基于SolidWorks的液压阀块的设计研究（一）

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第1章绪论

1．1引言

液压传动与控制技术在国民经济各部门的广泛应用，促进了液压技术的飞速发展，同时也使液压系统设计与制造的复杂性越来越高。液压系统采用液压阀集成装配，如图1．1所示，可以显著减少管路联接和接头，降低系统的复杂性，增加现场添加和更改回路的柔性，具有结构紧凑、安装维护方便、泄漏少、振动小、利于实现典型液压系统的集成化和标准化等优点，因此应用日益广泛[1][2]。

集成式液压系统(Integrated Hydraulic Manifold Systems·IHMS)的核心单元是液压阀块(Hydraulic Manifold Bloeks-HMB)，它是一个或多个特别的预先钻有多个孔的阀块体，其上安装有各种液压元件，如液压阀、管接头、压力表等，其内部的孔道与元件孔道相连通，构成液压集成回路(Hydraulic Integrated Circuit)，实现系统控制要求。

在采用液压阀块的液压系统设计中，阀块设计是一项关键和枯燥的工作。液压阀块表面承装板式阀的安装面和管接头的安装，并利用其内部孔道沟通阀的连接口以构成局部系统液压回路的复杂功能块。阀块体上分布着与液压阀有关的液压阀块安装孔、通油孔、连接螺钉孔、定位销孔，以及公共油孔、连接孔等，为保证孔道正确连通而不发生干涉，有时还要设置若干工艺孔。

一般一个阀块体上稍微复杂一点的就有上百个，这些孔道构成一个纵横交错的孔系网络。在阀块安装布局中，各种元件应尽可能紧凑、均匀地分布在阀块体各面，既要方便安装、调试，又要符合美学要求，而且，布局方案与连通要求一起成为孔道设计的起始条件。元件间通过内部孔道连通，无法直接连通的需设置工艺孔。同时，设计时还必须满足菲连通孔道问安全壁厚和连通孔道相交处通流截面等设计品质的要求。这些问题不仅导致传统的人工布局、孔道连通及校核异常困难，即使采用一般的CAD方法亦难以确保设计质量。

阀块的生产制造属于单件小批量定制生产模式，在设计阶段投入的大量时间和精力导致整个产品开发过程工作效率极低，因此亟待采取有效的计算机辅助方法来准确而快捷地设计，这己经成为国内外众多研发机构和人员关注的焦点和难点。

但是液压阀块需要针对具体应用场合专门设计和试验，计算机辅助液压阀块设计，尤其是基于三维实体的阀块设计系统具有直观、可靠、信息表达传递方便的优点，将成为提高设计效率和质量的有效途径。也正因为如此，液压阀块CAD应用开发研究一直受到国内外液压界的重视。同时，专业应用软件开发技术，方法和工具的不断发展和成熟，又促使人们不断深入开展液压阀块的研究与开发。所以液压阀块CAD技术的发展对于提高产品的设计与加工质量和效率，提高产品的市场竞争能力，既有显著的经济效益与广阔的发展前景。

1．2相关领域的发展现状

1．2．1国外研究的现状

国际上从20世纪70年代初就开始研究和探索利用计算机进行液压系统和元件的辅助设计工作，80年代和90年代间涌现出大批研究成果，迄今开发出的各类液压CAD软件已有数十种。在液压阀块类零件设计方面的研发工作主要有：

(1)1982年，德国阿亨工业大学在Baeke教授的领导下，研制出了用于设计液压控制阀块的程序包I-IYKON[3]。该软件包的硬件环境为ATM_ClassicModel 7870其功能具有自动设计阀块上的孔道(包括斜孔)，并校验孔道，能输出符合DIN标准的阀块视图和任意剖面图等。

(2)1983年，美国一家公司用Prime750工作站建立了阀块的三维模型与投影。

(3)1983年，英国巴斯大学在PDP 11／23计算机上，研制了VOLE程序，可以绘制液压阁块等元件的立体模型图，包括复合剖面图、孔道实体图等，设计人员可以用来校验所设计的阀块油路的连接情况。

(4)1985年，芬兰坦佩雷工业大学在HPl000／A700小型机上开发出用于插装阀块设计的CAD软件，孔道自动设计与干涉校验同时进行，可以修改孔径、移动孔位、线框模型消隐、孔表信息数据输出、刀具选择、刀具轨迹定义和NC代码生成功能。