SolidWorks的液压阀块结构设计 3．1液压阀块的结构特点及设计 3．1．1液压阀块的结构特点 按照结构和用途划分，液压阀块有条形块(Bar Manifolds)、小板块(Subplates)，盖板(Cover plates)、夹板(Sandwich Plates)、阀安装底板(Valve Adaptors)、泵阀块(PumpManifolds)、逻辑阀块(Logic Manifolds)、叠加阀块(Accumulator Manifolds)、专用阀块(Specialty Manifolds)、集流排管和连接块(Header and Junction Blocks)等多种形式[35][36]。实际系统中的液压阀块是由阀块体以及其上安装的各种液压阀、管接头、附件等元件组成。 (1)SolidWorks阀块体 阀块体是集成式液压系统的关键部件，它既是其它液压元件的承装载体，又是它们油路连通的通道体。阀块体一般都采用长方体外型，材料一般用铝或可锻铸铁。阀块体上分布有与液压阀有关的安装孔、通油孔、连接螺钉孔、定位销孔，以及公共油孔、连接孔等，为保证孔道正确连通而不发生干涉有时还要设置工艺孔。一般一个比较简单的阀块体上至少有40-60个孔，稍微复杂一点的就有上百个，这些孔道构成一个纵横交错的孔系网络。阀块体上的孔道有光孔、阶梯孔、螺纹孔等多种形式，一般均为直孔，便于在普通钻床和数控机床上加工。有时出于特殊的连通要求设置成斜孔，但很少采用。 (2)SolidWorks液压阀 液压阀一般为标准件，包括各类板式阀、插装阀、叠加阀等，由连接螺钉安装在阀块体上，实现液压回路的控制功能。 (3)SolidWorks管接头 管接头用于外部管路与阀块的连接。各种阀和阀块体组成的液压回路，要对液压缸等执行机构进行控制，以及进油、回油、泄油等，必须与外部管路连接才能实现。 (4)其它附件 包括管道连接法兰、工艺孔堵塞、油路密封圈等附件。 3．1．2液压阀块的布局原则 阀块体外表面是阀类元件的安装基面，内部是孔道的布置空间。阀块的六个面构成一个安装面的集合。通常底面不安装元件，而是作为与油箱或其它阀块的叠加面。在工程实际中，出于安装和操作方便的考虑，液压阀的安装角度通常采用直角。 液压阀块上六个表面的功用(仅供参考)：
单元七典型液压系统 学习目标： 1.掌握读懂液压系统图的阅读和分析方法 2.掌握YT4543型液压动力滑台液压系统的组成、工作原理和特点 3.掌握YB32-200型压力机液压系统的组成、工作原理和特点 4.掌握Q2—8汽车起重机液压系统的组成、工作原理和特点 5.能绘制电磁铁动作循环表? 重点与难点： 典型液压系统是对以前所学的液压件及液压基本回路的结构、工作原理、性能特点、应用，对液压元件基本知识的检验与综合，也是将上述知识在实际设备上的具体应用。本章的重点与难点均是对典型液压系统工作原理图的阅读和各系统特点的分析。对于任何液压系统，能否读懂系统原理图是正确分析系统特点的基础，只有在对系统原理图读懂的前提下，才能对系统在调速、调压、换向等方面的特点给以恰当的分析和评价，才能对系统的控制和调节采取正确的方案。因此，掌握分析液压系统原理图的步骤和方法是重中之重的内容。 1．分析液压系统工作原理图的步骤和方法 对于典型液压系统的分析，首先要了解设备的组成与功能，了解设备各部件的作用与运动方式，如有条件，应当实地考察所要分析的设备，在此基础上明确设备对液压系统的要求，以此作为液压系统分析的依据；其次要浏览液压系统图，了解所要分析系统的动力装置、执行元件、各种阀件的类型与功能，此后以执行元件为中心，将整个系统划分为若干个子系统油路；然后以执行元件动作要求为依据，逐一分析油路走向，每一油路均应按照先控制油路、后主油路，先进油、后回油的顺序分析；再后就是针对执行元件的动作要求，分析系统的方向控制、速度控制、压力控制的方法，弄清各控制回路的组成及各重要元件的作用；更后就是通过对各执行元件之间的顺序、同步、互锁、防干扰等要求，分析各子系统之间的联系；最后归纳与总结整个液压系统的特点，加深对系统的理解。 2．在此选用YT4543型组合机床动力滑台的液压系统，作为金属切削专用机床进给部件的典型代表。此系统是对单缸执行元件，以速度与负载的变换为主要特点。要求运动部件实现“快进一一工进一二工进一死挡铁停留一快退—原位停止”的工作循环。具有快进运动时速度高负载小与工进运动时速度低负载大的特点。系统采用限压式变量泵供油，调速阀调速的容积节流调速方式，该调速方式具有速度刚性好调速范围大的特点；系统的快速回路是采用三位五通电液换向阀与单向阀、行程阀组成的液压缸差动连接的快速运动回路，具有系统效率较高、回路简单的特点；速度的换接采用行程阀和液控顺序阀联合动作的快进与工进的速度换接回路，具有换接平稳可靠的特点；两种工进采用调速阀串联与电磁滑阀组成的速度变换回路实现两次工进速度的换接，换接平稳；采用中位机能为M型的电液换向阀实现执行元件换向和液压泵的卸荷。该系统油路设计合理，元件使用恰当，调速方式正确，能量利用充分。
