆旋转，带动滑动板移动，滑动板底部用的是钢珠传动，可以减少阻力，滑动板带动工件移动，工件受前进的力，就通过圆锥销的圆锥面就把圆锥销下压，这也是选择圆锥销定位的原因之一，工件脱离定位销移动，当到下一个要加工的阀芯孔时，圆锥销在弹簧的推力下上升并进行定位。

在从一个工作片到另一个工作片的运动中，力量最大的地方是把圆锥销下压，并脱离这一块，这要根据操作者的需求来选择弹簧的大小了。

这块也要主要弹簧的力不能太大，当加工两头的阀片时，会出现翘头，那样会出现工件摆动的浮动不稳。

在丝杆与挡板的间隙应该留有1mm，这样滑动板与工件与圆锥销在定位时容易很多。

四设备选用

刀具也选好了，工装也做好了，现在的选择设备了。

整组阀组的阀芯孔加工起来相对简单，只有径向运动，根据精度要求对刀具的要求最高，对机床的要求不是很高。

在选择机床时，就偏向适用，通用的原则来选择钻床了。

它的工作台要符合能装下设计好的工装夹具；

行程要有足够的长，包括工件的长度，刀具的长度，刀具与机床连接用的万向头的距离；

也要符合珩磨时低速的要求；

能实现稳定的自动进给切削；

还要有良好的冷却系统。

综合以上特点，选用了的是半自动的方柱立式钻床Z5140.此机床操作，性能，都很不错，完全能满足批量生产需要，其快换的莫氏3号主轴更适合珩磨刀的互换。

五试加工

现在来完成一次珩磨试加工过程。

图3

首先，把工装横放在钻床的工作台面上，把有把手的一头放置在机床右侧，把莫氏3号柄的顶尖装入主轴，利用顶尖对准工装上圆锥销内孔，使其与机床主轴同心，然后锁紧工装。

取下顶尖。

抬上工件，使其两安装脚放入槽中，工件的第一片阀与圆锥销重合，左右摇动把手，使把手处于不受力状态。

把万向头装入主轴，使用木锤或铜棒轻轻敲紧，再把第一号刀具装进万向结，再摇动机床工作台上升，把珩磨刀前端的导向部分放入阀芯孔。

调整主轴转速、进给速度和行程。

摆正好冷却喷头和防油罩。

打开反转开关，珩磨到设计的是逆时针旋转，冷却开关。

刀具顺着导向进行切削，刀具在导向头的引导下对工件进行磨削，当刀具下行到切削刃时，工件顺着主轴旋转的方向轻轻晃动着，说明刀具和工件还没完全同心，当刀具进入了约1/3处，工件不再晃动，刀柄与主轴连接的万向接头在摆动，其磨削的声音也是很平稳，说明刀具与阀芯孔预孔同心。

刀具在阀芯孔出口加工出约1/3时，刀具开始回退，第一把刀加工完成。

根据第一刀切削的情况，进行适当调整主轴转速，进给速度和行程，取下第一把刀，装进第二把刀具进行加工。

第三把、第四把依次加工。

第一个阀芯孔已完全加工完毕，通过目测，其粗糙度符合图纸要求。

于是摇动把手，移动阀组至第二个工作片加工。

如图3。

按此方式依次加工出八片工作片，整个阀组阀芯孔加工完成。

六检测

经过过油清洗，设计人员和检验人员进行了阀芯孔的全尺寸检验。

使用气动量仪对孔径进行检验，八片阀片都符合图纸要求，但起稳定值不够理想，有两片属于最大值。

阀芯孔中有多个台