CN100348352C - 一种液压控制阀的平面滑合付结构的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压控制阀的平面滑合付结构的加工方法，该结构包括：依次重叠码放的上、中、下三个板件，紧固后，在三个板件上加工4个通孔，松开螺栓，在中板油腔孔中嵌入遮盖环件；下板油腔孔中嵌入外环下段及内环形成组合方孔，在下板设有回油口及和组合方孔相通的工作油腔；在中板上分离出中转板，步骤为4个通孔的加工工序；与4个通孔相配合的轴和环件的加工工序；中转板和回油口的加工工序；组合方孔的装配工序；三个板件和中转板的整型工序及组装工序。有益效果是该方法较圆柱滑合付结构加工工艺简单，适于批量生产。由于平面滑合付结构中的遮盖环件和组合方孔容易实现零遮盖，使组合方孔的对称性好，可获得很好的零位性能。

Description

一种液压控制阀的平面滑合付结构的加工方法

技术领域

本发明涉及液压控制阀加工技术，特别对零位性能要求高的电液伺服阀及比例阀的一种液压控制阀的平面滑合付结构的加工方法。

背景技术

传统电液伺服阀的功率级是圆柱滑合付结构，阀心和阀套的配合精度要求较高。阀心是细长杆，钢性差，容易变形，加工后容易产生锥度，而且影响阀心和阀套的滑动配合。而阀套的控制方孔，是在阀套的内部表面，测量和加工都十分困难。而电液伺服阀的零位性能，是靠阀心台肩的控制边和阀套方孔控制边的轴向配合精度和径向配合精度决定的，目前工艺是用机加工做出毛坯，然后靠人工流量测配，反复修磨来完成的，高精度伺服阀采用四边控制，滑阀在零位时，阀心台肩的控制边和阀套控制方孔的控制边要求遮盖，而完全的零遮盖目前的工艺很难达到，因此实际的零遮盖允许小于±0.025mm的微小开口量偏差。目前的工艺很难做出零位性能完美的电液伺服阀。电液伺服阀发明至今已有50多年的历史了，由于工艺复杂，造价昂贵，目前主要应用在航空、航天、军工领域。

液压控制阀的平面滑合付结构是由上板4、中板5、中转板7、下板6结合而成，上板4、下板6由定位销定位，中转板7由控制轴和上板4定位，中转板7油腔孔3中的遮盖环件8是通过中转板7在中板5内，上板4和下板6之间，以控制轴为圆心做左右滑合付；中转板7与中板5和上板4、下板6之间为低压油腔P0，遮盖环件8内和内环10内为高压油腔PS，下板6油腔孔3中形成的组合方孔12、组合方孔12’内部分别为工作油腔P1、P2，该结构中遮盖环件8的控制边的作用和圆柱滑合付结构阀心台肩控制边的作用相同，而组合方孔12和12’的控制边的作用和圆柱滑合付结构的阀套控制方孔的控制边的作用相同。平面滑合付结构的传统加工工艺通常是，按图纸要求在组成结构的三块板件分别加工，上板4上做出控制轴孔1、定位轴孔2和2’、在中板5上做出控制轴孔1，定位轴孔2和2’和油腔孔3、在下板6上做出定位轴孔2和2’和最终将形成组合方孔12和12’的油腔孔3；按图纸要求分别做出遮盖环件8和组成方孔12和12’的两个环件。这样的工艺对机加工设备的加工精度要求高，制作成本高，效率低，最终形成的组合方孔12和12’的控制边和遮盖环件8的控制边难以实现零遮盖。

