Introduction
L'importance de bloc de commande hydraulique L'utilisation d'un bloc de vannes hydrauliques peut simplifier la conception et l'installation du système hydraulique. L'utilisation d'un bloc de vannes hydraulique peut simplifier la conception et l'installation du système hydraulique. Elle facilite également l'intégration et la normalisation du système hydraulique. Cette approche permet de réduire les coûts de fabrication et d'améliorer la précision et la fiabilité.
Avec l'augmentation de la complexité du système hydraulique, les exigences relatives au bloc de commande hydraulique deviennent également plus strictes. Cela accroît la difficulté de l'inspection de la fabrication et du traitement du bloc de commande hydraulique. Si nous ne planifions pas soigneusement le processus de traitement, nous serons confrontés à plusieurs problèmes. Il s'agit notamment de l'augmentation des coûts de traitement, du gaspillage des matières premières et de la baisse de l'efficacité de la production.
Cet article se concentre sur un bloc de commande hydraulique typique pour une étude approfondie. Nous explorerons le processus d'usinage, les gabarits et les montages, la sélection des outils et d'autres aspects afin d'identifier et de résoudre les différents problèmes. Notre objectif est de résoudre des problèmes tels que la faible efficacité de production, les coûts élevés et la précision dimensionnelle instable dans la production de blocs de commande hydrauliques.
Bloc de commande hydraulique Vue d'ensemble
Le rôle du bloc de commande hydraulique
Une vanne hydraulique est un élément d'automatisation actionné par de l'huile sous pression. Elle est commandée par l'huile sous pression de la vanne de distribution de pression. Généralement utilisée en combinaison avec une vanne de distribution de pression électromagnétique, elle peut contrôler à distance la mise en marche et l'arrêt des systèmes d'oléoducs, de gazoducs et d'aqueducs dans les centrales hydroélectriques. Le bloc de commande hydraulique est l'élément central de la vanne hydraulique. Le bloc de commande hydraulique joue un rôle important dans la vanne hydraulique pour contrôler la direction du flux de liquide, la pression et le débit.
Précision de l'usinage
La rugosité de la surface des vannes de montage et des brides du bloc de vannes hydrauliques doit être de Ra0,4, et la rugosité des surfaces d'étanchéité des raccords d'extrémité doit être de Ra3,2. En outre, la tolérance de perpendicularité entre les trous de vis des raccords de montage et leurs surfaces extérieures doit être d'au moins 8.
Nous devons définir des exigences de précision d'usinage pour tous les trous de vis du bloc de vannes, en choisissant généralement 7H. Nous devons joindre aux échantillons de produits les exigences de précision d'usinage pour les trous de montage des valves à cartouche filetée. Nous devons maintenir une rugosité de Ra0,8 pour les trous de montage des vannes à cartouche, en plus de respecter les exigences de tolérance de taille et de tolérance de forme. La rugosité de la surface de la gorge de l'anneau 0 est de Ra3,2, la rugosité de la surface de la voie d'écoulement générale est de Ra12,5.
Sélection des matériaux
Les blocs de soupapes haute pression doivent être fabriqués en acier forgé 35 et les blocs de soupapes ordinaires en acier A3 ou en fonte ductile. Lorsque nous découpons le matériau du bloc de soupapes dans la plaque à l'aide de la découpe au gaz, nous devons laisser une marge d'usinage suffisante. Il est préférable de forger les ébauches des blocs de soupapes avant de les usiner. Le traitement du matériau du bloc de soupapes doit permettre de s'assurer que l'organisation interne est dense, qu'il n'y a pas d'intercalaires, de trachome et d'autres défauts ; si nécessaire, l'ébauche doit faire l'objet d'une détection des défauts. Les blocs en fonte et les blocs en acier de plus grande taille doivent subir un traitement de vieillissement et un prétraitement avant d'être traités. Le matériau de la pièce à usiner utilisé dans le présent document est le QT400-18.