液压阀块设计规范 液压阀块的设计大多属于非标设计,需要根据不同的工况和使用要求进行针对性设计,设计阀块时大致分为以下几步:选材、设计、加工与热处理、去毛刺与清洗、表面防锈处理、试验。 1、选材： 不同的材料决定了不同的压力等级，首先根据使用压力进行合理选材，一般来说遵循以下原则： 工作压力P<6.3MPa时，液压阀块可以采用铸铁HT20一40。采用铸铁件可以进行大批量铸造，减少工时，提高效率，特别适用于标准化阀块。 6.3MPa≤P<21MPa时，液压阀块可以选用铝合金锻件、20号锻钢或者Q235；低碳钢焊接性能好，特别适合与非标的硬管（使用中很多阀块需要和硬管进行焊接）进行焊接。 P≥21MPa时，液压阀块可以选用35号锻钢。锻打后直接机加工或者机加工后调质处理HB200-240（一般高压的阀块，往往探伤、机加工与热处理循环进行）。
设计阀块时阀块最初的厚度定为最大通径的5倍，然后根据具体设计逐步才缩小；设计通道时应合理布置孔道，尽量减少深孔、斜孔和工艺孔，先安排大流量通道，最后是先导油通道，各孔道之间的安全壁厚不得小于3～5mm ，还应考虑钻头在允许范围内的偏斜，适当加大相邻孔道的间距；通道内液压油流速不能高于12m/s ，回油通道要比是进油通道大20-40%；阀块进油口，工作口，控制口要加工测压口；各阀口要刻印标号；对于质量较大的阀块必须有起吊螺钉口。 阀体设计的一般规定: 1.阀块体的外形一般为矩形六面体。 2.阀块体材料宜采用35钢锻件或连铸坯件。 3.阀块体的最大边长宜不大于600mm ，所包含的二通插装阀插件数量宜不大于8。 4.当液压回路所含的插件多于8个时，应分解成数个阀块体，各阀块体之间用螺栓相互连接，结合面处的连接孔道用O 型密封圈予以密封，组成整体的阀块组。连接螺栓的矩形性能应不低于12.9级。 5.设计阀块体的主级孔道时应考虑尽可能减小流阻损失及加工方便。 6.主级孔道的直径按公式(1)估算选取： max v 61.4Q D 式中： D - 孔道直径，mm; Q - 孔道内可能流过的最大工作流量，L/min; vmax - 孔道允许的最大工作液流速，m/s 。 一般，对于压力孔道，vmax 不大于6m/s;对于回油孔道，vmax 不大于3m/s 。 按公式(1)估算出的孔道直径应园整至标准的通径值。 7.当主级孔道与多个插件贯通时，为减小贯通处的局部流阻损失，宜采用与插件孔偏贯通的方法(使主级孔道的中心线与插件孔的中心线偏移)。一般使主级孔道中心线与插件孔孔壁相切。同时也可以加大孔道通径，加大的通径应不超过GB2877的规定。 8.为改善深孔工艺性，设计时可考虑增大孔径或采用两端钻孔对接的方法。 9.设计时应尽量避免在阀块体内设置复杂连接的控制孔道和三维斜孔，应充分利用控制盖板内的控制孔道，或采用先导控制块等专用的控制孔道连接体。先导孔道的直径应与
液压阀的种类（所有的） 溢流阀﹑减压阀、顺序阀、节流阀、集流阀、分流阀、调速阀、单向阀、换向阀、电磁阀、反向控制阀 压力控制阀：溢流阀﹑减压阀和顺序阀 流量控制阀：节流阀，集流阀，分流阀，调速阀 方向控制阀：单向阀和换向阀 压力控制阀按用途分为溢流阀﹑减压阀和顺序阀。 (1)溢流阀：能控制液压系统在达到调定压力时保持恆定状态。用於过载保护的溢流阀称为安全阀。当系统发生故障，压力昇高到可能造成破坏的限定值时，阀口会打开而溢流，以保证系统的安全。 (2)减压阀：能控制分支迴路得到比主迴路油压低的稳定压力。减压阀按它所控制的压力功能不同，又可分为定值减压阀(输出压力为恆定值)﹑定差减压阀(输入与输出压力差为定值)和定比减压阀(输入与输出压力间保持一定的比例)。 (3)顺序阀：能使一个执行元件(如液压缸﹑液压马达等)动作以后，再按顺序使其他执行元件动作。油泵產生的压力先推动液压缸1运动，同时通过顺序阀的进油口作用在面积A 上，当液压缸1运动完全成后，压力昇高，作用在面积A 的向上推力大於弹簧的调定值后，阀芯上昇使进油口与出油口相通，使液压缸2运动。 流量控制阀利用调节阀芯和阀体间的节流口面积和它所產生的局部阻力对流量进行调节，从而控制执行元件的运动速度。流量控制阀按用途分为5种。 (1)节流阀：在调定节流口面积后，能使载荷压力变化不大和运动均匀性要求不高的执行元件的运动速度基本上保持稳定。 (2)调速阀：在载荷压力变化时能保持节流阀的进出口压差为定值。这样，在节流口面积调定以后，不论载荷压力如何变化，调速阀都能保持通过节流阀的流量不变，从而使执行元件的运动速度稳定。 (3)分流阀：不论载荷大小，能使同一油源的两个执行元件得到相等流量的为等量分流阀或同步阀；得到按比例分配流量的为比例分流阀。 (4)集流阀：作用与分流阀相反，使流入集流阀的流量按比例分配。 (5)分流集流阀：兼具分流阀和集流阀两种功能。 方向控制阀按用途分为单向阀和换向阀。 单向阀：只允许流体在管道中单向接通，反向即切断。 换向阀：改变不同管路间的通﹑断关係﹑根据阀芯在阀体中的工作位置数分两位﹑三位等；根据所控制的通道数分两通﹑三通﹑四通﹑五通等；根据阀芯驱动方式分手动﹑机动﹑电动﹑液动等。当阀芯处於中位时，全部油口切断，执行元件不动；当阀芯移到右位时，P 与 A 通，B 与O 通；当阀芯移到左位时，P 与 B 通，A 与O 通。这样，执行元件就能作正﹑反向运动。 换向阀换向阀的作用是利用阀芯位置的改变，改变阀体上各油口的连通或断开状态，从而控制油路连通、断开或改变方向。生产销售换向阀的知名厂商有：Parker美国派克，DENISON美国丹尼逊，HAWE德国哈威，TOYOOKI日本丰兴，VICKERS美国威格士等。 电磁换向阀 （1）结构原理 1）WE型电磁换向阀图43、图44、图45和图46分别是不同通径的WE型电磁换向阀的结构原理图。 电磁换向阀的基本工作原理是相同的，通过电磁铁控制滑阀阀芯的不同位置，以改变形油液的流动方向。当电磁铁断电时，滑阀由弹簧保持在中间位置或初始位置（脉冲式阀除外）。若推动故障检查按钮可使滑阀阀芯移动。
