液压阀组的设计与制造
&’技术与应用
制造技术与工艺Manufacturing Technologies & Processes
液压阀组的设计与制造
上海豪高机电科技有限公司
江西应用技术职业学院机械电子工程系
【摘
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朱小明胡传芳
要】介绍液压阀组的分类、设计方法、加工方法及其试验方法等。
【关键词】液压阀阀块设计加工
一、前言
液压传动以其传动平稳，调速方便，功率体积比大等优良特性在许多领域获得了广泛的应用，液压系统中液压元件的配置形式目前多采用集成化配置，将液压阀集成在液压阀块的表面，其组合体称之为液压阀组，液压阀组摒弃了液压管式连接的整体结构复杂凌乱，易泄漏，体积大以及不便安装等缺点，具有结构紧凑，密封性能好，维护方便及便于技术保密等优点。
液压阀组在液压系统中的重要性已被越来越多的人们所认识，其应用范围也越来越广泛。液压阀组的使用不仅能简化液压系统的设计和安装，而且便于实现液压系统的集成化和标准化，有利于降低制造成本，提高精度和可靠性。然而，随着液压系统复杂程度的提高，液压阀组的设计、制造和调试的难度越来越大，若设计考虑不周，就会造成制造工艺复杂，加工成本提高，原材料浪费和使用维护麻烦等一系列的问题。
虑孔道相通情况，而在安排孔道相通情况时，又要变动阀的位置。液压阀组在设计时应合理布置孔道，尽量减少深孔、斜孔和工艺孔。液压阀组设计繁琐、费时且易出错，应该做好以下几个步骤。
图!板式阀组
二、液压阀组的分类
液压阀根据其安装方式可以分为管式液压阀、板式液压阀、叠加式液压阀以及二通插装阀和螺纹插装阀等五种。管式液压阀的连接方式为管式连接，不能组成液压阀组。根据液压阀组上的主要阀种可以分为板式阀组（如图!所示）、叠加式阀组（如图"所示）、二通插装阀组（如图#所示）及螺纹插装阀组（如图$所示）。
图"叠加式阀组
!"液压原理图的审定
在设计液压阀组之前，要对原理图进行认真的审定，确保原理能满足工况的需要，并对原理图进行优化，尽量减少元件的数量。原理图审定后要划定液压阀组的范围，用双点画线框住，不要让阀块太大，又要让
三、液压阀组的设计
液压阀组的设计就是将各种阀合理地放置到液压阀块各面上，并根据液压原理图，决定相关孔道的连通。这两项工作是交叉进行的，考虑阀放置位置时，就要考
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阀块的数量尽量少。
维的./0软件设计，如/123./0和./4/电子图板等；二是用三维的.、=/0软件设计，如5367893:;、’:3／?及@ABCA23:等，由于工程技术人员接触二维./0软件较早，且二维./0软件对计算机的配置要求较低，被厂矿广泛使用。用三维软件设计直观，已经被越来越多的工程技术人员所掌握，并成为一种趋势。液压阀块的油路符合液压系统原理图是设计的首要原则。上海交通大学的)&D./0+,,-阀块校验软件，既能输出三维立体校验图，还能检查各孔之间的壁厚，用该软件输出的液压阀块三维校验图如图$所示，可以使用三维动态观察功能校验各油道的连通情况。
图!二通插装阀组
图"螺纹插装阀组
图#阀组的液压原理图
!"元件的选择
在选用液压阀时，一定要看清其流量和压力范围，还要注意其流量—压力曲线，若选型过小往往会造成系统压力损失太大，使系统发热，若选型过大，则会造成经济上的浪费。液压阀有两种密封材料可选，氟橡胶密封适用于磷酸脂介质，丁腈橡胶密封适用于矿物油介质，要根据实际使用的介质来选择，氟橡胶密封的液压阀要贵些。在选定元件时有条件最好对选用的阀做性能试验，做到万无一失。元件选择后，要在液压原理图上把各个阀的型号、各孔道代号、刀具代号、各油口的代号及尺寸大小标注好，以便液压阀组的设计和校对。一张完整的液压阀组原理图如图#所示。
图$液压阀块三维校验图
值得推荐的是，5CE3技术研究所开发的5CE3&/F液压阀块专用设计软件可以在三维图中构思油路，并在二维图中进行设计，因此可以得到快捷、合理的设计。此外，5如油路壁厚，CE3&/F还具有完美的检查功能（油路交叉面积，功能性油路的连接错误检查功能），使设计错误为零。5CE3&/F还提供用于加工的透视画面以及自动生成加工清单，并灵活转换到/123./0中输出，且数据库功能强大。
阀块的六面相互之间的垂直度允差为,%,#GG，各相对面的平行度允差为,%,!GG，各面的平面度允差为,%,+GG，液压阀块上安装阀、法兰的表面粗糙度应达到!(H,%"G，管接头的密封面的表面粗糙度应达到!
