Introducción
La importancia de bloque de control hidráulico El uso de un bloque de válvulas hidráulicas puede simplificar el diseño y la instalación del sistema hidráulico. También facilita la integración y estandarización del sistema hidráulico. Este enfoque ayuda a reducir los costes de fabricación y mejora tanto la precisión como la fiabilidad.
Con el aumento de la complejidad del sistema hidráulico, los requisitos para el bloque de control hidráulico también son cada vez más estrictos. Esto aumenta la dificultad de la inspección de fabricación y procesamiento para el bloque de control hidráulico. Si no planificamos cuidadosamente el proceso de procesamiento, nos enfrentaremos a varios problemas. Estos problemas incluyen el aumento de los costes de procesamiento, el desperdicio de materias primas, y una menor eficiencia de producción.
Este documento se centra en un bloque de control hidráulico típico para estudiarlo en profundidad. Exploraremos el proceso de mecanizado, las plantillas y accesorios, la selección de herramientas y otros aspectos para encontrar y abordar diversos problemas. Nuestro objetivo es resolver problemas como la baja eficiencia de la producción, los altos costes y la inestable precisión dimensional en la producción de bloques de control hidráulico.
Bloque de control hidráulico Descripción general
El papel del bloque de control hidráulico
Una válvula hidráulica es un elemento de automatización accionado por aceite a presión. La controla el aceite a presión de la válvula de distribución de presión. Normalmente se utiliza en combinación con una válvula electromagnética de distribución de presión, puede controlar a distancia el encendido y apagado de sistemas de tuberías de petróleo, gas y agua en centrales hidroeléctricas. El componente central de la válvula hidráulica es el bloque de control hidráulico, el bloque de control hidráulico juega un papel importante en la válvula hidráulica para controlar la dirección del flujo de líquido, la presión y el flujo.
Precisión de mecanizado
La rugosidad superficial de las válvulas y bridas de montaje en el bloque de válvulas hidráulicas debe alcanzar Ra0,4, y la rugosidad superficial de las superficies de sellado de los accesorios finales debe alcanzar Ra3,2. Además, la tolerancia de perpendicularidad entre los orificios de los tornillos de los accesorios de montaje y sus superficies exteriores debe ser al menos de grado 8.
Debemos establecer requisitos de precisión de mecanizado para todos los orificios roscados del bloque de válvulas, eligiendo generalmente 7H. Debemos adjuntar a las muestras de producto los requisitos de precisión de mecanizado para los orificios de montaje de las válvulas de cartucho roscadas. Debemos mantener una rugosidad de Ra0,8 para los orificios de montaje de la válvula de cartucho, además de cumplir los requisitos de tolerancia de tamaño y tolerancia de forma. Rugosidad de la superficie de la ranura del anillo 0 Ra3.2, la rugosidad de la superficie de la ruta de flujo general Ra12.5.
Selección de materiales
Los bloques de válvulas de alta presión deben fabricarse con acero forjado 35 y los bloques de válvulas generales con acero A3 o fundición dúctil. Cuando cortamos el material del bloque de válvulas a partir de la placa mediante corte por gas, debemos dejar un margen de mecanizado suficiente. Es mejor forjar las piezas en bruto de los bloques de válvulas antes del mecanizado. Procesamiento del material del bloque de válvula para asegurar que la organización interna de denso, no habrá intercalaciones, tracoma y otros defectos, si es necesario, el espacio en blanco debe ser la detección de defectos. Bloques de hierro fundido y bloques de acero más grandes deben ser el tratamiento de envejecimiento y pretratamiento antes del procesamiento. El material de la pieza en este trabajo es QT400-18.