非常详细的液压阀块设计经验总结 1.阀块体的外形一般为矩形六面体。 2.阀块体材料宜采用35钢锻件或连铸坯件。 3.阀块体的最大边长宜不大于600mm，所包含的二通插装阀插件数量宜不大于8。 4.当液压回路所含的插件多于8个时，应分解成数个阀块体，各阀块体之间用螺栓相互连接，结合面处的连接孔道用O型密封圈予以密封，组成整体的阀块组。连接螺栓的矩形性能应不低于12.9级。 5.设计阀块体的主级孔道时应考虑尽可能减小流阻损失及加工方便。 6.主级孔道的直径按公式(1)估算选取： 式中： D - 孔道直径，mm; Q - 孔道内可能流过的最大工作流量，L/min; vmax - 孔道允许的最大工作液流速，m/s。 一般，对于压力孔道，vmax不大于6m/s;对于回油孔道，vmax不大于3m/s。 按公式(1)估算出的孔道直径应园整至标准的通径值。 7.当主级孔道与多个插件贯通时，为减小贯通处的局部流阻损失，宜采用与插件孔偏贯通的方法(使主级孔道的中心线与插件孔的中心线偏移)。一般使主级孔道中心线与插件孔孔壁相切。同时也可以加大
孔道通径，加大的通径应不超过GB2877的规定。 8.为改善深孔工艺性，设计时可考虑增大孔径或采用两端钻孔对接的方法。 9.设计时应尽量避免在阀块体内设置复杂连接的控制孔道和三维斜孔，应充分利用控制盖板内的控制孔道，或采用先导控制块等专用的控制孔道连接体。先导孔道的直径应与GB2877的规定一致。若因工艺需要而减小先导孔道的直径时，应作验算，确认不至影响对主级阀的控制要求。 10. 应避免采用倾斜孔道。必须倾斜时，孔道的倾斜角度应不超过35°，并须保证孔口的密封良好。对主级斜孔，应在有关视图上标注出因斜孔加工而造成的椭园孔口的长轴尺寸。 11. 当较小孔道孔径不大于25mm时，两相邻孔道孔壁之间的距离应不小于5mm;较小孔道孔径大于25mm时，两相邻孔道孔壁之间的距离应不小于10mm。 12. 为避免污染物的沉积，对于相通的孔道，孔深一般应到与之相通的孔道的中心线为止。 13.主级孔道的外接油口一般采用法兰连接。对于通径为25mm以下的较小油口，也可采用螺纹连接。先导孔道的外接油口宜采用螺纹连接。 14. 工艺孔道应采用螺塞、法兰等可拆方式封堵，以便孔道的清理、清洗和检查。螺塞的螺纹应符合GB2878的规定。在位置不允许时，对直径不大于12mm的孔道，允许采用球涨式堵头封堵。
液压布管规程 液压管道安装是液压设备安装的一项主要工程。管道安装质量的好坏是关系到液压系统工作性能是否正常的关键之一。 1、布管设计和配管时都应先根据液压原理图，对所需连接的组件、液压元件、管接头、法兰作一个通盘的考虑。 2、管道的敷设排列和走向应整齐一致，层次分明。尽量采用水平或垂直布管，水平管道的不平行度应≤2/1000;垂直管道的不垂直度应≤2/400。用水平仪检测。 3、平行或交*的管系之间，应有10mm以上的空隙。 4、管道的配置必须使管道、液压阀和其它元件装卸、维修方便。系统中任何一段管道或元件应尽量能自由拆装而不影响其它元件。 5、配管时必须使管道有一定的刚性和抗振动能力。应适当配置管道支架和管夹。弯曲的管子应在起弯点附近设支架或管夹。管道不得与支架或管夹直接焊接。 6、管道的重量不应由阀、泵及其它液压元件和辅件承受;也不应由管道支承较重的元件重量。 7、较长的管道必须考虑有效措施以防止温度变化使管子伸缩而引起的应力。 8、使用的管道材质必须有明确的原始依据材料，对于材质不明的管子不允许使用。 9、液压系统管子直径在50mm以下的可用砂轮切割机切割。直径50mm以上的管子一般应采用机械加工方法切割。如用气割，则必须用机械加工方法车去因气割形成的组织变化部分，同时可车出焊接坡口。除回油管外，压力由管道不允许用滚轮式挤压切割器切割。管子切割表面必须平整，去除毛刺、氧化皮、熔渣等。切口表面与管子轴线应垂直。10、一条管路由多段管段与配套件组成时应依次逐段接管，完成一段，组装后，再配置其后一段，以避免一次焊完产生累积误差。 11、为了减少局部压力损失，管道各段应避免断面的局部急剧扩大或缩小以及急剧弯曲。 12、与管接头或法兰连接的管子必须是一段直管，即这段管子的轴心线应与管接头、法兰的轴心是平行、重合。此直线段长度要大于或等于2倍管径。 13、外径小于30mm的管子可采用冷弯法。管子外径在30～50mm时可采用冷弯或热弯法。管子外径大于50mm时，一般采用热弯法。 14、焊接液压管道的焊工应持有有效的高压管道焊接合格证。 15、焊接工艺的选择：乙炔气焊主要用于一般碳钢管壁厚度小于等于2mm的管子。电弧焊主要用于碳钢管壁厚大于2mm 的管子。管子的焊接最好用氩弧焊。对壁厚大于5mm的管子应采用氩弧焊打底，电弧焊填充。必要的场合应采用管孔内充保护气体方法焊接。 16、焊条、焊剂应与所焊管材相匹配，其牌号必须有明确的依据资料，有产品合格证，且在有效使用期内。焊条、焊剂在使用前应按其产品说明书规定烘干，并在使用过程中保持干燥，在当天使用。焊条药皮应无脱落和显著裂纹。 17、液压管道焊接都应采用对接焊。