關于液壓閥閥孔加工工藝的分析與探討

楊曉東，陳 剛，王紀來，崔靈敏

（山西航天清華裝備有限責任公司，山西 長治 046012）

精密閥件的閥孔是指與閥芯有一定的配合要求的高精度孔，一直以來，液壓閥孔加工是精密液壓閥加工中的重點、難點，直接影響液壓閥的性能及使用壽命。閥孔的加工要求主要有尺寸精度、形位公差、表面粗糙度等。閥孔與閥芯為間隙配合，間隙越大，閥件的泄漏量越大，理論上閥孔閥芯的配合間隙越小越好，高精度的閥件其配合間隙高達0.006～0.01 mm。但閥孔與閥芯的加工中幾何誤差不可避免，且在使用過程中，受工作介質溫度影響零件熱膨脹，間隙過小易造成卡滯等故障。因此，不同作用閥件的設計往往會選擇一個較合理的間隙。

以往，控制閥孔閥芯的配合間隙多采用配磨、人工配研的方法，介于該方法效率低下，且通用性差，批量生產的閥件已很少使用。目前，閥孔加工多已實現機床加工保證，也對閥孔的加工精度有了更高的要求。一般情況下，精密配合的閥孔尺寸精度0.01 mm以內，圓度0.005 mm以內，圓柱度0.01 mm以內。為了保證良好的使用性能，防止閥芯閥孔高頻次相對運動后磨損過快，一般而言，閥孔的粗糙度要求為Ra0.4以上。

1 傳統閥孔的加工工藝分析

經過多年精密閥件的生產經驗，不斷摸索與創新，當前傳統閥孔加工工藝流程為鉆→粗鏜→半精鏜→精鉸→珩磨（研磨）。

1.1 鉆工序

鉆工序用于實心毛坯的閥孔粗加工，鉆出底孔，一般選用小于閥孔直徑1～2 mm的鉆頭打孔。在數控銑鏜設備上加工時，一般選用硬質合金減震鉆頭，相比于普通的高速鋼麻花鉆，加工效率更高、穩定性更好。

1.2 粗鏜工序

粗鏜工序在底孔與閥孔孔徑相差過大時進行，粗鏜是將底孔擴大，去掉大部分的加工余量。粗鏜刀具一般選用雙刃鏜刀，以保證更高的加工效率。對于孔深過大的通孔閥孔，可從閥孔兩段對接加工，以避免切深過大，刀桿懸空過長出現讓刀現象，影響孔的幾何精度，粗鏜完成后，一般留余量1 mm左右。

1.3 半精鏜工具

半精鏜加工一般選用減震鏜刀，在閥孔的一端進刀，一次加工成型（閥孔過深時需定制加長刀具）。半精鏜加工是為修正前道工序產生的直線度誤差，應于前道工序的加工間隔一段時間，讓前道工序加工產生的應力充分釋放，加工完成后留余量0.2～0.3 mm。

1.4 精鏜工序

精鏜工序是整個加工流程中重要的一環，加工刀具一般選用加長減震單刃精鏜刀。精鏜工序可以很好地修正閥孔的直線度誤差，加工后可達到較好的直線度和表面粗糙度。綜合考慮精鏜的效率及后續加工中鉸刀的損耗（精鉸刀刀刃鋒利，磨損快），精鏜后留余量0.05～0.1 mm。此外，精鏜加工尺寸精度高，加工過程中需不斷觀察鏜刀刃部的磨損，對加工程序進行刀損修正。

1.5 鉸孔

鉸孔中，一般選用帶導向作用的單刃精鉸刀，在精鏜的基礎上對閥孔的圓度誤差進行修正，可實現較高的圓柱度，一般精鉸加工完成圓柱度可達到0.015 mm以上，精鉸后閥孔留余量0.02～0.035 mm。在加工一些特殊要求的臺階閥孔時，根據閥孔特征，設計成型鉸刀，可實現較好的加工效果。

1.6 珩磨內孔

珩磨加工為閥孔最終的光整加工，是對閥孔的圓柱度及表面粗糙度進行修正，以獲得閥芯閥孔最終的配合間隙要求。目前，珩磨內孔加工將閥孔的圓柱度最高提高10倍，即圓柱度為0.02 mm的閥孔，珩磨后圓柱度最高可達0.002 mm左右。在各道工序能有效保證精度的前提下，珩磨完的閥孔圓柱度約為0.002～0.003 mm，表面可達Ra0.2，較好地實現了設計指標。

2 閥孔加工新技術新工藝

2.1 新型研磨技術

當前，行業里主流的珩磨設備磨具采用金剛石油石安裝在珩磨桿珩磨頭上，珩磨頭受徑向漲緊力，逐步磨削閥孔余量。浮動的磨削過程對孔徑的尺寸不易把握，需要每次加工后進行測量，不斷修正，一般會在設備上加裝在線測量系統。近年來，隨著科技的發展，出現了剛性珩磨，定尺寸，粗珩磨到精珩磨由2～4把珩磨刀具完成，一次加工至目標尺寸。新珩磨方法具有很好的尺寸一致性，提高閥芯閥孔的批次互換性，是未來閥孔類高精度孔加工的主要發展方向之一。

2.2 閥孔成型刀具加工

當前，越來越多的閥采用了插裝式結構，特別是在一些集成閥塊中多有采用。插裝閥閥孔呈階梯狀，各孔的作用不同，因此，各孔孔徑不同，尺寸及形位公差精度也不同。采用傳統的閥孔加工方法效率很低，且不易保證質量穩定性。針對該類閥孔，建議采用成型刀具加工，一般成型刀具分粗、精兩把刀具，成型刀為階梯狀，與閥孔一致，粗成型刀將閥孔的底孔加工至單邊余量0.3 mm，精成型刀將閥孔加工至設計要求尺寸，滿足設計的精度要求及粗糙度要求。成型刀加工為匹配加工，一孔一刀，不可互換，一般插裝閥廠家可設計定制專用的成型刀具。

2.3 滾壓加工

閥孔滾壓加工也越來越多地應用于閥孔的最終成形加工。滾壓是將高硬度且光滑的滾壓頭與閥孔內表面接觸，通過擠壓使閥孔表面發生微量塑性變形后達到加工需求的一種加工方法。滾壓加工后，閥孔表面粗糙度可達Ra0.4～Ra0.2，且加工后表面的耐磨性及抗疲勞強度也得到一定加強。經過多次試驗，一般的小孔徑閥孔建議滾壓過盈量在0.036 mm以內。

3 結束語

閥孔加工是液壓閥制造的關鍵部位，隨著科技的進步，越來越多新技術得到研究、應用，比如超聲波加工、電解質加工等。因此，在未來的工作中，我們將不斷探尋閥孔加工的新方法、新工藝、新刀具，促使閥孔加工技術進一步提高。

參考文獻：

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