发明内容

本发明提供一种液压控制阀的平面滑合付结构的加工方法，该方法是一种可靠的组合加工工艺，克服了原工艺效率低下，加工精度很难保证的缺陷，使形成的平面滑合付结构克服传统的圆柱滑合付结构的诸多缺点，满足液压控制阀性能的要求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种液压控制阀的平面滑合付结构的加工方法，平面滑合付结构包括有：依次重叠码放的上板4、中板5、下板6三个板件；用螺栓将所述三个板件紧固成一体后，在上板4、中板5、下板6上加工有4个通孔，即控制轴孔1，两个定位轴孔2和2’，油腔孔3；4个通孔成形后将螺栓松开，在中板5内分离出的中转板7，在中转板7油腔孔3中嵌入外环9上段形成遮盖环8；下板6油腔孔3中嵌入外环9下段及内环10形成组合方孔12和12’，在下板6设有回油口11及和组合方孔12和12’相通的工作油腔P1和P2；该方法包括以下步骤：

步骤一：所述4个通孔的加工工序

(1)上板4、中板5、下板6板件用磨床磨平，使各板部件的平行度为≤0.001mm；

(2)磨平后的上板4、中板5、下板6板件用螺栓紧固成一体后，用线切割机做出控制轴孔1、两个定位轴孔2和2’、油腔孔3，使上述4个通孔与下板6基面垂直度的精度为≤0.003mm；

(3)用线切割机做出的控制轴孔1、两个定位轴孔2和2’、油腔孔3再用手工或机械研磨加工，研磨后的4个通孔内壁的精度要达到圆柱度≤0.002mm，光洁度大于10级；

步骤二：与所述控制轴孔1、两个定位轴孔2和2’、油腔孔3相配合的轴和环件的加工工序

(1)用外圆磨床加工出与控制轴孔1配合的控制轴，控制轴的外圆精度要达到圆柱度≤0.002mm；

(2)外圆磨床加工出与两个定位轴孔2和2’配合的定位轴，定位轴的外圆精度要达到圆柱度≤0.002mm；

(3)用线切割机加工出与油腔孔3配合的外环9和内环10，使外环和内环的壁厚均匀；

(4)外环9和内环10经无心磨床加工外壁，使上述外壁的外圆精度达到圆柱度≤0.002mm；

(5)外环9和内环10的内壁经研磨工序加工，使上述内壁的内圆精度达到圆柱度≤0.002mm；

(6)在外环9上做出装配标记；

(7)用线切割机在外环9的环壁中下部做出上下、左右位置对称的方孔，并切割成上、下两段，上段为无缺口环件，即遮盖环件8，下段为环壁两侧有均匀开口的环件；

步骤三：所述中转板7和回油口11的加工工序

(1)将完成所述步骤一工序的三块板件的螺栓松开；

(2)在中板5内用线切割机分离出中转板7；

(3)将下板6控制轴孔1封堵，并采用电加工工序加工出回油口11及工作油腔P1、P2，工作油腔P1、P2与组合方孔12、12’相通；

(4)将上板4油腔孔3封堵；

步骤四：所述组合方孔12和12’的装配工序

(1)将遮盖环8按装配标记的方向嵌入中转板7油腔孔3中，配合精度为0.005-0.008mm过盈配合；

(2)将切割后的外环9的下段，按装配标记的方向，开口朝上嵌入下板6油腔孔3中，配合精度为0.005-0.008mm过盈配合；

(3)将内环10嵌入下板6外环9中，配合精度为0.005-0.008mm过盈配合，使下板6油腔孔3中形成左右对称的两个组合方孔12和12’，方孔中间即为工作油腔P1，P2；

步骤五：上板4、中板5、下板6和中转板7的整型工序

(1)将已嵌入环件的中转板7，与中板5一同磨平，使中转板7、遮盖环8、中板5高度一致，中转板与中板的平行度精度≤0.001mm；

(2)将已嵌入环件的下板6磨平，使环件封堵和下板6高度一致，下板的平行度精度≤0.001mm；

(3)嵌入封堵的上板4磨平使封堵和上板4高度一致，上板的平行度精度≤0.001mm；

步骤六：组装工序

(1)将控制轴嵌入中转板7控制轴孔1中，配合精度为0.005-0.008mm过盈配合；

(2)将上板4控制轴孔1再次研磨，使其内径尺寸比控制轴外径尺寸大0.002-0.004mm；

(3)将已嵌入中转板7控制轴孔1的控制轴上部穿入上板4控制轴孔1中，配合精度为0.002-0.004mm的滑动配合；

(4)将上板4、中板5、下板6用定位销和螺栓组装在一起，定位轴和定位轴孔2、2’的配合精度为0.000-0.002mm的过盈配合，控制轴和上板4控制轴孔1配合精度为0.002-0.004的mm滑动配合；