焊接前应将坡口及其附近宽10～20mm处表面脏物、油迹、水份和锈斑等清除干净。 18、管道与法兰的焊接应采用对接焊法兰，不可采用插入式法兰。 19、管道与管接头的焊接应采用对接焊，不可采用插入式的形式。 20、管道与管道的焊接应采用对接焊，不允许用插入式的焊接形式。 21、液压管道采用对接焊时，焊缝内壁必须比管道高出0.3～0.5mm。不允许出现凹入内壁的现象。在焊完后，再用锉或手提砂轮把内壁中高出的焊缝修平。去除焊渣、毛刺，达到光洁程度。 22、对接焊焊缝的截面应与管子中心线垂直。 23、焊缝截面不允许在转角处，也应避免在管道的两个弯管之间。 24、在焊接配管时，必须先按安装位置点焊定位，再拆下来焊接，焊后再组装上整形。 25、在焊接全过程中，应防止风、雨、雪的侵袭。管道焊接后，对壁厚小于等于5mm的焊缝，应在室温下自然冷却，不得用强风或淋水强迫冷却。
液压集成块单元回路图 1、确定公用油道孔的数目 集成块头体的公用油道孔，有二孔、三孔、四孔、五孔等多种设计方案。由液压集成块单元回路图可知，第二个中间块的公用油道孔数目为五个：三条压力油路，一条回油路，一条泄漏油路；第一个和第三个中间块的公用油道孔数目为四个：两条压力油路，一条回油路，一条泄漏油路。 2、制作液压元件样板 为了在集成块四周面上实现液压阀的合理布置及正确安排其通孔（这些孔将与公用油道孔相连），可按照液压阀的轮廓尺寸及油口位置预先制作元件样板，在集成块各有关视图上，安排合适的位置。 3、确定孔道直径及通油孔间的壁厚
与阀的油口相通孔道的直径，与阀的油口直径相同。 压力油口的直径可通过以下公式确定： 7.21m m d=== 取压力油口的直径为10mm。泄油孔的直径一般由经验确定，取为6m m φ。 固定液压阀的定位销孔的直径应与所选定的液压阀的定位销直径及配合要求相同。 用类比法确定连接集成块组的螺栓直径为M8mm，其相应的连接孔直径为M9mm，孔中心距两侧面之距为15mm。 4、中间块外形尺寸的确定 中间块的长度尺寸L和宽度尺寸B均应大于安放的液压阀的长度L1和宽度B1，以便于设计集成块内的通油孔道时调整元件的位置。一般长度方向的调整尺寸为40~50mm，宽度方向的调整尺寸为20~30mm。根据液压阀的尺寸加上调整尺寸，油路块的外形尺寸为???? 长宽高=160140110m m。 5、布置集成块上的液压元件 6、集成块油路的压力损失 7、绘制集成块加工图 液压泵站的设计 液压油箱及其设计与制造 液压泵组的结构设计（主要是电动机和液压泵） 蓄能器装置的设计、安装及使用要点 液压站的结构总成及CAD 选择布置液压泵站、液压阀组、蓄能器架之间的连接管路 设计系统的电气控制回路及其控制柜 绘制液压站结构总成装配图 一般不必画得过分详细，总图上的尺寸也不必标注得过分详细，但应标明液压站的外部轮廓尺寸、液压泵组距基座的中心高及液压控制装置、液压泵组与油箱顶盖之间的定位尺寸和连接尺寸。 编制有关技术文件内容 一般包括设计任务书、设计计算说明书，设计图样，基本件、标准件、通用件及外购件汇总明细表，使用说明书等。液压系统图中的液压和电气图形符号应严格按照国家标准绘制，图面布置应力求紧凑、清晰、美观、大方。
液压系统安装工艺要求 1使用范围: 适用于特种设备液压系统安装 2作业条件： 本作业应在晴好的天气情况下进行，风力大于5级、雷、雨、雪、雾等恶劣天气时，严禁作业。 4作业人员 作业人员2人一组，配合作业。经专业培训并考试合格。作业人员应有岗位合格证。 5安全注意事项及危险控制措施： 5.1安全注意事项 5.1.1在清洗接头件时，应将汽油远离火源，并在清洗过程中严禁吸 烟。 5.2危险点控制措施
6作业步骤及要求： 液压元件组成:各液压元件之间由管道、接头和集成阀块等零部件有机地连接成一个完整的液压系统。因此，液压管道安装是否正确、牢固、可靠和整齐，将对液压系统工作性能有着重要的影响。 6.1液压管道安装要求 6.1.1管道安装质量的好坏是关系到液压系统工作性能是否正常的关键之一，管路上应尽量按使用说明书的图纸连接。并合理的配置管夹及支架。 a 安装时对已经酸洗过的管子还要用气吹净。 b安装时对管子接头、法兰件都要进行质量检查，发现有缺陷的接头或法兰件不准使用，应更换，并用煤油清洗和用气吹净。 c安装时要精心检查密封件质量，不合要求的密封件不准使用。安装密封件时要注意唇口方向，并仔细安装，切勿划伤或破损密封件，更不能漏装。 d各管子接头连接要牢固，各结合面密封要严密，不准有外漏。 e压力油管安装必须牢固、可靠和稳定。 6.1.2高压软管安装要求 a检查软管质量。要查明软管通径和成套软管的规格尺寸是否符合安装要求；检查胶管内外径表面是否有脱胶、老化、破损等缺陷，有严重缺陷的不准使用。
