はじめに
の重要性 油圧制御ブロック 油圧バルブブロックの使用は、油圧システムの設計とインストールを簡素化することができます。また、油圧システムの統合と標準化を容易にします。油圧バルブブロックの使用は、油圧システムの設計と据付を簡素化し、油圧システムの統合と標準化を促進する。
油圧システムの複雑化に伴い、油圧制御ブロックに対する要求も厳しくなっている。そのため、油圧制御ブロックの製造・加工検査の難易度が上がっている。加工工程を慎重に計画しなければ、いくつかの問題に直面することになる。加工コストの増加、原材料の浪費、生産効率の低下などである。
本稿では、典型的な油圧制御ブロックに焦点を当て、詳細な研究を行う。加工プロセス、治具と固定具、工具の選択などを探求し、様々な問題を発見し、対処する。我々の目標は、油圧制御ブロックの生産における生産効率の低さ、コストの高さ、寸法精度の不安定さなどの問題を解決することである。
油圧制御ブロック 概要
油圧コントロールブロックの役割
油圧バルブは圧油によって作動するオートメーション要素である。圧力分配弁の圧油によって制御されます。通常、電磁式圧力分配弁と組み合わせて使用され、水力発電所の石油、ガス、水パイプラインシステムのオンとオフを遠隔制御することができます。油圧バルブのコアコンポーネントは、油圧制御ブロックであり、油圧制御ブロックは、液体の流れ、圧力と流れの方向を制御するために油圧バルブで重要な役割を果たしている。
加工精度
油圧バルブブロックの取り付けバルブとフランジの表面粗さはRa0.4に、端部継手のシール面の表面粗さはRa3.2に達するべきである。さらに、取付金具のねじ穴とその外側の取付面との間の直角度公差は、少なくとも等級8でなければならない。
バルブブロックのすべてのネジ穴の加工精度を設定する必要があり、一般的に 7H を選択する。製品サンプルには、カートリッジバルブ取り付け穴の加工精度要件を添付する。寸法公差と形状公差の要求を満たすことに加え、カートリッジバルブ取り付け穴の粗さRa0.8を維持する必要がある。0リング溝の表面粗さRa3.2、一般流路の表面粗さRa12.5。
素材の選択
高圧用バルブブロックは35鍛鋼で作り、一般用バルブブロックはA3鋼かダクタイル鋳鉄を使う。バルブブロックの材料をガス切断で板から切り出す場合、十分な加工代を残しておく必要がある。機械加工の前にバルブブロックのブランクを鍛造する方が良い。バルブブロック材料の処理は、緻密な内部組織であることを確認するために、層間、トラコーマや他の欠陥があってはならない、必要に応じて、ブランクは、欠陥の検出でなければなりません。鋳鉄ブロックと大きなスチールブロックは、処理の前に老化処理と前処理する必要があります。本稿では、ワークピースの材料はQT400-18です。
油圧制御ブロック加工の難易度分析
難易度1、処理効率の低さ
まず、クランプ加工がかなり面倒である。注目は、B-B断面図（下図）の交差穴の加工方法である。通常、加工にはワークの3面をクランプする必要がある。そのため、3回に分けてクランプ作業を行うことになる。さらに、Φ4の斜め穴は4回目のクランプ作業が必要で、穴同士の正確な位置合わせが難しい。
第二に、機械加工にはさまざまな工具が必要である。例えば、X、Y、V、U部分図（下記参照）に示すように、穴は非常に複雑である。Xビューでは、45°、15°、R0.1のフィーチャーは、加工に3つの専用工具を必要とする。さらに、図面で指定された粗さ、形状、位置の公差要件を満たすことも困難です。これらの要因は、全体的な加工効率に影響します。
難易度2、高いフォームとポジションの許容性
図面を見ると、センターホールの真円度と円筒度は0.005mm以内、Φ14とΦ15の穴の同軸度は0.1mm以内を確保する必要がある。これらの要求を確実に満たすことは、加工後に部品全体が適格であるかどうかを判断する上で極めて重要である。
難易度3、高い粗さ要求
下図は、センターΦ14H7穴の粗さがRa0.8以下であることを保証しながら、厳しい動作公差の要件を満たさなければならないことを示しています。このことは、センター穴の加工難易度を高め、技術者の工程配置と工具選択により厳しい要求を突きつけることになります。
困難な解決策
ワークウェアのデザイン
図面を注意深く分析した結果、B-B断面図の交差穴を回転軸を持つ立形マシニングセンターで加工することにしました。この方法は、ワークのクランプ回数を減らし、Φ4の斜め穴の角度の問題にも対処できる。