(5)中转板7和中板5间为低压油腔P0，遮盖环件8中间和内环10中间为高压油腔PS，一组合方孔12中间为一工作油腔P1，另一组合方孔12’中间为另一工作油腔P2。

本发明的效果是由于采取了该加工工艺的技术方案，所以较平面滑合付结构的传统加工工艺加工精度更高，工艺更加简单，更适合批量生产。同时使平面滑合付结构中的遮盖环件8的控制边和组合方孔12和12’的控制边更容易实现零遮盖，从而可以取代圆柱滑合付结构，可以构成电液伺服阀和比例阀，使电液伺服阀和比例阀的零位性能大幅提高，制造成本大幅降低。

附图说明

图1为本发明中平面滑合付结构剖面图；

图2为图1中的中板主视图；

图3为图1中的下板主视图；

图4为图3的A-A剖视图。

图中：

1、控制轴孔  2、定位轴孔  2’、定位轴孔  3、油腔孔

4、上板       5、中板         6、下板       7、中转板

8、遮盖环件   9、外环         10、内环      11、回油口

12、组合方孔  12’、组合方孔  13、螺栓孔    P0、低压油腔

PS、高压油腔  P1、工作油腔    P2、工作油腔

具体实施方式

结合附图及实施例对本发明的一种液压控制阀的平面滑合付结构的加工方法加以说明。

将磨平的上板4、中板5、下板6三块板件依次重叠码放，用螺栓紧固成一体，用线切割工序加工出贯穿上板4、中板5、下板6板件的4个通孔，分别为控制轴孔1，定位轴孔2和2’，油腔孔3；四孔成形后将螺栓松开，将中板5用线切割分离出中转板7，中转板7油腔孔3中嵌入外环9上段形成遮盖环8；下板6油腔孔3中嵌入外环9下段和内环10形成组合方孔12和12’，在下板6中部用电加工序加工出回油口11及和组合方孔12和12’相通的工作油腔P1和P2；完成以上工序后，控制轴和中转板7装配，同时控制轴上穿上板4控制轴孔1中；上板4、中板5、下板6用控制轴孔1、定位轴孔2定位轴定位，并用螺栓紧固形成一体，中板5和中转板7之间为低压油腔P0，中转板7的遮盖环件8内和下板6的内环件10内为高压油腔PS，组合方孔12、组合方孔12’内部分别为工作油腔P1、工作油腔P2。

具体操作如下：

将磨平的上板4、中板5、下板6三块板件，依次重叠码放。用螺栓紧固后加工出控制轴孔1，定位轴孔2和2’，油腔孔3；做出与控制轴孔1，定位轴孔2和2’，油腔孔3对应的控制轴、定位轴、外环9、内环10；在中板5中分离出中转板7；在外环9的中下部割出方孔并分割成上、下两段，将外环9上段嵌入中转板7油腔孔3中形成遮盖环件8，外环9下段和内环10嵌入下板6油腔孔3中形成组合方孔12和组合方孔12’，组合方孔12中间为工作油腔P1，组合方孔12’中间为工作油腔P2；将组成平面滑合付结构的各件，按配合精度要求组装成平面滑合付结构；中转板7和中板5、上板4、下板6间为低压油腔P0；遮盖环件8内部和下板6内环10内部为高压油腔PS。

