選區(qū)激光熔融成形比例換向閥閥芯及其往復(fù)摩擦特性研究.pdf

1、比例換向閥作為電液比例控制技術(shù)的核心元件，具有響應(yīng)速度快、精度高、抗污染能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在工程機(jī)械、裝備系統(tǒng)、航空船舶等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由閥芯和閥套組成的滑閥副作為比例換向閥的關(guān)鍵部件，由于滑閥副配合精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且工作環(huán)境惡劣，故對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料的性能要求、零部件的制造加工以及裝配都有嚴(yán)格的要求。選區(qū)激光熔融技術(shù)(簡(jiǎn)稱SLM)利用激光逐層熔化金屬粉末以層層累積的方式可以快速成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)的金屬零部件。同時(shí)相較于傳統(tǒng)制造，SLM技術(shù)

2、對(duì)單件、小批量液壓元件的設(shè)計(jì)制造具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，可滿足液壓元件個(gè)性化的發(fā)展趨勢(shì)。本課題首先基于SLM技術(shù)，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成形制造角度對(duì)比例換向閥開(kāi)展深入而系統(tǒng)的研究，對(duì)于研究提高比例換向閥的性能和實(shí)現(xiàn)液壓元件個(gè)性化定制具有重要的工程和實(shí)際意義。
　　SLM獨(dú)特的成形原理使得成形件的微觀組織結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)制造件存在很大差異，進(jìn)而會(huì)影響零部件的摩擦學(xué)性能。而比例換向閥工作時(shí)需要實(shí)現(xiàn)頻繁的往復(fù)換向，滑閥副磨損問(wèn)題不可避免。因此，本課題又在

3、充分利用SLM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)成形閥芯基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)滑閥副模擬實(shí)驗(yàn)，探索新技術(shù)條件下滑閥副往復(fù)摩擦特性。
　　本文各章內(nèi)容如下:
　　第一章，首先介紹了比例換向閥在行業(yè)中的重要地位和廣泛應(yīng)用以及SLM技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的調(diào)研，確定了利用SLM技術(shù)成形滑閥閥芯并研究其往復(fù)運(yùn)動(dòng)的摩擦特性的研究?jī)?nèi)容。最后給出了課題研究方案和試驗(yàn)計(jì)劃。
　　第二章，首先介紹了選區(qū)激光熔融系統(tǒng)Renishaw AM250及SLM成形過(guò)

4、程。然后介紹了影響SLM成形質(zhì)量的兩大關(guān)鍵因素:加工參數(shù)和支撐。指出SLM成形質(zhì)量的提高需要加工參數(shù)的優(yōu)化組合以及支撐的參數(shù)的合理配置。
　　第三章，以某直動(dòng)式比例換向閥的閥芯為研究對(duì)象，利用三維建模軟件設(shè)計(jì)了比例換向閥閥芯。在SLM成形過(guò)程中，針對(duì)閥芯的使用性能，進(jìn)行了工藝參數(shù)的匹配和調(diào)控，將SLM技術(shù)與傳統(tǒng)加工相結(jié)合，最終完成閥芯的一體化成形制造。同時(shí)在充分總結(jié)SLM成形比例換向閥閥芯經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，嘗試設(shè)計(jì)輕量化的閥芯并實(shí)現(xiàn)了