ワークの設計を下図に示す。ワークは、6点位置決めの原則に従い、片側の3本のピンによって位置決めされる。ワークの片側では、3つの自由度が制約される。2本の長いピンが2自由度を制限し、1本の短いピンが1自由度を制限する。ワークピースは一度に2つの部分でクランプされる。最初の部品は、締め付けねじ用の穴です。
図①はワーク固定ネジ穴で、図面C-C部に示す4つの穴を通して、ツーリング上部のワークに固定される；
図②の位置決めピンのうち、中央2本はロングピン（露出長さ約15mm）、左右はショートピン（露出長さ3mm以下）とし、加工工程での工具干渉トラブルを防ぐ；
図③の固定用ネジ穴は、サブホールを介してワークとマシニングセンターの回転盤に固定されます。注意すべきは、ワークの四隅を丁寧に加工したことです。ワークピースの回転中心の求心円弧に合わせた4つの円弧を作りました。この設計は、ワークをクランプするたびに繰り返される位置決めの問題を解決するのに役立ちます。ワークをクランプするたびに、パーセンテージメーターで4つの円弧の振れをチェックし、0.02mm以下であれば条件を満たしています。
複合工具の選択
複合工具は、2つ以上の穴加工用工具を、同じタイプか異なるタイプかを問わず、1つのユニットにまとめた特殊な工具である。ドリル加工、リーマ加工、さら穴加工、中ぐり加工を1つの加工工程で行うことができる。このタイプの工具は、異なる工程の組み合わせによる他の多工程加工にも対応できる。複合工具は、成形と機械加工の両方において、その高い効率、精度、信頼性で知られている。X、Y、V、U部分図の加工に必要な工具の数を減らすために、複合工具を選択しました。超硬複合工具をカスタマイズすることで、必要な工具の数をさらに減らすことができます。1本の工具で、ねじ下穴、45°、15°、R0.1面取り、および外側の皿穴を同時に加工できる。このアプローチにより、加工効率が大幅に向上します。
複合工具の設計は以下の通り：
センタースプールホールのプロセスソリューション
図面の要求を達成するために、H7公差レベル、真円度0.005mm、円筒度0.005mm、粗さRa0.8、2穴同軸度0.1mm、私達は処理量に行く底穴Φ13への合金のドリルによって第一にあく、退屈する、広がる、圧延の加工技術を、使用する; 穴の位置を保障するΦ13.8およびΦ15.1荒い退屈な用具の対面ボーリングと第二に第二に、Φ13.8およびΦ15。1 の荒いボーリング工具は穴の位置の正確さを保障するために穴を両方向にあけるのに使用されます; 次に、Φ13.99 合金のリーマーは穴の直径を安定させるのに使用されます（一般に、リーマーで処理された後の穴の直径はΦ14+0.002 -0.002 であり、粗さは Ra1.6 です）; そして最後に、マイクロ調節可能な圧延工具は穴の次元の正確さを保障し、同時にデッサンで要求される粗さの価値を達成するのに使用されます。
プロセス改善結果
工程を改善した後、加工したワークピースをテストしたところ、すべて適格であることがわかりました。これにはスプール穴サイズΦ14.013mmも含まれ、3座標測定後の真円度と円筒度はそれぞれ0.002mmと0.004mmであった。粗さは粗さ計でRa0.3を測定した。加工時間を当初の90分（マシニングセンタ時間）から20分に短縮し、寸法安定性を大幅に向上させた。工程改善後、工具費は10%増加した。しかし、加工時間は45%減少した。さらに、製品のスクラップ率も大幅に改善され、当初の5%から現在の0.5%まで低下した。工具費は若干増加したものの、全体的な加工コストは当初と比較して50%減少した。
結びの言葉
油圧制御ブロックの使用は、油圧システムの統合における質的な飛躍をもたらした。この進歩により、システムの設置が簡素化されるだけでなく、システム作動の信頼性も向上する。現在、国内の油圧メーカーは、さまざまな油圧システム用の油圧バルブブロックを設計・製造している。時間をかけて、標準化され、ステレオタイプ化された製品が徐々に開発されてきた。従来の加工方法は、精度を確保し、高い効率を達成する上で課題を抱えている。加工精度を維持することは難しく、効率は極めて低い。このような問題に対処するためには、加工プロセスを絶えず革新し、研究し、最適化する必要がある。そうすることで、加工設備をフルに活用し、効率を向上させ、加工コストを削減することができる。
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