b 按使用说明书的液压图进行安装。 6.1.3管接头安装要求 a按照使用说明书的液压图进行安装管接头。 b 检查管接头的质量，发现有缺陷（如端面加工不平）应更换。 c 接头用煤油清洗，并用气吹净。 d接头体拧入油路板或阀体之前，将接头体的螺纹清洗干净，涂上密封胶或用聚四氟乙烯塑料带顺螺纹旋向缠上，以提高密封性，防止接头处漏油。但要注意，密封带的缠向必须顺着螺纹旋向，一般1-2圈。缠的层数多，工作过程中接头容易松动，反而会漏油。若用流态密封胶作为螺纹扣与扣之间的填料，温度不得超过60℃，否则会熔化，使液体从扣中溢出。拧紧时用力不宜过大，特别是锥管螺纹接头体，拧紧力过大会产生裂纹，导致泄漏。 e 接头体与管子端面应对准，不准有偏斜或弯曲现象，两平面接合良好后才能拧紧，并应有足够的拧紧力矩（或达到规定值），保证接合严密。 f 要检查密封圈质量，若有缺陷应更换，装配时要细心，不准装错或安装时把密封圈损坏。 6.1.4法兰盘安装要求 a 按照使用说明书的液压图要求安装法兰。 b 检查法兰盘和密封圈质量，若有异常应更换。 c法兰盘用煤油清洗干净，并用气吹干净。 d 拧紧螺钉时，各螺钉受力要均匀，并要有足够的拧紧力矩（或达到规定值），保证接合严密。 e对高压法兰的紧固螺钉要抽查螺钉所用的材料和加工质量，不合要求的螺钉不准使用。 6.1.5吸油管安装要求 a 按照使用说明书的液压图进行安装。 b 吸油管与液压泵吸入口连接处应密封严密，否则泵在工作时，会
液压阀孔的加工技术 李树民 文正民 马兆俊 摘 要 阐述了液压阀孔加工技术的重要性,阀孔加工工艺方案的确定,并通过典型刀具的应用,分析了各种工艺方案的实用情况与推广。 关键词 阀孔加工技术 加工工艺方案 典型刀具 1 引 言 孔加工技术是金属切削加工的一个重要环节, 精密深孔加工就更是重中之重。随着高新技术的发展液压控制技术占的比重越来越大,传统笨重机械被液压机械逐步取代,而这个取代的过程很大程度上取决于液压件关键部位的加工技术,液压阀孔的加工精度直接影响产品的性能、寿命及使用。因此,加紧探寻新颖的阀孔加工方法,并对已用于生产中一些方法分析、研究,做到自觉准确地推广应用,从而使阀孔加工更趋于合理化。 如图1为我厂某一整体多路阀阀体内孔简图图1 多路阀阀体内孔简图 阀体材质为HT300高强度灰铸铁,抗拉强度为300N/cm 2,抗压强度为540N/cm 2。阀孔与阀体精密配合,配合间隙在 0.005～0.015mm 之间,阀的工作压力达21～ 35MPa ,阀孔直径D1一般在<10～<41mm 范围内, 阀体长度70～300mm 之间,长径比最大11∶1,阀孔尺寸精度H6～H7,圆柱要求0.003～0.005mm ,表面粗糙度Ra0.2。阀孔的尺寸精度、几何精度、表面粗糙度是影响产品质量的主要因素,如何保证产品精度要求,掌握合理的加工手段是非常必要的。2 加工工艺方案: 合理的工艺方案是根据生产纲领、精度要求、毛坯状况、工件材质、长径比、设备条件、工具制造能力和供应状况等相关因素制定出来的。目前,国内液压阀孔加工有下列几种方案: A.钻—扩—镗—铰—推—研 B.钻—扩—镗—铰—研 C.钻—镗—镗—铰—研(珩) D.扩—镗—镗—铰—研(珩) E.钻—刚性镗铰—研(珩) F.钻—刚性镗铰—金刚石铰 G.扩—刚性镗铰—金刚石铰 H.钻—扩—铰—珩—金刚石铰 I.钻—扩—镗—铰—刚性镗铰—金刚石铰 J.扩—镗—镗—铰—金刚石铰 对于各种不同规格的阀孔加工,在确定方案之前,首先要综合分析各个影响因素,然后采用一个比较合理的工艺路线。我厂通常采用的工艺方案是D 、G 、J ,上述三种方案都有各自的加工特点及适用 范围,下面逐一分析它们的使用情况。2.1 扩—镗—镗—铰—研(立珩) 这种加工方案适用范围较广,也是我厂传统使用的加工路线,尤其适用于较大规格的毛坯,阀孔大于<30mm 的阀体加工采用这种加工方案。 扩—镗—镗—铰 通常在普通六角车床或加工中心一次完成,扩孔去除余量大,使用双刃扩钻起到找直阀孔的作用,粗、精镗由于加工余量越来越小,起着进一步提高光洁度及直线度的作用,铰孔主要起定尺寸作用。通过上述工序加工,孔的尺寸精度可达到0.02mm 以上,几何精度达到0.003～0.005mm ,表面光洁度达到Ra0.8～0.4,这样为最后珩磨 奠定了较好的基础,珩磨后的孔精度能完全达到产品要求。 表1 切削参数及加工余量的选择 工序内容 主轴转速r/m 走刀量mm/r 切削深度mm 切削余量mm 扩5000.2424粗镗5000.24 1.25 1.25精镗5000.10.75 1.5铰2000.20.15 0.3 珩磨 80 10 0.01～0.0130.02～0.04 2.2 扩—刚性镗铰—刚性镗铰—金刚石铰 上述工艺属于我厂成熟工艺,阀孔经扩孔后采用刚性镗铰工艺半精加工,然后用金刚石铰刀珩磨。其基本特点是适用与长径比大的孔,尤其适合分片式多路阀阀孔的加工,稳定性较好,并且刚性镗铰刀前后带导向保证了工件的直线度要求,再加上内冷却排屑,大大改善了加工条件,保证了表面光洁度要 第6期(总第90期)2001年12月 液 压 气 动 与 密 封Hyd.Pneum.&Seals No.6(Serial No.90) Dec.,2001
液压阀的种类The final revision was on November 23, 2020