#"液压阀块材料的选择
工作压力小于$%!&’(时，液压阀块可以采用铸铁；工作压力!$，"+)*+,,%!&’(-&’(时，液压阀块可以选用铝合金锻件；工作压力!+-&’(时，液压阀块可以选用!#锻钢。由于工程机械等移动设备对液压阀组的重量要求严格，液压阀块一般选用铝合金锻件，这就要求在设计系统时压力不要超过+。-&’(
$"图样设计与图样校验
目前，设计液压阀组有二种常用的方法，一是用二
!(H!%+G，其螺纹与其贴合面之间垂直度允差
为!
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23技术与应用
制造技术与工艺Manufacturing Technologies & Processes
!!"!#$$，插装阀安装孔的表面粗糙度为!%&!"’$，!
"*$，一般流道的表(形圈沟槽的表面粗糙度为!%&)!面粗糙度为!%&+*"#$，所有孔的定位允差为!!"+$$，深度允差!"*$$，所有孔与所在端面垂直度的允差为!!"!#$$，螺孔加工精度为,-，各孔道之间的安全壁厚不得小于)"#$$，如果是深孔，还应考虑钻头在允许范围内的偏斜，应适当加大两孔的间距。
设计阀块时应在安装底板的旁边刻注上所装阀的型号或代号，以防止装错。
将需要经常检修的元件及关键元件如电磁阀、比例阀及伺服阀等放在液压阀块的上方或外侧，以便于拆装。液压阀块设计中要设置足够数量的测压点，以供液压阀块调试时使用。对于重量+!./以上的阀块，应设置起吊螺钉孔。在满足使用要求的前提下，液压阀块的体积要尽量小。设计液压阀块时，阀的底板尺寸应自成一体（最好建成一个块），其安装面上标出基准螺钉孔的位置，其他相关的尺寸以基准螺钉孔为标准。液压阀组应设计出装配图（最好有三维图），以保证所装的元件、管件及密封件安装后互不干涉。
伤。铸铁块和较大的钢材块在加工前应进行时效处理和预处理。
图,螺纹插装阀孔专用加工刀具
（）下料一般每边至少留**$$以上的加工余量。（）铣外形)余量。
（）粗磨0
粗磨阀块六面，每边留!"!#"!"!’$$铣削阀块六面，每边留!"*"!"0$$
精磨量，保证两对应面平行度小于!"!)$$，两相邻面垂直度小于!"!#$$。
（）划线根据图样划线，冲中心孔（有条件的可#
在数控钻床上直接用中心钻完成）。
（）钻孔1
钻各孔，表面精糙度!%&+*"#$。需!
攻螺纹，可攻螺纹。其加工顺序的规则：二孔直径相同，在同一平面上交叉可任意钻孔；二孔直径相同，在同一平面上相交先钻深孔，后钻浅孔；二孔直径不同，在同一平面上交叉先钻小孔，后钻大孔；二孔直径不同，在同一平面上相交先钻大孔，后钻小孔；二孔直径相同，不在同一平面上相切，相切量小于直径的+／0时，可任意钻孔；二孔直径不同，不在同一平面上相切，相切量小于大孔直径的+／0时，先钻小孔，后钻大孔；二孔直径相同，不在同一平面上相切，相切量大于直径的+／0时，先钻一孔，当钻另一孔与该孔钻穿时，应换端铣刀加工到第一孔的直径深度，再换钻头加工；二孔直径不同，不在同一平面上相切，相切量大于大直径的+／0时，先钻小孔，当钻大孔与小孔击穿时，应换端铣刀加工到小孔的直径深度，再换钻头加工。
（）镗铣孔道对需镗孔的各孔进行镗铣加工。对,
二通插装阀的安装孔道的加工时应该在一个工位上完成，以保证其同心。对螺纹插装阀的安装孔道的加工时应该在一个工位上完成初加工、精加工及攻螺纹。
四、液压阀组的制造
!"机械加工所需的设备
加工液压阀块所需的主要设备有刨床、铣床、钻床、数控钻铣床、加工中心以及平面磨床等设备。刨床、铣床是用来加工阀块外形的，钻床、数控钻铣床是用来加工阀块的孔道和螺纹孔的，数控钻铣床、加工中心是用来加工二通插装阀和螺纹插装阀的安装孔道，平面磨床是用来磨削阀块的六个外表面。
#"加工所需的刀具
加工液压阀块所需的刀具有刨刀、铣刀、钻头、镗刀、成形钻头、成形铰刀以及丝锥等。加工螺纹插装阀的安装孔道需使用专用成形钻头和成形铰刀，螺纹插装阀孔专用加工刀具如图,所示。用专用加工刀具加工出的螺纹插装阀的安装孔精度高，效率高。最好不要用传统的加工方法去加工螺纹插装阀的安装孔道，不仅加工精度差，而且效率极低，会影响螺纹插装阀的性能甚至失效。
五、结语
液压阀组是液压系统的关键部件，液压系统设计的主要工作就是液压阀组的设计，详尽地介绍了液压阀组的分类、设计方法、加工方法及其试验方法，希望对液压工作者有所帮助。
（收稿日期：）*!!,／+*／*+
$"液压阀块的加工工艺
（）加工前处理加工阀块的材料须要保证内部组+
织致密，不得有夹层、砂眼等缺陷，加工前应对毛坯探
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