工程机械液压多路阀阀体加工工艺探索研究

工程机械液压多路阀阀体加工工艺探索研究

摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对机械设备的应用也越来越

广泛。工程机械液压阀是控制工程机械运动的关键性元件，每年因失效退役的液

压阀数量十分巨大。再制造是再生资源利用的高级形式，是现代制造业中的新兴

产业，有利于节约能源和资源、降低制造成本和促进环保，具有非常重要的国家

战略意义。该文以多路换向阀为例，概述了液压阀再制造工艺流程中的清洗，拆解，检测，再制造修复及装配入库的技术内容和关键方法，为液压阀的再制造研

究提供了理论依据和实践基础。

关键词：液压多路阀；阀体；加工工艺；研究

引言

液压多路阀是工程机械液压系统的主要控制元件。而阀体作为液压多路阀主

要零件之一，阀芯孔、插装孔的加工质量对液压多路阀的性能和寿命有重要影响，同时阀体的加工成本、加工效率也直接决定液压多路阀的市场竞争力。

1现有多路阀阀体结构

现有多路阀阀体采用灰铁材料HT350铸造毛坯，机加工成型，该多路阀阀体

在早期开发时为保证产品可靠性，结构上过于冗余设计，阀体质量较重，壁厚不

均匀，铸造过程易出现缩松、缩孔等缺陷，有可能降低铸件的致密性，削弱阀体

强度，同时机加工量也较大，制造成本高。为此，以结构轻量化设计思想，对阀

体结构进行优化，以提高铸造工艺性，减少材料和加工成本，同时考虑随着设备

升级，优化后的多路阀要适用于更高的系统压力。

2阀体加工工艺

2.1机加工工艺

阀体的机加工质量对液压多路阀的性能和寿命有直接影响，同时阀体的加工

成本、加工效率也直接决定液压多路阀的市场竞争力。目前阀体机加工主要采用

卧式加工中心集中工序加工、卧式加工中心+普通机床分序、卧式加工中心集中

工序加工+大平面磨削加工等三种方式，其中卧加集中工序加工的夹具定位方式

主要有两种：一面两销、两面一销。1）一面两销。优点：采用一面两销组合，

两孔定位精度高。缺点：采用一面两销组合，适合不需要吊装的小零件，是壳体、盖类零件加工常用的定位方式。两个销不仅定位还受力，易折断。吊装工件装夹时，两个定位销孔不好对正。2）两面一销。优点：采用两面一销组合，适合需

要吊装的大零件。菱形销仅定位不受力。吊装工件装夹时，一个定位销孔方便装夹。缺点：采用两面一销组合，定位精度比一面两销组合定位低。

2.2阀芯孔成套化铰孔技术

常用阀体主要有两种类型，一是铸造式阀体，二是连铸式阀体，两者阀孔主

要的区别为铸造式阀体阀孔为预铸孔，各台阶成环状分步，连铸式阀体为实心孔

无预铸孔，相交孔较多，且不规则，加工难度大。针对两种阀孔，传统加工工艺

流程为：一头钻孔→另一头钻孔→一头扩孔→另一头扩孔→粗镗→半精镗→钻铰孔导引孔→精铰孔。传统工艺存在工序多、加工效率低、圆柱度精度低问题。为解

决以上问题，通过不断验证，开发了适用于不同液压阀孔、不同加工效率的加工

技术。改进后的加工工艺流程为：钻（连铸阀体需要）→钻导引孔→扩孔→铰孔。针对铸造阀孔只需钻导引孔、扩孔和铰孔3个步骤即可，加工工时可缩短为5分

钟以内。技术创新点1：将扩孔导引钻和铰孔导引钻复合在一起，两个导引孔一

起加工。技术创新点2：扩孔钻、铰孔钻采用阶梯式切削刃，实现扩孔大余量加

工扩孔加工，与导引孔刀结合，实现之前钻孔、扩孔、镗孔的复合加工。铰孔后，阀孔直径公差≤0．02mm，圆柱度≤0.01mm，过程能力指数cpk≥1．33，单孔加工

工时≤5min，处于行业领先水平。

2.3阀体结构优化设计

在轻量化设计思想下，对阀体采用铸造流道均匀壁厚设计方法进行结构优化

设计。对阀体外部结构去除多余“肉”，沿流道成型方式均匀形成阀体上的“肉”，

对阀体内部流道则采取有利于降低压损的方式进行适当优化。通过上述结构优化，阀体质量减少20%，结构上更有利于铸造和加工工艺性。在阀体材料选择上，随

着球铁生产工艺趋于成熟，灰铁材料已越来越不能满足多路阀高压化的要求，因此，将优化前的材料HT350变更为QT500，以满足液压系统高压化的要求。

2.4清洗工艺

清洗工序在阀体加工制造过程中占有相当重要的作用，是承上启下的一道关

键加工工序。清洗主要是清除阀体在加工制造过程中产生或侵入的杂物，提高液

压多路阀清洁度，避免或减少因污染而造成的性能下降。目前阀体清洗的主要方

式为超声波射流清洗、高压水射流清洗。超声波射流清洗：将超声波发生装置装

配到清洗机的清洗槽内，采用超声波在液体中传播形成的空化效应，去除阀体机

加工后残留的切屑液、铁屑、油污等。高压水射流清洗：高压水清洗是以水为媒介，将高压、低速的水转化成低压、高速的水射流，采用瞬间冲击力对阀体连续

定点、定位进行冲洗，去除阀体机加工后产生的切屑液、铁屑、毛刺等。

2.5去毛刺清洗

对阀体、阀杆及其他小零件进行去毛刺和清洗。1）阀体的清洗将上序珩孔结束的阀体首先进行高温清洗，将阀体吊入高温清洗台，加热清洗液至50℃，加压2．5MPa，流量40L/min。冲洗外表面，阀杆孔和主安全阀孔后，高温浸泡阀体

20分钟；接着将阀体放入超声波清洗台内，加水溶清洗液漫过阀体后，开启超声

波清洗机控制器，利用超声波的波段频率将细小毛刺及铁锈，油渍去除干净。经

过以上步骤清洗完毕后，切记之后不能停放，因为时间久了阀体容易生锈，应立

即用煤油冲洗，避免锈蚀。2）阀杆、端盖、堵头等其他小零件的清洗阀杆在与

阀体未接触的节流槽处容易锈蚀和附着油渍，很难去除干净，可以使用轮刷装在

数控车床上去除勾槽内的油渍和铁锈，然后将刷过的阀杆在煤油清洗循环车内冲

洗干净即可。端盖、堵头等小零件要用盘刷装在小台钻上将端盖及堵头上的油垢，铁锈去除，再用煤油清洗循环车冲洗干净即可。将清洗完整的阀体、阀杆、端盖

等其他小零件摆放在标记处的装配台上等待装配。

结语

综上所述，阀体加工工艺是工程机械液压多路阀生产制造的关键，这就需要

不断地探索研究适合当前企业的阀体加工工艺并推广应用，从而实现阀体加工的

产业化。

参考文献：

［1］尹相昶．阀体加工工艺及夹具设计［J］．机电工程技术，2017，（9）：5－9．

［2］戚振红．工程机械铸造多路阀阀体加工技术探究［J］．液压气动与密封，2019，（9）：94－96．

［3］徐明．高压水清洗在铸造阀体上的应用［J］．液压气动与密封，2019，（10）：48－49．