Análisis de las dificultades de mecanizado del bloque de control hidráulico
Dificultad 1、 baja eficacia de procesamiento
En primer lugar, el proceso de sujeción es bastante engorroso. La atención se centra en el método de procesamiento de los orificios de intersección en la vista seccional B-B (véase más abajo). Normalmente, el mecanizado requiere sujetar tres lados de la pieza. Esto implica realizar tres operaciones de sujeción separadas. Además, los orificios diagonales Φ4 requieren una cuarta operación de sujeción, lo que dificulta la alineación precisa de los orificios entre sí.
En segundo lugar, el proceso de mecanizado requiere diversas herramientas. Por ejemplo, como se muestra en las vistas parciales X, Y, V y U (véase más abajo), los orificios son bastante complejos. En la vista X, las características 45°, 15° y R0,1 requieren tres herramientas especializadas para el mecanizado. Además, cumplir los requisitos de tolerancia de rugosidad, forma y posición especificados en los planos es todo un reto. Estos factores afectan a la eficacia general del mecanizado.
Dificultad 2、 alta tolerancia de forma y posición
El dibujo muestra que debemos asegurarnos de que la redondez y la cilindricidad del orificio central no superen los 0,005 mm, y de que la coaxialidad de los orificios Φ14 y Φ15 no supere los 0,1 mm. Garantizar el cumplimiento de estos requisitos es crucial para determinar si toda la pieza se calificará después del procesamiento.
Dificultad 3、altos requisitos de rugosidad
La figura siguiente muestra que debemos asegurarnos de que la rugosidad del agujero central Φ14H7 es inferior a Ra0,8 al tiempo que se cumplen los estrictos requisitos de tolerancia de comportamiento. Esto aumenta la dificultad de mecanizado del orificio central y plantea requisitos más exigentes para la disposición del proceso y la selección de herramientas del técnico.
Soluciones difíciles
Diseño de vestuario laboral
Tras analizar detenidamente los planos, decidimos mecanizar los orificios que se cruzan en la vista seccional B-B en un centro de mecanizado vertical con eje giratorio. Este enfoque reduce el número de tiempos de sujeción de la pieza y también resuelve el problema del ángulo de los orificios diagonales Φ4.
El diseño de la pieza se muestra en la figura siguiente. La pieza se posiciona mediante tres pasadores en un lado, siguiendo el principio de posicionamiento de seis puntos. En un lado de la pieza, se limitan tres grados de libertad. Dos pasadores largos limitan dos grados de libertad, mientras que un pasador corto limita un grado de libertad. La pieza se sujeta en dos partes a la vez. La primera parte es el orificio para el tornillo de fijación.
Figura ① es los orificios de los tornillos de fijación de la pieza de trabajo, a través de los cuatro orificios que se muestran en el dibujo C-C sección de la pieza de trabajo se fijará a la pieza de trabajo en la parte superior del utillaje;
Figura ② para los pasadores de posicionamiento, de los cuales los dos centrales para el pasador largo (longitud expuesta de unos 15 mm), los lados izquierdo y derecho del pasador corto (longitud expuesta de menos de 3 mm), con el fin de evitar en el proceso de mecanizado y problemas de interferencia de la herramienta;
Figura ③ para los agujeros de los tornillos de fijación, a través del sub-agujero se fijará a la pieza de trabajo y el disco giratorio del centro de mecanizado. Debemos tener en cuenta que hemos procesado cuidadosamente las cuatro esquinas de la pieza de trabajo. Hemos creado cuatro arcos que se alinean con el arco centrípeto del centro de rotación de la pieza de trabajo. Este diseño ayuda a resolver el problema del posicionamiento repetido cada vez que sujetamos la pieza de trabajo. Cada vez que sujetamos la pieza, utilizamos un medidor de porcentaje para comprobar la excentricidad de los cuatro arcos; si es inferior a 0,02 mm, se cumple el requisito.
