专利名称：高性能比例伺服阀阀体及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液压传动领域中比例伺服阀的阀体及其制造方法。
背景技术：
比例伺服阀被广泛应用于液压传动领域中，由于其阀体中存在许多流道的结构特点，使得阀体在加工与制造过程中存在较大的难点。目前通常采用如下两种方法进行比例伺服阀阀体的制造I)铸造的方法。采用铸造的方法可以直接将流道及整个阀体铸造成型，但是这种制造方法存在如下难以解决的缺点首先，铸造过程中存留在阀体的众多油道、暗腔或凹槽内的铸砂难以清除，而存留的铸砂会在阀体与阀芯的配合工作时造成卡阀现象，进而导致 系统失灵；其次，铸造过程中产生的毛刺难以去除，在高压的作用下，毛刺将会翻起，这种现象也会导致在阀体与阀芯的配合工作过程中动作不良或者阀芯被卡死，因此也会影响系统的工作可靠性；最后，采用铸造的方法制造出的阀体内通常具有气孔、砂眼、裂纹等缺陷，因此使得阀体在使用过程中很容易漏水或漏气，使用寿命较短。2)钢件加工的方法。这种方法是在钢件上加工出油道、暗腔和凹槽，而由于高性能比例伺服阀阀体的油道、暗腔和凹槽形状复杂并且数量众多，因此采用钢件加工的难度很大，通常加工后的油道等结构并不能满足流体流动的动力学要求，很容易产生气穴和气蚀现象，从而导致比例伺服阀在工作时噪音很大，并且采用这种方法制造出的阀体耐压力不闻。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术中存在的不足，提供一种高性能比例伺服阀阀体的制造方法，其解决了比例伺服阀阀体难以加工、制造的缺点，使制造过程简单，制造所得的阀体强度及清洁度高，流体在阀体内的流动性好，阀体与阀芯的配合工作更可靠。本发明还提供了一种由该制造方法所制造的高性能比例伺服阀阀体。为实现本发明的上述目的，本发明的高性能比例伺服阀阀体的制造方法包括如下步骤选取圆柱形毛坯，使用精锻机将圆柱形毛坯锻制成长方体形毛坯；使用锯床将锻制成的长方体形毛坯锯成三段；使用铣床将所述三段毛坯的端面分别铣平，形成第一长方体、第二长方体、第三长方体；分别在第一长方体、第二长方体与第三长方体靠近四个顶点的位置对应加工出螺纹孔；在第一长方体的一端面中心加工出凹槽；在第二长方体的一端面分别加工出矩形通孔、第一矩形凹槽、第二矩形凹槽，并在与第二长方体一端面相背的另一端面加工出连通所述第一矩形凹槽和第二矩形凹槽的第一半通孔；在第三长方体的一端面加工出第二半通孔，并在与第三长方体所述一端面相背的另一端面加工出多个连通所述第二半通孔的工作油口 ；将已进行上述加工的第一长方体、第二长方体、第三长方体进行组合处理，从而使三个长方体成为一个完整的阀体，其中，使所述第二长方体的矩形通孔、第一矩形凹槽、第二矩形凹槽分别与第一长方体的所述凹槽相对应，以形成阀体暗腔，并使第二长方体的第一半通孔与第三长方体的第二半通孔相对应，形成阀体通孔，从而使阀体通孔分别与阀体暗腔和工作油口相连通。优选的，所述组合处理的步骤包括将第一长方体的所述一端面、第二长方体的两端面、第三长方体的所述一端面分别使用高精密磨床进行磨削；将磨削完的三个长方体的对应面上均匀加装金属粉末，使相对应的两个面粘结在一起，并用四个螺钉依次穿过三个长方体对应加工有螺纹孔处，将三个长方体装配锁紧；将装配好的三个长方体直接放入真空炉进行加热，采用700°C -900°C的温度进行热处理，通过真空钎焊将三个长方体焊接为一体以形成阀体，其中焊接对缝小于等于0. 05_。优选的，加工所述第一半通孔的步骤包括在第二长方体所述另一端面的中心加工出第一半圆凹槽；在第一半圆凹槽的轴向方向上依次加工出多个半环形槽；其中，第一 半环形槽与第五环形槽分别与所述第一矩形凹槽和第二矩形凹槽相连通，从而使所述第一矩形凹槽和第二矩形凹槽与第一半通孔相通。优选的，在第二长方体所述另一端面上加工出位于阀体通孔一侧的第五矩形凹槽，且所述第五矩形凹槽与所述多个半环形槽中的第三半环形槽相连通。