基于SLM技术的比例换向阀轻量化阀芯及比例换向阀的制作方法

本发明属于电液比例控制领域，尤其涉及一种基于SLM技术的比例换向阀轻量化阀芯及比例换向阀。

背景技术：

电液比例换向阀是电液比例控制技术的重要组成部分。图1是现有的一种直动式比例换向阀的剖视图，主要由阀体，阀芯，压力弹簧，比例电磁铁和放大器组成。阀芯置于阀体中，通过比例电磁铁的吸合使阀芯左右移动实现换向，从而实现流量变化或油路通断。阀芯作为比例换向阀的关键部分，其结构设计和制造质量对比例换向阀的工作性能具有决定性影响。然而由于阀芯的设计和制造受限于传统的机床加工，使得很多性能优越的阀芯结构仅仅停留在设计阶段。

技术实现要素：

本发明的目的在于，克服现有直动式比例换向阀阀芯结构设计和加工的局限，提供了一种基于SLM技术的比例换向阀轻量化阀芯及比例换向阀，所要解决的技术问题是将选择性激光熔融(SLM)快速成型技术应用于阀芯的制造，从而设计出具有镂空结构的凸肩以及截面形状为二次抛物线的倒角的比例换向阀阀芯，可以有效的改变流体运动状况，减小液动力；同时可以显著减轻阀芯的质量，提高频响，并且减小运动中的摩擦力，显著提高比例换向阀的使用性能和寿命。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：一种基于SLM技术的比例换向阀轻量化阀芯及比例换向阀，包括阀芯主体，所述阀芯主体的外部沿阀芯主体轴线方向开有若干节流口组，所述节流口组由若干沿阀芯主体圆周方向均匀分布的节流口组成；每个节流口组两侧均具有凸肩，所述凸肩均采用镂空结构；相邻两个凸肩处开有截面形状为二次抛物线的倒角。

进一步的，所述阀芯通过选择性激光熔融(SLM)快速成型技术制得。

本发明还提供一种比例换向阀，包括阀体、压力弹簧、比例电磁铁、放大器和上述的阀芯；所述阀芯设置在阀体内，所述阀体的两端均设置有比例电磁铁，所述压力弹簧的一端抵住阀芯的一端，压力弹簧的一端抵住比例电磁铁，所述放大器与比例电磁铁相连。

本发明有益效果如下：

1、本发明在阀芯的凸肩内侧均采用空心结构的减材设计，形成一种薄壁的的凸肩结构，且通过SLM快速成型技术直接加工，可以最大化的减轻阀芯质量，从而提高频响，并且减小运动中的摩擦力，显著提高了比例换向阀的使用性能和寿命。

2、本发明在阀芯上的相邻两个凸肩处开有截面形状为二次抛物线的倒角可以在阀芯运动过程中改变液压油的运动速度和方向，从而减小阀芯受到的液动力，提高比例换向阀的特性。

附图说明

图1是现有的一种直动式比例换向阀的剖视图；

图2是现有的一种直动式比例换向阀的阀芯示意图；

图3是现有的一种直动式比例换向阀的阀芯剖视图；

图4是本发明实施例的直动式比例换向阀的阀芯的轴测图；

图5是本发明实施例的直动式比例换向阀的阀芯主视图；

图6是本发明实施例的直动式比例换向阀的阀芯剖视图；

图中，阀体1、阀芯2、压力弹簧3、比例电磁铁4、放大器5、阀芯主体6、节流口组7、节流口8、凸肩9、二次抛物线倒角10。

具体实施方式

有关本发明的前述以及其他技术内容，特点和功效，下面结合附图作进一步描述。

图1和图2是现有的一种直动式比例换向阀的剖视图，主要由阀体1、阀芯2、压力弹簧3、比例电磁铁4和放大器5组成，所述阀芯2设置在阀体1内，所述阀体1的两端均设置有比例电磁铁4，所述压力弹簧3的一端抵住阀芯2的一端，压力弹簧3的一端抵住比例电磁铁4，所述放大器5与比例电磁铁4相连，通过比例电磁铁4的吸合使阀芯2左右移动实现换向，从而实现流量变化或油路通断。

激光熔融快速成型技术是一种金属增材制造技术，基于离散—堆积原理，将三维模型分层，以激光逐层熔融金属粉末进行材料累积的方式完成样件成型，因此可以成型复杂结构。基于此技术，可以摆脱传统制造加工对设计的限制，创新设计出性能优越的比例换向阀的阀芯结构。

如图4-6所示，本发明提供的一种基于SLM技术的比例换向阀轻量化阀芯及比例换向阀，包括阀芯主体6，所述阀芯主体6的外部沿阀芯主体6轴线方向开有四组节流口组7，所述节流口组7由四个沿阀芯主体6圆周方向均匀分布的节流口8组成；每个节流口组7两侧均具有凸肩9，所述凸肩9均采用镂空结构；相邻两个凸肩9处开有截面形状为二次抛物线的倒角10。将选择性激光熔融(SLM)快速成型技术应用于阀芯的制造，从而设计出具有镂空结构的凸肩9以及截面形状为二次抛物线的倒角的比例换向阀阀芯；凸肩9内侧均采用空心结构的减材设计，形成一种薄壁的的凸肩结构，且通过SLM快速成型技术直接加工，较之图3所示的现有阀芯的实心结构，可以最大化的减轻阀芯质量，从而提高频响，并且减小运动中的摩擦力，显著提高了比例换向阀的使用性能和寿命。在阀芯上的相邻两个凸肩9处开有截面形状为二次抛物线的倒角，较之图3所示的现有阀芯的直角过渡，本发明可以在阀芯运动过程中改变液压油的运动速度和方向，从而减小阀芯受到的液动力，提高比例换向阀的特性。

本发明还提供一种比例换向阀，包括阀体1、压力弹簧3、比例电磁铁4、放大器5和上述的阀芯2；所述阀芯2设置在阀体1内，所述阀体1的两端均设置有比例电磁铁4，所述压力弹簧3的一端抵住阀芯2的一端，压力弹簧3的一端抵住比例电磁铁4，所述放大器5与比例电磁铁4相连。

针对现有直动式比例换向阀阀芯结构设计和加工的局限，本发明的阀芯通过选择性激光熔融(SLM)快速成型技术制得，本发明将选择性激光熔融(SLM)快速成型技术应用于阀芯的制造，从而设计出本发明的阀芯，可以显著地改善比例换向阀的流量特性，减轻阀芯的质量，提高频响，同时减小阀芯运动过程中的摩擦力，显著提高比例换向阀的使用性能和寿命。