液压阀的种类（所有的） 溢流阀﹑减压阀、顺序阀、节流阀、集流阀、分流阀、调速阀、单向阀、换向阀、电磁阀、反向控制阀 压力控制阀：溢流阀﹑减压阀和顺序阀 流量控制阀：节流阀，集流阀，分流阀，调速阀 方向控制阀：单向阀和换向阀 压力控制阀按用途分为溢流阀﹑减压阀和顺序阀。 (1)溢流阀：能控制液压系统在达到调定压力时保持恆定状态。用於过载保护的溢流阀称为安全阀。当系统发生故障，压力昇高到可能造成破坏的限定值时，阀口会打开而溢流，以保证系统的安全。 (2)减压阀：能控制分支迴路得到比主迴路油压低的稳定压力。减压阀按它所控制的压力功能不同，又可分为定值减压阀(输出压力为恆定值)﹑定差减压阀(输入与输出压力差为定值)和定比减压阀(输入与输出压力间保持一定的比例)。 (3)顺序阀：能使一个执行元件(如液压缸﹑液压马达等)动作以后，再按顺序使其他执行元件动作。油泵產生的压力先推动液压缸1运动，同时通过顺序阀的进油口作用在面积A 上，当液压缸1运动完全成后，压力昇高，作用在面积A 的向上推力大於弹簧的调定值后，阀芯上昇使进油口与出油口相通，使液压缸2运动。 流量控制阀利用调节阀芯和阀体间的节流口面积和它所產生的局部阻力对流量进行调节，从而控制执行元件的运动速度。流量控制阀按用途分为 5种。 (1)节流阀：在调定节流口面积后，能使载荷压力变化不大和运动均匀性要求不高的执行元件的运动速度基本上保持稳定。
(2)调速阀：在载荷压力变化时能保持节流阀的进出口压差为定值。这样，在节流口面积调定以后，不论载荷压力如何变化，调速阀都能保持通过节流阀的流量不变，从而使执行元件的运动速度稳定。 (3)分流阀：不论载荷大小，能使同一油源的两个执行元件得到相等流量的为等量分流阀或同步阀；得到按比例分配流量的为比例分流阀。 (4)集流阀：作用与分流阀相反，使流入集流阀的流量按比例分配。 (5)分流集流阀：兼具分流阀和集流阀两种功能。 方向控制阀按用途分为单向阀和换向阀。 单向阀：只允许流体在管道中单向接通，反向即切断。 换向阀：改变不同管路间的通﹑断关系﹑根据阀芯在阀体中的工作位置数分两位﹑三位等；根据所控制的通道数分两通﹑三通﹑四通﹑五通等；根据阀芯驱动方式分手动﹑机动﹑电动﹑液动等。当阀芯处於中位时，全部油口切断，执行元件不动；当阀芯移到右位时，P 与A 通，B 与O 通；当阀芯移到左位时，P 与B 通，A 与O 通。这样，执行元件就能作正﹑反向运动。 换向阀换向阀的作用是利用阀芯位置的改变，改变阀体上各油口的连通或断开状态，从而控制油路连通、断开或改变方向。生产销售换向阀的知名厂商有：Parker美国派克，DENISON美国丹尼逊，HAWE德国哈威，TOYOOKI日本丰兴，VICKERS美国威格士等。 电磁换向阀 （1）结构原理1）WE型电磁换向阀图43、图44、图45和图46分别是不同通径的WE型电磁换向阀的结构原理图。电磁换向阀的基本工作原理是相同的，通过电磁铁控制滑阀阀芯的不同位置，以改变形油液的流动方向。当电磁铁断电时，滑阀由弹簧保持在中间位置或初始位置（脉冲式阀除外）。若推动故障检查按钮可使滑阀阀芯移动。
液压控制阀的材料及工艺要求 液压阀中阀芯、阀套等精密零件一般选用45钢、40Cr、Cr12MoV、 12CrNi3A、18CrNiWA及GCr15等高级工具钢、高合金结构钢、优质钢及轴承钢等材料。要求材料具有良好的耐磨性、线胀系数和变形量小等优点。为了提高阀芯的耐磨性，必须使材料表面达到一定的硬度（一般要求硬度大于58HRC），因而，针对不同的材料可选用淬火、渗碳、渗氮等不同的热处理手段。 水压阀中阀芯的材料除了要求能达到较高的硬度外，还应有良好的耐淡水或海水腐蚀性能。虽然奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能较好，但难以通过热处理提高材料的表面硬度。一般可选用2Cr13、1Cr17Ni2等马氏体不锈钢、0Cr17NiCu4Nb等沉淀硬化不锈钢或工程陶瓷作为水液压阀阀芯的材料，其中马氏体不锈钢只能用于淡水。0Cr17NiCu4Nb是一种高强度不锈钢，其抗腐蚀性能接近1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢。该不锈钢加工时一般先进行固溶处理，在精密加工前进行沉淀强化处理（当时效温度在420°C，保温10h以上时，可获得最高硬度）。 水压阀中阀套的材料首先应具有良好的耐腐蚀、磨损性能。此外，阀套与阀芯材料的合理搭配也十分重要，应防止阀套与阀芯材料发生粘着磨损、腐蚀磨损等，以提高水压阀的寿命和工作可靠性。阀套一般可选用耐腐蚀性好的QA19-4青铜或高分子材料，其中高分子材料应具有强度高、耐磨性好、线胀系数小、吸水率低、加工性能好等特点。 油压阀中阀体的材料多为灰铸铁或孕育铸铁（HT20-40、HT30-54）。水压阀阀体的材料可选用2A50、2A14等锻铝，加工后对铝件表面进行阳极氧化处理。也可采用1Cr18Ni9Ti等奥氏体不锈钢材料。 阀类元件要求阀芯在阀体孔内移动灵活，工作可靠，泄露小且寿命长。通常各种滑阀的配合间隙一般为0.005~0.035mm，配合间隙公差为0.005~0.015mm。其圆度和圆柱度的公差一般为0.002~0.008mm。对于台阶式阀芯和阀孔，各圆柱面的同轴度公差为0.005~0.01mm。对于平板阀，其阀芯与阀座的平面度误差应不大于0.0003mm。 阀芯与阀孔的配合表面一般要求表面粗糙度Ra值为0.1~0.2μm。考虑到孔的加工比外圆困难，一般规定阀芯外圆的表面粗糙度Ra值为0.1μm，阀孔内圆表面的Ra值为0.2μm。 可见，对阀芯和阀孔的形状精度、位置精度及其表面粗糙度都有较严格的要求，必须采用合适的加工工艺才能满足规定要求。 一、阀芯的加工 下面以圆柱滑阀阀芯为例介绍阀芯的加工工艺。 阀芯一般采用棒料作为毛坯，经正火后加工，其工艺过程为：切端面钻中心孔，粗车和精车外圆、端面和沉割槽内孔等，钻削、铣削，热处理，修磨中心孔，磨削外圆，外圆光整加工。 1粗加工 阀芯外圆和长度应留有足够的加工余量。粗加工后零件应进行调质处理，使其硬度在25~30HRC之间。 2 半精加工