优选的，加工所述第二半通孔的步骤包括在第三长方体所述一端面的中心加工出第二半圆凹槽，且其与所述第一半圆凹槽位置对应，从而当第三长方体所述一端面与第二长方体所述另一端面对接后形成阀体通孔；在第二半圆凹槽的轴向方向上依次加工出多个半环形槽，且所述半环形槽分别与在第二长方体所述另一端面上加工的多个所述半环形槽位置对应，从而当第三长方体所述一端面与第二长方体所述另一端面对接后形成环形槽。优选的，在第三长方体所述一端面加工出分别位于第二半圆凹槽两侧的第三矩形凹槽与第四矩形凹槽，其中，第三矩形凹槽与所述矩形通孔位置对应，第四矩形凹槽与所述第五矩形凹槽位置对应并与旁边的第三半环形槽连通，从而当第三长方体所述一端面与第二长方体所述另一端面对接后，第四矩形凹槽与第五矩形凹槽对接所形成的凹槽与所述多个环形槽中的第三环形槽相连通。优选的，加工多个所述工作油口的步骤包括在第三长方体所述另一端面上依次加工出四个工作油口，其中，第一工作油口与所述第三矩形凹槽相连通，第二工作油口、第四工作油口分别和所述多个环形槽中的第二环形槽、第四环形槽的中心相连通，第三工作油口与第三环形槽相连通，从而使工作油口与所述阀体通孔相连通。优选的，所述组合处理的步骤还包括对已进行耐压测试后的阀体使用磨床对外围面进行磨削。优选的，制造所述高性能比例伺服阀阀体的材料为42GrM。本发明还提供一种按照上述制造方法所制得的高性能比例伺服阀阀体。与现有技术相比，本发明的有益效果体现在如下方面I)本发明采用将三个长方体分别进行加工，再将已加工出阀体暗腔、阀体通孔和工作油口的三个长方体进行组合处理，以制造高性能比例伺服阀阀体的制造方法，使得阀体的制造过程更简单、加工更容易，保证了阀体内各流道形状的合理性，使得流体在阀体内的流动性能好；2)本发明采用真空钎焊的焊接方式将三个长方体进行组合处理，提高了阀体的强度与清洁度，降低了阀体在使用过程中所产生的噪声；3)本发明的制造方法所制得的高性能比例伺服阀阀体与阀芯的配合工作更可靠。
图I为本发明一个实施例高性能比例伺服阀阀体的三维轴测视图；图2为图I所示高性能比例伺服阀阀体的右视图；图3为图2所示高性能比例伺服阀阀体的A-A向剖视图；图4为本发明一个实施例的第一长方体的立体图；图5为图4所示第一长方体的仰视图；图6为本发明一个实施例的第二长方体的立体图；图7为图6所示第二长方体的仰视图；图8为本发明一个实施例的第三长方体的立体图；图9为图8所示第三长方体的仰视图；图10为图8所示第三长方体的俯视图；图11为本发明一个实施例的第一长方体与第二长方体连接后的示意图。附图标记说明1-第一长方体；2_第二长方体；3_第三长方体；4_阀体暗腔；5-阀体通孔；6_工作油口 ；11_凹槽；21_第一半圆通孔；22_矩形通孔；23_第一矩形凹槽；24-第二矩形凹槽；25_五矩形凹槽；第31-第二半圆通孔；32_第三矩形凹槽；33_第四矩形凹槽；51_第一环形槽；52_第二环形槽；53_第三环形槽；54_第四环形槽；55_第五环形槽；61-第一工作油口 ；62_第二工作油口 ；63_第三工作油口 ；64_第四工作油口 ；211、311-第一半环形槽；212、312_第二半环形槽；213、313_第三半环形槽；214、314_第四半环形槽；215、315_第五半环形槽。
具体实施例方式如图I所示，本发明的高性能比例伺服阀阀体由第一长方体(I)、第二长方体(2)和第三长方体(3)三个长方体组成，其中第一长方体(I)和第二长方体(2)之间形成有阀体暗腔(4)，第二长方体(2)和第三长方体(3)之间形成有阀体通孔(5)，而阀体通孔(5)和阀体暗腔(4)相连通，第三长方体(3)上还设有多个工作油口(6)，且这些工作油口(6)与阀体通孔(5)连通。为了制造如上所述的高性能比例伺服阀阀体，本发明采用的制造方法如下I)选取一个圆柱形毛坯，使用精锻机将圆柱形毛坯锻制成长方体形毛坯；2)使用锯床将锻制成的长方体形毛坯锯成三段；3)使用X5032铣床将所述三段毛坯的六个端面分别铣平，要求粗糙度达到Ra32，形成制造阀体所需的三个长方体第一长方体(I)、第二长方体(2)、第三长方体(3)；4)分别在第一长方体(I)、第二长方体(2)与第三长方体(3)靠近四个顶点的位置对应加工出螺纹孔；5)分别将第一长方体(I)、第二长方体(2)与第三长方体(3)安放在BN800加工中心上，并使用螺栓与压板进行固定，固定后使用整体硬质合金球头铣刀对三个长方体分别进行加工