Analyse des difficultés d'usinage du bloc de commande hydraulique
Difficulté 1、 faible efficacité de la transformation
Tout d'abord, le processus de serrage est assez lourd. L'accent est mis sur la méthode de traitement des trous qui se croisent dans la vue en coupe B-B (voir ci-dessous). Normalement, le traitement nécessite le serrage de trois côtés de la pièce. Cela implique d'effectuer trois opérations de serrage distinctes. En outre, les trous diagonaux Φ4 nécessitent une quatrième opération de serrage. Il est difficile d'assurer un alignement précis des trous les uns par rapport aux autres.
Deuxièmement, le processus d'usinage nécessite une variété d'outils. Par exemple, comme le montrent les vues partielles X, Y, V et U (voir ci-dessous), les trous sont assez complexes. Dans la vue X, les caractéristiques 45°, 15° et R0,1 nécessitent trois outils spécialisés pour l'usinage. En outre, il est difficile de respecter les exigences de tolérance de rugosité, de forme et de position spécifiées dans les dessins. Ces facteurs affectent l'efficacité globale de l'usinage.
Difficulté 2、 tolérance élevée en matière de forme et de position
Le dessin montre que nous devons nous assurer que la rondeur et la cylindricité du trou central sont à 0,005 mm près, et que la coaxialité des trous Φ14 et Φ15 est à 0,1 mm près. Le respect de ces exigences est essentiel pour déterminer si la pièce entière sera qualifiée après le traitement.
Difficulté 3、exigences élevées en matière de rugosité
La figure ci-dessous montre que nous devons nous assurer que la rugosité du trou central Φ14H7 est inférieure à Ra0,8 tout en respectant les exigences strictes en matière de tolérance comportementale. Cela augmente la difficulté d'usinage du trou central et pose des exigences plus strictes pour l'organisation du processus et la sélection des outils par le technicien.
Des solutions difficiles
Conception de vêtements de travail
Après avoir soigneusement analysé les dessins, nous avons décidé d'usiner les trous qui se croisent dans la vue en coupe B-B sur un centre d'usinage vertical doté d'un axe rotatif. Cette approche permet de réduire le nombre de temps de serrage de la pièce et de résoudre le problème de l'angle des trous diagonaux Φ4.
La conception de la pièce est illustrée dans la figure ci-dessous. La pièce est positionnée par trois goupilles d'un côté, selon le principe du positionnement en six points. Sur un côté de la pièce, trois degrés de liberté sont limités. Deux goupilles longues limitent deux degrés de liberté, tandis qu'une goupille courte limite un degré de liberté. La pièce est serrée en deux parties à la fois. La première partie est le trou pour la vis de fixation.
La figure ① représente les trous des vis de fixation de la pièce, à travers les quatre trous indiqués dans le dessin de la section C-C de la pièce qui sera fixée à la pièce sur le dessus de l'outillage ;
Figure ② pour les goupilles de positionnement, dont les deux du milieu pour la goupille longue (longueur exposée d'environ 15 mm), les côtés gauche et droit de la goupille courte (longueur exposée de moins de 3 mm), afin d'éviter les problèmes d'interférence entre l'outil et le processus d'usinage ;
Figure ③ pour les trous de vis de fixation, à travers le sous-trou sera fixé à la pièce et au disque rotatif du centre d'usinage. Il convient de noter que nous avons soigneusement traité les quatre coins de la pièce. Nous avons créé quatre arcs qui s'alignent sur l'arc centripète du centre de rotation de la pièce. Cette conception permet de résoudre le problème du positionnement répété à chaque fois que nous serrons la pièce. Chaque fois que nous serrons la pièce, nous utilisons un indicateur de pourcentage pour vérifier le faux-rond des quatre arcs ; s'il est inférieur à 0,02 mm, il répond à l'exigence.