Selección de herramientas compuestas
Una herramienta compuesta es una herramienta especializada que combina dos o más herramientas de mecanizado de agujeros, ya sean del mismo tipo o de tipos diferentes, en una sola unidad. Puede realizar taladrado, escariado, avellanado y mandrinado de agujeros en un único proceso de mecanizado. Este tipo de herramienta también puede realizar otras operaciones multiproceso con diferentes combinaciones de procesos. Las herramientas para materiales compuestos son conocidas por su gran eficacia, precisión y fiabilidad tanto en el conformado como en el mecanizado. Para reducir el número de herramientas necesarias para el mecanizado de las vistas parciales X, Y, V y U, elegimos la herramienta compuesta. Al personalizar la herramienta compuesta de metal duro, reducimos aún más el número de herramientas necesarias. Una herramienta puede procesar simultáneamente el orificio inferior roscado, los orificios de 45°, 15°, chaflán R0,1 y avellanado exterior. Este enfoque mejora significativamente la eficacia del mecanizado.
El diseño de la herramienta compuesta es el siguiente:
Soluciones de proceso para orificios centrales de bobinas
Con el fin de lograr los requisitos de dibujo, el nivel de tolerancia H7, redondez 0,005 mm, cilindricidad 0,005 mm, rugosidad Ra0,8, dos agujeros coaxialidad 0.1mm, utilizamos la tecnología de procesamiento de perforación, taladrado, escariado, laminado, en primer lugar a través de la broca de aleación para el agujero inferior Φ13 ir a la cantidad de procesamiento; en segundo lugar con Φ13.8 y Φ15.1 herramienta de perforación en bruto de dos vías para asegurar la posición del agujero En segundo lugar, Φ13.8 y Φ15.1 se utilizan para perforar el agujero en ambas direcciones para asegurar la precisión posicional del agujero; en segundo lugar, Φ13.99 escariador de aleación se utiliza para estabilizar el diámetro del agujero (por lo general, el diámetro del agujero después de escariado es Φ14+0,002 -0,002, y la rugosidad es Ra1,6); y por último, la herramienta de laminación micro-ajustable se utiliza para asegurar la precisión dimensional del agujero, y al mismo tiempo para lograr el valor de rugosidad requerido en el dibujo.
Resultados de la mejora de procesos
Tras mejorar el proceso, probamos las piezas procesadas y comprobamos que todas cumplían los requisitos. Esto incluye el tamaño del agujero de la bobina de Φ14,013 mm, con redondez y cilindricidad de 0,002 mm y 0,004 mm respectivamente después de la medición de tres coordenadas. Medimos la rugosidad con un rugosímetro a Ra0,3. Redujimos el tiempo de procesamiento de los 90 minutos originales (tiempo del centro de mecanizado) a 20 minutos, mejorando significativamente la estabilidad dimensional. Tras la mejora del proceso, observamos un aumento de 10% en los costes de la herramienta. Sin embargo, el tiempo de mecanizado se redujo en 45%. Además, la tasa de desechos del producto mejoró significativamente, pasando de los 5% originales a los 0,5% actuales. Aunque el coste de la herramienta es ligeramente superior, el coste total de mecanizado ha disminuido en 50% en comparación con el coste original.
Conclusiones
El uso de bloques de control hidráulico ha supuesto un salto cualitativo en la integración de sistemas hidráulicos. Este avance no sólo simplifica la instalación del sistema, sino que también aumenta la fiabilidad de su funcionamiento. En la actualidad, los fabricantes hidráulicos nacionales han diseñado y fabricado bloques de válvulas hidráulicas para diversos sistemas hidráulicos. Con el tiempo, han desarrollado gradualmente productos estandarizados y estereotipados. Los métodos tradicionales de procesamiento se enfrentan a desafíos para garantizar la precisión y lograr una alta eficiencia. La precisión del procesamiento es difícil de mantener, y la eficiencia es extremadamente baja. Para resolver estos problemas, necesitamos innovar, investigar y optimizar continuamente el proceso de transformación. De este modo, podemos aprovechar al máximo el equipo de procesamiento, mejorar la eficiencia y reducir los costes de procesamiento.
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