遮盖环件8是通过中转板7在中板5内、上板4和下板6之间，以控制轴为圆心做左右滑动合付，由于组合方孔12和12’的控制边的几何形状，刚好是外环9截断面的一部分，而遮盖环件8也是外环9截断而成，所以遮盖环件8的控制边和组合方孔12和12’的控制边可实现完全的零遮盖。

如图1、2、3、4所示，本实施例以一种由本结构构成的单级电液伺服阀来说明其步骤为：

步骤一：所述4个通孔的加工工序

所述将构成平磨滑合付结构的三块板件即上板4、中板5、下板6用磨床磨平，平行度精度为≤0.001mm，这样的精度可使在中板5中分离出的中转板7，可以在上板4、下板6间的中板5内灵活转动；

所述将磨平的上板4、中板5、下板6三块板件用螺栓紧固成一体后，用高精度低速走丝线切割机加工出贯穿三板的控制轴孔1，定位轴孔2和2’，油腔孔3，这样可使上板4的控制轴孔1，定位轴孔2和2’，油腔孔3和中板5的控制轴孔1，定位轴孔2和2’，油腔孔3以及下板6的控制轴孔1，定位轴孔2和2’，油腔孔3的位置尺寸完全一致；4个孔和下板6基面的垂直度的精度≤0.003mm，这样精度，可以使中板5中分离出的中转板7，随控制轴在上4、下板6间的中板5内灵活转动；

将高精度低速走丝线切割机做出的控制轴孔1，定位轴孔2和2’，油腔孔3经研磨工序加工，使各孔的圆柱度精度达到≤0.002mm，这样的精度可以使控制轴，定位轴，外环9和控制轴孔1，定位轴孔2和2’，油腔孔3的配合精度得以实现；

步骤二：与所述控制轴孔1，定位轴孔2和2’，油腔孔3相配合的轴和环件的加工工序

用高精度低速走丝线切割机做出的外环9和内环10的毛坯件，这样可以使外环9和内环10的壁厚匀称；

用无心磨床磨外环9、内环10的外圆，使其外圆的圆柱度精度为≤0.002mm，外环9、内环10的内圆用研磨工序加工使其内圆的圆柱度精度为≤0.002mm，这样可以使外环9和油腔孔3的配合精度得以实现，使内环10和外环9的配合精度得以实现；

用外圆磨床加工出定位轴和控制轴，使它们的外圆和圆柱度精度为≤0.002mm，这样的精度可以使定位轴、控制轴和控制轴孔1，定位轴孔2和2’的配合精度得以实现；

在外环9在外壁上做出装配标记，做出标记后用高精度低速走丝线切割机在外环9环壁的中下部做出上下、左右对称的方孔，并切割成上段为无缺口的遮盖环件8，下段为环壁两侧有均匀开口的外环9下段，用这样工艺可使最终形成的组合方孔12和12’有很高的对称性，从而可获得很高的零位性能；

步骤三：所述组合方孔12和12’和遮盖环件8的装配工序

将遮盖环件8按装配标记的方向嵌入中转板7油腔孔3中，配合精度为0.005-0.008mm的过盈配合，这样过盈配合可使遮盖环件8和中转板7形成一体；

将外环9下段，按装配标记的方向，开口朝上嵌入下板6油腔孔3中，配合精度为0.005-0.008mm的过盈配合，将内环10嵌入下板6油腔孔3环中，配合精度为0.005-0.008mm的过盈配合；这时下板6油腔孔3中会形成两个左右对称的、弧形的组合方孔12和12’，组合方孔12中形成工作油腔P1，组合方孔12’中形成工作油腔P2；

由于组合方孔12和12’是由外环9和内环10和下板6油腔孔3组合而成，组合方孔12、12’的两个控制边的宽度即是外环9的壁厚，中转板7上的遮盖环件8是外环9分割而成，这样即可使遮盖环件9控制边和组合方孔12和12’的控制边实现完美的零遮盖。