首先，如图4、图5所示，在第一长方体(I) 一个端面的中心位置处铣出一个T形凹槽(11)。然后，分别对第二长方体(2)的两个相背端面进行加工。如图6、7所示，先在第二长方体(2)的一个端面上分别铣出矩形通孔(22)、第一矩形凹槽(23)与第二矩形凹槽
(24)，并且这些通孔或凹槽是沿图6所示长方体的高度方向布置；然后在与这一端面相背的另一端面上铣出第一半通孔(21a)。而铣出第一半通孔(21a)的具体步骤包括在所述另一端面上铣出一个第一半圆凹槽(21a)，并且该第一半圆凹槽是沿图6所示长方体的长度方向布置，接着在第一半圆凹槽(21a)的轴向方向上依次统出多个半环形槽(211、212、213、214、215)，在铣出这些半环形槽的过程中，应使这些半环形槽的对称轴与第一半圆凹槽(21a)的对称轴重合，并使第一半环形槽(211)与第五环形槽(215)分别与第一矩形凹槽(23)和第二矩形凹槽(24)相连通，从而使第一矩形凹槽(23)和第二矩形凹槽(24)分别与第一半通孔(21)相通。当铣出第一半通孔(21a)后，在第一半圆凹槽(21a)的一侧铣出第五矩形凹槽(25)，并使其与所述多个半环形槽中的第三半环形槽(213)相连通。最后，对第三长方体(3)的两个相背端面进行加工。如图8-10所示，先在第三长方体(3)的一端面上铣出第二半通孔(31a):在第三长方体(3)的一端面上铣出与所述第一半圆凹槽(21a)位置对应的第二半圆凹槽(31a)，其中该第二半圆凹槽是沿图8所示长方体的长度方向布置，并在第二半圆凹槽(31a)的轴向方向上依次铣出多个半环形槽(311、312、313、314、315)，在铣这些半环形槽的过程中，应使半环形槽的对称轴与第二半圆凹槽(31a)的对称轴重合，同时使这些半环形槽(311、312、313、314、315)与在第二长方体(2)所述另一端面上加工的多个所述半环形槽(211、212、213、214、215)位置对应；然后在第二半圆凹槽(31a)的两侧铣出两个沿图8所示长方体的高度方向布置的凹槽第三矩形凹槽
(32)与第四矩形凹槽(33)，在加工过程中，应使第三矩形凹槽(32)与所述矩形通孔(22)的位置对应、第四矩形凹槽(33)与所述第五矩形凹槽(25)位置对应，并且第四矩形凹槽
(33)与旁边的第三半环形槽(313)相连通；最后在与第三长方体(3)所述一端面相背的另一端面上依次加工出四个工作油口出1、62、63、64)，这四个工作油口是沿图8所示长方体的高度方向布置，在加工过程中，应使第一工作油口 ￠1)与所述第三矩形凹槽(32)相连通，第二工作油口(62)、第四工作油口 ￠4)分别和所述多个半环形槽中的第二半环形槽(312)、第四半环形槽(314)的中心相连通，而第三工作油口(63)与第三半环形槽(313)相连通，从而使工作油口(6)与所述第二半通孔(31a)相连通。6)将已进行上述加工的第一长方体(I)、第二长方体(2)、第三长方体(3)采用组合处理的方法将其组合在一起形成一个完整的阀体，具体步骤如下首先，采用高精密磨床分别将第一长方体(I)的所述一端面、第二长方体(2)的两端面、第三长方体(3)的所述一端面进行磨削，并保证粗糙度在RaO. 4以内。其次，将磨削完的三个长方体的对应面上均匀加装金属粉末，使相对应的两个面粘结在一起，具体粘结步骤如下如图11所示，第一长方体(I)的所述一端面与第二长方体(2)的所述一端面相对应，使所述第二长方体(2)的矩形通孔(22)、第一矩形凹槽(23)、第二矩形凹槽(24)分别与第一长方体(I)的所述凹槽(11)相对应，从而形成了阀体暗腔(4)；如图I、图2、图3所示，第二长方体(2)的所述另一端面与第三长方体(3)的所、述一端面相对应，使分别位于两个长方体端面上的半环形槽(211、212、213、214、215)与(311、312、313、314、315)对应连通形成五个环形槽(51、52、53、54、55)，使第一半圆凹槽(21a)与第二半圆凹槽(31a)对应连通，第四矩形凹槽(33)与第五矩形凹槽(25)对应连通且连通后与多个环形槽中的第三环形槽(53)相连通，从而实现了将第一半通孔(21)与第二半通孔(31)对应连通，形成了阀体通孔(5)。
