主控閥低成本加工工藝研究及應(yīng)用

劉濤

摘 要：主控閥是液力自動變速箱液壓回路的控制中心，主要由閥體、閥芯和操縱裝置組成，其中閥體的閥芯孔與閥芯配合，閥芯孔是主控閥的重要部位，其加工質(zhì)量的好壞對主控閥的性能有很大的影響。而主流的閥芯孔加工設(shè)備和刀具成本較高，本文主要介紹一種在加工中心上就能實現(xiàn)其加工精度的低成本工藝方法。降低了其對設(shè)備和刀具的要求，且降低了加工成本。

關(guān)鍵詞：閥芯孔； 圓柱度；金剛石鉸刀；加工中心

一、閥體閥芯孔概述

如圖1所示，主控閥體主要有5排閥芯孔，工件材料為灰鐵，油路較多，可實現(xiàn)多管路控制。其閥芯孔精度要求為直徑±0.01mm，圓柱度0.01mm，粗糙度Ra1，孔不連續(xù)（如圖2所示），閥芯孔最大長徑比達到5倍徑，對整個加工系統(tǒng)的剛性，尤其是刀具的剛性要求較高。

閥芯孔與閥芯為間隙配合，閥芯孔的加工質(zhì)量直接影響閥體總成的性能參數(shù)。閥芯孔的加工質(zhì)量過低會影響主控閥總成的工作效率和使用壽命，最終導(dǎo)致整個液壓系統(tǒng)異常。因此，保證閥芯孔的加工質(zhì)量，可以有效保障液壓系統(tǒng)的正常運行。

二、加工工藝剖析

常用的加工工藝方法為：鉆-粗鏜-精鏜-鉸孔-絎磨，絎磨采用的設(shè)備一般為進口絎磨機，其價格在300萬以上，配合進口的絎磨刀具，而進口絎磨刀具的價格在2萬以上，加工5個閥芯孔，光絎磨刀具的投入就要10萬以上，加工成本較高。這種加工工藝方法其優(yōu)點是加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定；缺點是成本高、設(shè)備和刀具維修麻煩。針對此問題，為降低加工成本，我們經(jīng)過反復(fù)的工藝試驗和試裝測試后，采用了一種在立加上實現(xiàn)閥芯孔精加工的工藝方法：鉆-粗鏜-剛性鏜鉸-金剛石鉸刀鉸孔，其效果較好，不僅保證了閥芯孔質(zhì)量，同時降低了對刀具和設(shè)備的要求，降低了加工成本。

由于閥芯孔為通孔，在立式加工中心上加工有利于排屑，并且立式加工中心每小時成本相比臥式加工中心低，所以設(shè)備采用進口立式加工中心，其主軸跳動在0.002-0.003，可以保證閥芯孔加工精度。

本工藝方法的核心是金剛石鉸刀（如圖3所示）的應(yīng)用，金剛石鉸刀是在刀體的切削部分鍍上一層人造金剛石，刀具靠金剛石微小的切削刃進行切削，使得刀具同時具有鉸和磨的特點，適合閥芯孔的光整加工，其加工余量一般在0.02-0.05mm。金剛石鉸刀要求在鉸削前孔的尺寸、形狀誤差和粗糙度保證在一定的范圍內(nèi)，金剛石鉸刀操作簡單，適用壽命長。金剛石鉸刀為最后的精加工，加工過程中要注意充分的冷卻，所以將刀具設(shè)計成帶內(nèi)冷的形式。

經(jīng)過多次的試驗加工和測量，我們發(fā)現(xiàn)閥芯孔在經(jīng)過鏜鉸加工后再用金剛石鉸刀進行最后的鉸孔精加工，可以保證孔徑、圓柱度和表面粗糙度都在圖紙公差內(nèi)。由于金剛石具有很高的硬度，采用該材料制作出來的鉸刀具有較高的使用壽命，同時也能提高加工效率。綜上，采用金剛石鉸刀進行最后的精加工可以獲得穩(wěn)定可靠的閥芯孔質(zhì)量。

三、總結(jié)

應(yīng)用金剛石鉸刀可以為企業(yè)節(jié)省3000000的絎磨機設(shè)備成本和100000的絎磨刀具成本，在精度足夠的立式加工中心上就可以完成閥芯孔的加工，經(jīng)濟效益顯著。閥芯孔作為主控閥體的核心部位，其加工質(zhì)量可以從根本上影響整個液壓系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和工作效率。因此對閥芯孔的加工工藝進行深入的研究，不斷地發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用新的加工刀具，可以進一步提升加工質(zhì)量、提高加工效率、降低加工成本。

參考文獻：

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