液压阀块设计基本准则 1 范围 本标准规定了液压系统阀块设计过程中应遵循的基本准则。 2 术语、符号及定义 阀块 阀块是指用作油路的分、集和转换的过渡块体，或者用来安装板式、插装式等阀件的的基础块，在其上具有外接口和连通各外接口或阀件的流道，各流道依据所设计的原理实现正确的沟通。 3 液压阀块的设计要求和步骤 3.1 设计要求 （1）可靠性高，确保孔道间不窜油； （2）结构紧凑，占用空间小； （3）油路简单，压力损失小； （4）易于加工，辅助工艺孔少； （5）便于布管； （6）各控制阀调节操作方便。 3.2 设计步骤 （1）根据阀块在系统中的布置和管路布局初步确定各外接油口在阀块上的相对位置，并根据流量确定接头规格； （2）根据阀组工作原理、系统布局、各阀本身特性和维护性能初步确定各控制阀在阀块上的安装位置； （3）设计并反复优化各外接口和阀件间的流道，使各流道依据所设计的原理实现正确、合理的沟通。 4 液压阀块的设计要点 4.1 阀块的油口 4.1.1设计阀块时应考虑系统管路走向，同时应考虑扳手操作空间；对于位置相近且易接错的油口，应尽量设计或选用不同通径的管接头和胶管以便于区分。
图1 SAB熨平板分集流块 4.1.2 阀块上的各油口旁均应标注注油口标识（例如：P、A、T、B、A1、A2、B1、B2、M1、M2……），其中，板式阀安装面的油口标识仅在图纸上体现，而用于与胶（钢）管相连接的外接油口和测压口旁则必须在阀块体上打相应钢印，为保证安装管接头（或法兰）后不将标识覆盖，钢印距离相应油口边缘大于7mm（可在技术要求中注明），具体可见附录A阀块工程图示例。 4.1.3 阀块上的外接油口、测压口应根据管接头连接尺寸设计，沉孔外径、深度和螺纹深度均应留有合适的余量，避免安装时干涉。具体可根据管接头螺纹规格由表1确定，并按《路机液压阀块管接头螺纹用沉孔规格系列》对沉孔外径进行圆整。 图2 油口尺寸示意图 表1 阀块油口设计推荐尺寸
非常详细的液压阀块设计经验总结 2016-07-26液压哥液压圈 1.阀块体的外形一般为矩形六面体。 2.阀块体材料宜采用35钢锻件或连铸坯件。 3.阀块体的最大边长宜不大于600mm，所包含的二通插装阀插件数量宜不大于8。 4.当液压回路所含的插件多于8个时，应分解成数个阀块体，各阀块体之间用螺栓相互连接，结合面处的连接孔道用O型密封圈予以密封，组成整体的阀块组。连接螺栓的矩形性能应不低于12.9级。 5.设计阀块体的主级孔道时应考虑尽可能减小流阻损失及加工方便。 6.主级孔道的直径按公式(1)估算选取： 式中： D - 孔道直径，mm; Q - 孔道内可能流过的最大工作流量，L/min; vmax - 孔道允许的最大工作液流速，m/s。 一般，对于压力孔道，vmax不大于6m/s;对于回油孔道，vmax不大于3m/s。 按公式(1)估算出的孔道直径应园整至标准的通径值。 7.当主级孔道与多个插件贯通时，为减小贯通处的局部流阻损失，宜采用与插件孔偏贯通的方法(使主级孔道的中心线与插件孔的中心线偏移)。一般使主级孔道中心线与插件孔孔壁相切。同时也可以加大孔道通径，加大的通径应不超过GB2877的规定。 8.为改善深孔工艺性，设计时可考虑增大孔径或采用两端钻孔对接的方法。 9.设计时应尽量避免在阀块体内设置复杂连接的控制孔道和三维斜孔，应充分利用控制盖板内的控制孔道，或采用先导控制块等专用的控制孔道连接体。先导孔道的直径应与GB2877的规定一致。若因工艺需要而减小先导孔道的直径时，应作验算，确认不至影响对主级阀的控制要求。
10. 应避免采用倾斜孔道。必须倾斜时，孔道的倾斜角度应不超过35°，并须保证孔口的密封良好。对主级斜孔，应在有关视图上标注出因斜孔加工而造成的椭园孔口的长轴尺寸。 11. 当较小孔道孔径不大于25mm时，两相邻孔道孔壁之间的距离应不小于5mm;较小孔道孔径大于25mm时，两相邻孔道孔壁之间的距离应不小于10mm。 12. 为避免污染物的沉积，对于相通的孔道，孔深一般应到与之相通的孔道的中心线为止。 13.主级孔道的外接油口一般采用法兰连接。对于通径为25mm以下的较小油口，也可采用螺纹连接。先导孔道的外接油口宜采用螺纹连接。 14. 工艺孔道应采用螺塞、法兰等可拆方式封堵，以便孔道的清理、清洗和检查。螺塞的螺纹应符合GB2878的规定。在位置不允许时，对直径不大于12mm的孔道，允许采用球涨式堵头封堵。 15.主级孔道和主要的先导孔道上应设置必要的检测口，以便检测液压回路的工作参数。检测口一般应安装具快速连接功能的测压接头。 16.阀块体的所有外接油口、检测口均应有油口标记，油口标记应与液压原理图上的相应标记一致。 17. 应在阀块体的醒目部位，预留铭牌安装位置。 18.阀块体应有吊装结构，一般采用吊环螺钉。 19.采用锻件毛坯时，应经正火处理以消除残余内应力。必要时应进行无损探伤以检查其内部质量。 20.棱边倒角2×45°，阀体较小时则倒角1.5×45°。 21.各油道孔口应保持尖边，勿倒角，但应去尽毛刺。各管接头螺纹孔口倒角深度应不大于螺距的二分之一。 22.去毛刺、飞边，认真清除孔道内切屑、杂质，并清洗干净。 23.在各油口旁打上相应的油口标记钢印，钢印距孔口不小于6mm(以不影响O型密封圈的密封性能为准)。 24. 当阀块体表面采用化学镀镍处理时，镀层厚0.008～0.012mm。