通过上述的粘结方式，实现了阀体通孔(5)分别与阀体暗腔⑷和工作油口(6)相连通的目的。然后，用四个螺钉依次穿过三个长方体对应加工有螺纹孔的地方，将三个长方体装配锁紧。最后，将装配好的三个长方体直接放入真空炉进行加热，采用700°C -900°C的温度进行热处理，通过真空钎焊将三个长方体焊接为一体形成了阀体。在焊接中，要求焊接对缝小于等于0. 05mm，且不允许有错边、气孔、夹杂。为了使高性能比例伺服阀阀体的表面更光洁，在进行上述组合处理后可以使用MM7132磨床对焊接好的阀体的整体外围面进行磨削。优选的，制造所述高性能比例伺服阀阀体的材料为42GrM。除此之外，为了确保采用上述制造方法所制得的高性能比例伺服阀阀体的强度达到要求，可以将除了阀体通孔的一端不密封外，其余孔全部用蒙板密封，然后采用手动高压泵进行阀体的强度测试，要求阀体耐压力不小于280公斤。上述制造方法简单易行，在各长方体上进行凹槽等流道的加工过程简单，在确保阀体内各流道形状的合理性、使流体在阀体内的流动特性更好的同时，还提高了阀体的强度与清洁度，从而使阀体与阀芯的配合工作更可靠，极大减少了阀体与阀芯配合工作过程中阀芯被卡死现象的发生，也极大降低了阀体在使用过程中所产生的噪声。因此，采用上述制造方法，可以制造出性能优越的高性能比例伺服阀阀体。尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种高性能比例伺服阀阀体的制造方法，其特征在于，包括如下步骤 选取圆柱形毛坯，使用精锻机将圆柱形毛坯锻制成长方体形毛坯； 使用锯床将锻制成的长方体形毛坯锯成三段； 使用铣床将所述三段毛坯的端面分别铣平，形成第一长方体(I)、第二长方体(2)、第三长方体(3); 分别在第一长方体(I)、第二长方体(2)与第三长方体(3)靠近四个顶点的位置对应加工出螺纹孔； 在第一长方体(I)的一端面中心加工出凹槽(11)； 在第二长方体(2)的一端面分别加工出矩形通孔(22)、第一矩形凹槽(23 )、第二矩形凹槽(24)，并在与第二长方体(2) —端面相背的另一端面加工出连通所述第一矩形凹槽(23)和第二矩形凹槽(24)的第一半通孔(21)； 在第三长方体(3)的一端面加工出第二半通孔(31)，并在与第三长方体(3)所述一端面相背的另一端面加工出多个连通所述第二半通孔(31)的工作油口(6)； 将已进行上述加工的第一长方体(I)、第二长方体(2)、第三长方体(3)进行组合处理，从而使三个长方体成为一个完整的阀体，其中，使所述第二长方体(2)的矩形通孔(22)、第一矩形凹槽(23)、第二矩形凹槽(24)分别与第一长方体(I)的所述凹槽(11)相对应，以形成阀体暗腔(4)，并使第二长方体(2)的第一半通孔(21)与第三长方体(3)的第二半通孔(31)相对应，形成阀体通孔(5)，从而使阀体通孔(5)分别与阀体暗腔⑷和工作油口(6)相连通。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述组合处理的步骤包括 将第一长方体(I)的所述一端面、第二长方体(2)的两端面、第三长方体(3)的所述一端面分别使用高精密磨床进行磨削； 将磨削完的三个长方体的对应面上均匀加装金属粉末，使相对应的两个面粘结在一起，并用四个螺钉依次穿过三个长方体对应加工有螺纹孔处，将三个长方体装配锁紧； 将装配好的三个长方体直接放入真空炉进行加热，采用700°C _900°C的温度进行热处理，通过真空钎焊将三个长方体焊接为一体以形成阀体，其中焊接对缝小于等于0. 05mm。