步骤四：中转板7和回油口11的加工工序

将已做出控制轴孔1，定位轴孔2和2’，油腔孔3的三块板件松开，在中板5上用高精度低速走丝线切割机分离出中转板7；将下板6控制轴孔1封堵，并采用电加工工序加工出回油口11及工作油腔P1、P2，工作油腔P1、P2与组合方孔12和12’相通。

步骤五：上板4、中板5、下板6和中转板7的整型工序

将已嵌入遮盖环件8的中转板7，中板5一同磨平，使中转板7、遮盖环件8、中板5高度一致，平行度精度为≤0.001mm，将已嵌入封堵和环件的下板6磨平，使环件、封堵和下板件6高度一致，平行度精度为≤0.001mm，将嵌入封堵的上板4磨平使封堵和上板件4高度一致，平行度精度为≤0.001mm；这样可使组装后的平面滑合付结构中的遮盖环件8通过中转板7，在中板5和上板4、下板6之间，以控制轴为圆心做灵活的左右滑动合付；

步骤六：组装工序

将控制轴嵌入中转板7控制轴孔1中配合精度0.005-0.008mm过盈配合，这样可使控制轴和中转板7成为一体；将上板4控制轴孔1再次研磨，使其内径尺寸比控制轴外径大0.002-0.004mm；将已嵌入中转板7控制轴孔1的控制轴上部穿入上板4控制轴孔1中，这时和中转板7成为一体的控制轴上部与上板4控制轴孔1之间的配合精度为0.002-0.004mm滑动配合；

将上板4、中转板7、中板5、下板6用定位轴和螺栓组装在一起，定位轴和定位轴孔2和2’的配合精度为0.000-0.002mm的过盈配合；

组装完成后，中转板7和中板5间为低压油腔P0，遮盖环件8中间和下板6内环件10中间为高压油腔PS，组合方孔12中间为工作油腔P1，组合方孔12’中间为工作油腔P2，遮盖环件8通过中转板7在中板5内、上板4和下板6之间，以控制轴为圆心做左右滑动合付。

所述本加工结构的上方由电器部分组成，动力部分为力矩马达，力矩马达的弹簧和本结构中的控制轴相连接，力矩马达的转动带动控制轴转动，控制轴的转动则使与中转板7紧配合的遮盖环件8在中板5内，上板4和下板6组合方孔12和12’之间实现左右滑动合付，使下板6中的两个组合方孔12和12’(即工作油腔P1、P2)实现左右开启或闭合。

该加工的平面滑合付结构是单级阀，但本工艺同样可以加工制作由平面滑合付结构构成的两级阀和多级阀，从而取代以传统圆柱滑合付结构组成的多种液压控制阀。

Claims (1)

1、一种液压控制阀的平面滑合付结构的加工方法，平面滑合付结构包括有：依次重叠码放的上板(4)、中板(5)、下板(6)三个板件；用螺栓将所述三个板件紧固成一体后，在上板(4)、中板(5)、下板(6)板件上加工有4个通孔，即控制轴孔(1)，两个定位轴孔(2，2’)，油腔孔(3)，4个通孔成形后将螺栓松开，在中板(5)油腔孔(3)中嵌入外环(9)上段形成遮盖环件(8)；下板(6)油腔孔(3)中嵌入外环(9)下段及内环(10)形成组合方孔(12，12’)，在下板(6)设有回油口(11)及和组合方孔(12，12’)相通的工作油腔(P1，P2)；在中板(5)内设有分离出的中转板(7)；该方法包括以下步骤：

步骤一：所述4个通孔的加工工序

(1)上板(4)、中板(5)、下板(6)板件用磨床磨平，使各板件的平行度为≤0.001mm；

(2)磨平后的上板(4)、中板(5)、下板(6)板件用螺栓紧固成一体后，用线切割机做出控制轴孔(1)、两个定位轴孔(2，2’)、油腔孔(3)，上述4个通孔与下板(6)基面垂直度为≤0.003mm；