曲靖双友钢铁630高炉工程液压系统安装 专业施工方案 一、工程概况 双友630高炉工程液压系统包括高炉炉顶液压站、高炉炉前液压站、矿焦储槽液压站、热风炉（重力除尘）液压站，共4个。其中炉顶液压站主要用于炉顶左右放散阀、均压放散阀、煤气放散阀、氧气均压发、挡料阀（DN300）、上下密封阀（DN500）等；炉前液压站主要用于左右泥炮和左右开口机，其配管主要为Φ34*5、Φ28*4和Φ18*3；矿焦储槽液压站主要用于烧结矿、球团矿、焦炭称量漏斗处的液压阀，其配管主要为Φ28*4和Φ18*3（2820kg）；热风炉液压站主要用于煤气切断阀、空气切断阀、燃烧阀、热风阀、煤气放散阀、氧气吹扫阀、废气阀、冷风阀、冷风均压阀、烟道阀、倒流休风阀、混风切断阀，另有去重力除尘的煤气放散阀等，其配管主要为Φ28*4，约4000m。 二、主要技术依据 1、施工图纸及设计变更 2、YB207-85《冶金机械设备安装工程施工及验收规范》—液 压、气动和润滑系统部分 3、GB3766-83《液压系统技术条件》 4、GB50300—2001《建筑工程施工质量验收统一标准》 三、安装工艺流程
设备基础检查验收—设备开箱检查—阀、管材、管件准备—设备及元件安装—管道支架的制作安装—管道的切割下料—管道的丝接、卡接、焊接—管道安装—管道在线酸洗—系统循环酸洗—系统压力试验—调整与试运转 四、安装通用技术规程 1、构件按图纸要求制作完毕，检验合格。 2、构件除锈刷油完毕，检验合格。 3、构件按安装顺序运到指定位置。 4、出厂前物件编号清晰，准确无误。 5、构件安装前的前道专业工序施工完毕，检查合格，移交资料完整真实，复测合格。 6、施工用检测设备及仪表必须经计量鉴定，校验合格后方可使用。 7、构件安装完毕后，应清除表面焊疤，并修复平整，补刷油漆。 8、所使用的焊条、焊丝应具有出厂质量证明书。 五、安装施工技术要求 （一）安装前的技术准备 1.技术资料的熟悉与准备： 工程技术人员应熟悉液压系统安装图、管道走向布置图、液压元件、辅件、管件清单及元件样本等。 2．设备及管材、管材、管件、元件、辅件等的准备： 按照液压系统图及液压件清单，核对其数量，确认其规格、
液压阀块设计规范1.阀块体的外形一般为矩形六面体。 2.阀块体材料宜采用35钢锻件或连铸坯件。 3.阀块体的最大边长宜不大于600mm，所包含的二通插装阀插件数量宜不大于8。 4.当液压回路所含的插件多于8个时，应分解成数个阀块体，各阀块体之间用螺栓相互连接，结合面处的连接孔道用O型密封圈予以密封，组成整体的阀块组。连接螺栓的矩形性能应不低于12.9级。 5.设计阀块体的主级孔道时应考虑尽可能减小流阻损失及加工方便。 6.主级孔道的直径按公式(1)估算选取： 式中： D -孔道直径，mm; Q -孔道内可能流过的最大工作流量，L/min; vmax -孔道允许的最大工作液流速，m/s。 一般，对于压力孔道，vmax不大于6m/s;对于回油孔道，vmax不大于3m/s。（一般取压力孔道不超过8m/s，回油孔道不超过4 m/s） 按公式(1)估算出的孔道直径应园整至标准的通径值。 7.当主级孔道与多个插件贯通时，为减小贯通处的局部流阻损失，宜采用与插件孔偏贯通的方法(使主级孔道的中心线与插件孔的中心线偏移)。一般使主级孔道中心线与插件孔孔壁相切。同时也可以加大孔道通径，加大的通径应不超过GB2877的规定。 8.为改善深孔工艺性，设计时可考虑增大孔径或采用两端钻孔对接的方法。（为避免钻头损坏，通常钻孔深度不易超过孔径的25倍） 9.设计时应尽量避免在阀块体内设置复杂连接的控制孔道和三维斜孔，应充分利用控制盖板内的控制孔道，或采用先导控制块等专用的控制孔道连接体。先导孔道的直径应与GB2877的规定一致。若因工艺需要而减小先导孔道的直径时，应作验算，确认不至影响对主级阀的控制要求。 10. 应避免采用倾斜孔道。必须倾斜时，孔道的倾斜角度应不超过35°，并须保证孔口的密封良好。对主级斜孔，应在有关视图上标注出因斜孔加工而造成的椭园孔口的长轴尺寸。 11. 当较小孔道孔径不大于25mm时，两相邻孔道孔壁之间的距离应不小于5mm;较小孔道孔径大于25mm 时，两相邻孔道孔壁之间的距离应不小于10mm。 若较小孔径小于10mm时，孔壁间距离可以缩小到4mm（一般以该值为基准）。但在结构布局受限时，若孔内压力小于6.3MPa时，可以缩小到3mm。 也可按以下方式校核：（考虑到细长孔，钻孔时可能会偏，实际应在计算结果的基础上适当加大。） 孔间距计算公式：δ=P*d2*[σ] δ= (P*d)/(2*[σ])。（[σ] =σb/n） 式中：P —最大工作压力,MPa ;[σ] —块体材料的许用应力,MPa ;σb —块体材料的抗拉强度,MPa ;n —安全系数。（取相邻两孔计算值的最大值） 12. 为避免污染物的沉积，对于相通的孔道，孔深一般应到与之相通的孔道的中心线为止。（这样加工孔道截面偏小，能损较大，钻尖建议到达孔对面壁上。） 13.主级孔道的外接油口一般采用法兰连接。对于通径为25mm以下的较小油口，也可采用螺纹连接。先导孔道的外接油口宜采用螺纹连接。 标准法兰。SAE J518法兰或Parker油口连接法兰采用．