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，加工所述第一半通孔(21)的步骤包括 在第二长方体(2)所述另一端面的中心加工出第一半圆凹槽(21a)； 在第一半圆凹槽(21a)的轴向方向上依次加工出多个半环形槽(211、212、213、214、215)； 其中，第一半环形槽(211)与第五环形槽(215)分别与所述第一矩形凹槽(23)和第二矩形凹槽(24)相连通，从而使所述第一矩形凹槽(23)和第二矩形凹槽(24)与第一半通孔(21)相通。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在第二长方体(2)所述另一端面上加工出位于第一半圆凹槽(21a) —侧的第五矩形凹槽(25)，且其与所述多个半环形槽中的第三半环形槽(213)相连通。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，加工所述第二半通孔(31)的步骤包括 在第三长方体(3)所述一端面的中心加工出第二半圆凹槽(31a)，且其与所述第一半圆凹槽(21a)位置对应，从而当第三长方体(3)所述一端面与第二长方体(2)所述另一端面对接后形成阀体通孔(5)； 在第二半圆凹槽(31a)的轴向方向上依次加工出多个半环形槽(311、312、313、314、315)，且所述半环形槽(311、312、313、314、315)分别与在第二长方体(2)所述另一端面上加工的多个所述半环形槽(211、212、213、214、215)位置对应，从而当第三长方体(3)所述一端面与第二长方体(2)所述另一端面对接后形成环形槽(51、52、53、54、55)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在第三长方体(3)所述一端面加工出分别位于第二半圆凹槽(31a)两侧的第三矩形凹槽(32)与第四矩形凹槽(33)，其中，第三矩形凹槽(32)与所述矩形通孔(22)位置对应，第四矩形凹槽(33)与所述第五矩形凹槽(25)位置对应并与旁边的第三半环形槽(313)连通，从而当第三长方体(3)所述一端面与第二长方体(2)所述另一端面对接后，第四矩形凹槽(33)与第五矩形凹槽(25)对接所形成的凹槽与所述多个环形槽中的第三环形槽(53)相连通。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，加工多个所述工作油口(6)的步骤包括 在第三长方体(3)所述另一端面上依次加工出四个工作油口出1、62、63、64)，其中，第一工作油口(61)与所述第三矩形凹槽(32)相连通，第二工作油口(62)、第四工作油口(64)分别和所述多个环形槽中的第二环形槽(52)、第四环形槽(54)的中心相连通，第三工作油口(63)与第三环形槽(53)相连通，从而使工作油口(6)与所述阀体通孔(5)相连通。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述组合处理的步骤还包括对已进行耐压测试后的阀体使用磨床对外围面进行磨削。
9.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，制造所述高性能比例伺服阀阀体的材料为 42GrM。
10.一种按照上述制造方法所制得的高性能比例伺服阀阀体。
全文摘要
本发明公开了一种高性能比例伺服阀阀体及其制造方法，本发明的制造方法包括将一个长方体分成三段并铣平成为三个长方体，在每个长方体上分别加工出凹槽、通孔或工作油口等流道，再将三个长方体按一定的顺序组合起来进行组合处理，通过真空钎焊使它们成为一个完整的阀体，制造的阀体具有阀体暗腔、阀体通孔和工作油口，并且阀体通孔分别和阀体暗腔、工作油口相连通。本发明的制造方法简单、易行，保证了阀体内各流道形状的合理性，提高了阀体的强度与清洁度，降低了阀体在使用过程中所产生的噪声，使得阀体与阀芯的配合工作更可靠。本发明还提供了一种由上述制造方法所制造的阀体。
文档编号B23P15/00GK102642117SQ20121011947
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日
发明者王全锁 申请人:山西斯普瑞机械制造有限公司