Sélection d'outils composites
Un outil composite est un outil spécialisé qui combine deux ou plusieurs outils d'usinage de trous, du même type ou de types différents, en une seule unité. Il peut effectuer le perçage, l'alésage, le chanfreinage et l'alésage de trous en un seul processus d'usinage. Ce type d'outil peut également prendre en charge d'autres opérations multi-processus avec différentes combinaisons de processus. Les outils composites sont connus pour leur grande efficacité, leur précision et leur fiabilité, tant pour le formage que pour l'usinage. Pour réduire le nombre d'outils nécessaires à l'usinage des vues partielles X, Y, V et U, nous avons choisi l'outil composite. En personnalisant l'outil composite en carbure, nous réduisons encore le nombre d'outils nécessaires. Un seul outil peut traiter simultanément le trou inférieur fileté, les trous à 45°, 15°, le chanfrein R0,1 et les trous de fraisage extérieurs. Cette approche améliore considérablement l'efficacité de l'usinage.
La conception de l'outil composite est la suivante :
Solutions de processus pour les trous de bobine centraux
Afin de répondre aux exigences du dessin, niveau de tolérance H7, rondeur 0,005mm, cylindricité 0,005mm, rugosité Ra0,8, coaxialité de deux trous 0.1mm, nous utilisons la technologie de traitement de forage, d'alésage, d'alésage, de laminage, tout d'abord à travers la perceuse en alliage au trou inférieur Φ13 aller à la quantité de traitement ; deuxièmement avec Φ13.8 et Φ15.1 outil d'alésage brut à deux voies pour assurer la position du trou Deuxièmement, les outils d'alésage brut Φ13.8 et Φ15.1 sont utilisés pour aléser le trou dans les deux sens afin de garantir la précision de position du trou ; deuxièmement, l'alésoir en alliage Φ13.99 est utilisé pour stabiliser le diamètre du trou (généralement, le diamètre du trou après l'alésage est de Φ14+0,002 -0,002, et la rugosité est de Ra1,6) ; et enfin, l'outil de laminage micro-ajustable est utilisé pour garantir la précision dimensionnelle du trou, et en même temps pour atteindre la valeur de rugosité exigée dans le dessin.
Résultats de l'amélioration des processus
Après avoir amélioré le processus, nous avons testé les pièces traitées et constaté qu'elles étaient toutes qualifiées. Cela inclut la taille du trou de bobine de Φ14,013 mm, avec une rondeur et une cylindricité mesurant respectivement 0,002 mm et 0,004 mm après une mesure à trois coordonnées. Nous avons mesuré la rugosité avec un rugosimètre à Ra0,3. Nous avons réduit le temps de traitement de 90 minutes (temps du centre d'usinage) à 20 minutes, ce qui a considérablement amélioré la stabilité dimensionnelle. Après l'amélioration du processus, nous avons constaté une augmentation de 10% des coûts d'outillage. Cependant, le temps d'usinage a diminué de 45%. En outre, le taux de rebut du produit s'est considérablement amélioré, passant de 5% à 0,5%. Bien que le coût de l'outil soit légèrement plus élevé, le coût global de l'usinage a diminué de 50% par rapport au coût initial.
Remarques finales
L'utilisation de blocs de commande hydrauliques a permis un saut qualitatif dans l'intégration des systèmes hydrauliques. Cette avancée permet non seulement de simplifier l'installation des systèmes, mais aussi d'accroître la fiabilité de leur fonctionnement. Actuellement, les fabricants nationaux de produits hydrauliques ont conçu et fabriqué des blocs de vannes hydrauliques pour divers systèmes hydrauliques. Au fil du temps, ils ont progressivement développé des produits standardisés et stéréotypés. Les méthodes de traitement traditionnelles se heurtent à des difficultés pour garantir la précision et atteindre un haut niveau d'efficacité. La précision du traitement est difficile à maintenir et l'efficacité est extrêmement faible. Pour résoudre ces problèmes, nous devons sans cesse innover, rechercher et optimiser le processus de transformation. Ce faisant, nous pouvons utiliser pleinement l'équipement de traitement, améliorer l'efficacité et réduire les coûts de traitement.
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