Page 63 - 机械制造及其自动化

第二章 机械加工制造的关键技术研究

净，避免留下污垢和杂物。

（3）液压阀块3D打印加工制造优势
从流体力学的角度来看，传统方式加工的液压集成块设计存在许多有待改

进的空间，只是当时我们没有3D打印技术这么灵活的手腕。对于3D打印加工方
法，液压阀块的设计也应当满足安装约束、连通约束，不同的是，加工约束相对

较少，倘若没有加工制造难度的制约，液压阀块可以在很多方面进行结构的改
进，使其性能更优，成本更少。

（4）液压阀块的总体设计方案
①液压油路的创新设计。

液压阀块的油路通常为垂直于阀块表面设置，这样方便加工制造，因为钻床
钻孔通常不能实现斜孔或细长孔，因此任何零件在设计时通常都会避免这种情况
出现。也正是因为加工方法的制约，油路与油路之间也是垂直相接。在3D打印

加工制造技术背景下，液压阀快油路的设计可以突破传统加工条件的制约，向更
容易实现其功能的结构转变，如减免加工工艺孔，直管设计成斜管、弯管，管路

连接处圆滑过渡，等等，使管道内的压力油流通顺畅，减少应力。
②液压阀块的轻量化设计。

3D打印加工方法单一且有效率，所以零件的设计相对于传统方法比较偏重
于性能、成本与美观。没有加工过程的约束，机械零件可以尽可能地优化结构，

以达到节约材料并保证性能的双赢目标。液压阀块通常是在一整块钢材实体上进
行减材加工，材料密度大，整体重量很大。在满足安全壁厚的前提下，对液压阀

块块体进行创新性结构简化，节约材料成本，同时也能满足当代轻量化的绿色发
展需求。借鉴复合材料结构高效承载构型的优化方法，对阀块零件进行初步的结

构改进。
（二）曲轴结构的创新自由设计
1.曲轴零件的概述

曲轴是发动机的重要零件，其结构如图2-2、图2-3所示，连杆连接连杆颈与
汽缸活塞，构成了曲柄滑块机构，曲轴的旋转运动转化为汽缸活塞的直线运动，

是发动机的动力源。

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