(3)用线切割机做出的控制轴孔(1)、两个定位轴孔(2，2’)、油腔孔(3)再用手工或机械研磨加工，研磨后的4个通孔内壁的精度要达到圆柱度≤0.002mm，光洁度大于10级；

步骤二：与所述控制轴孔(1)、两个定位轴孔(2，2’)、油腔孔(3)相配合的轴和环件的加工工序

(1)用外圆磨床加工出与控制轴孔(1)配合的控制轴，控制轴的外圆精度要达到圆柱度≤0.002mm；

(2)外圆磨床加工出与两个定位轴孔(2，2’)配合的定位轴，定位轴的外圆精度要达到圆柱度≤0.002mm；

(3)用线切割机加工出与油腔孔(3)配合的外环(9)和内环(10)，使外环和内环的壁厚均匀；

(4)外环(9)和内环(10)经无心磨床加工外壁，使上述外壁的外圆精度达到圆柱度≤0.002mm；

(5)外环(9)和内环(10)的内壁经研磨工序加工，使上述内壁的内圆精度达到圆柱度≤0.002mm；

(6)在外环(9)上做出装配标记；

(7)用线切割机在外环(9)的环壁中下部做出上下、左右位置对称的方孔，并切割成上、下两段，上段为无缺口环件，即遮盖环件(8)，下段为环壁两侧有均匀开口的环件；

步骤三：所述中转板(7)和回油口(11)的加工工序

(1)将完成所述步骤一工序的三块板件的螺栓松开；

(2)在中板(5)内用线切割机分离出中转板(7)；

(3)将下板(6)控制轴孔(1)封堵，并采用电加工工序加工出回油口(11)及工作油腔(P1，P2)，工作油腔(P1，P2)与组合方孔(12，12’)相通；

(4)将上板(4)油腔孔(3)封堵；

步骤四：所述组合方孔(12，12’)的装配工序

(1)将遮盖环(8)按装配标记的方向嵌入中转板(7)油腔孔(3)中，配合精度为0.005-0.008mm过盈配合；

(2)将切割后的外环(9)的下段，按装配标记的方向，开口朝上嵌入下板(6)油腔孔(3)中，配合精度为0.005-0.008mm过盈配合；

(3)将内环(10)嵌入下板(6)外环(9)中，配合精度为0.005-0.008mm过盈配合，使下板(6)油腔孔(3)中形成左右对称的两个组合方孔(12，12’)，方孔中间即为工作油腔(P1，P2)；

步骤五：上板(4)、中板(5)、下板(6)和中转板(7)的整型工序

(1)将已嵌入环件的中转板(7)，与中板(5)一同磨平，使中转板(7)、遮盖环(8)、中板(5)高度一致，中转板与中板的平行度精度≤0.001mm；

(2)将已嵌入环件的下板(6)磨平，使环件封堵和下板(6)高度一致，下板的平行度精度≤0.001mm；

(3)嵌入封堵的上板(4)磨平使封堵和上板(4)高度一致，上板的平行度精度≤0.001mm；

步骤六：组装工序

(1)将控制轴嵌入中转板(7)控制轴孔(1)中，配合精度为0.005-0.008mm过盈配合；

(2)将上板(4)控制轴孔(1)再次研磨，使其内径尺寸比控制轴外径尺寸大0.002-0.004mm；

(3)将已嵌入中转板(7)控制轴孔(1)的控制轴上部穿入上板(4)控制轴孔(1)中，配合精度为0.002-0.004mm的滑动配合；

(4)将上板(4)、中板(5)、下板(6)用定位销和螺栓组装在一起，定位轴和定位轴孔(2，2’)的配合精度为0.000-0.002mm的过盈配合，控制轴和上板(4)控制轴孔(1)配合精度为0.002-0.004mm的滑动配合；

(5)中转板(7)和中板(5)间为低压油腔(P0)，遮盖环件(8)中间和内环(10)中间为高压油腔(PS)，一组合方孔(12)中间为一工作油腔(P1)，另一组合方孔(12’)中间为另一工作油腔(P2)。

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