液壓閥塊（見圖1）是拖拉機液壓系統的核心控制元件，負責調節油液流向、壓力和流量，直接影響轉向、提升和制動等關鍵功能的穩定性和效率。其應用涵蓋懸掛農具控制、動力輸出分配等場景，要求高精度和可靠性。痛點包括閥塊內部油道設計復雜易泄漏、污染物敏感導致堵塞或磨損，以及長期高壓作業后的疲勞失效，這些都可能引發系統故障，增加維護成本。優化設計、提升材料耐壓性及加強過濾是行業主要改進方向。
圖1 液壓閥塊
目前拖拉機（見圖2)液壓閥塊最常用的加工方式是數控銑削與鉆孔工藝，即通過加工中心對金屬毛坯（如鋁合金或鍛鋼）進行銑削、鉆孔等工序，形成復雜內部油道。其優勢在于工藝成熟、成本可控，適合批量生產，且能保證較高的尺寸精度和表面粗糙度。然而，弊端明顯：傳統鉆孔工藝導致油道多為直孔或簡單斜孔，易產生湍流和壓力損失；交叉孔處易殘留毛刺，需額外去毛刺工序（如高壓水或熱能爆炸處理），否則可能引發泄漏或污染。此外，設計靈活性低，修改成本高，難以優化流道形狀。
圖2 拖拉機
中走絲線切割加工技術是一種介于快走絲和慢走絲之間的電火花線切割工藝，采用鍍鋅黃銅絲（直徑0.1-0.2mm）作為電極，通過高頻脈沖放電腐蝕金屬實現切割。其走絲速度（6-12m/s）高于慢走絲但低于快走絲，兼具一定加工精度（±0.003mm）和較高效率。該技術支持多次切割，首刀高速粗加工，后續精修以提高表面質量（Ra≤0.7-1.4μm），適用于模具鋼、硬質合金等難加工材料。優勢在于性價比高，維護成本低于慢走絲；缺點是電極絲損耗較大，長期使用后精度會下降，且對工作液清潔度要求較高，適合中小批量精密零件加工。
中走絲線切割加工相比數控銑削在拖拉機液壓閥塊制造中具有精度更高，減少配合面泄漏風險；復雜油道成型能力強，可加工任意曲線油路，優化液壓性能；無機械切削力，避免薄壁結構變形，特別適合高精度閥塊；一次成型交叉孔，無毛刺殘留，降低后續處理成本的優勢。
不同于傳統液壓閥塊常用的鑄鐵和碳鋼材料，拖拉機液壓閥塊通常選用輕量化且易加工的鋁合金6061（見圖3）。本文所設計的液壓閥塊試樣材料與拖拉機液壓系統結構件材料一致，均為鋁合金6061。該材料為可熱處理強化鋁合金，具有優良的強度重量比和耐腐蝕性，適用于制造復雜流道的液壓控制部件。盡管該鋁合金材料在高壓液壓系統上的應用相對受限，但中走絲線切割工藝屬于精密加工，對材料適應性廣，能夠滿足液壓閥塊高精度油道的加工需求。
圖3 鋁合金6061化學成分圖
本文以拖拉機液壓閥塊為研究對象，通過對行業標準、加工設備、加工流程、參數設置、三坐標檢測和粗糙度檢測進行測試。本研究驗證了中走絲工藝加工液壓閥塊的可行性，為拖拉機液壓閥塊提供了新的技術路線。
行業標準
國際標準
1. ISO 7368:2025
《液壓流體動力—兩通插裝式閥塊—腔體》
規定了插裝式閥塊的腔體尺寸、材料、密封性等要求，適用于液壓閥塊的制造。
2. ISO 230-1
《機床幾何精度檢驗》
適用于中走絲線切割機床的精度檢測，確保加工尺寸符合液壓閥塊的高精度需求。
國家標準
1. JB/T 15128-2025
《拖拉機 液壓多路換向閥》
中國機械行業標準，規定了拖拉機液壓閥塊的技術要求、試驗方法及檢驗規則。
2. GB/T 17421.1
《機床檢驗通則 第1部分：幾何精度》
適用于中走絲線切割機床的加工精度控制。
3. JB/T 10082
《精密機械加工通用技術條件》
涵蓋液壓閥塊的尺寸公差和表面粗糙度要求。
加工設備
1. 設備選擇（見圖4)
智凱ZKH550五軸數控線切割機床
圖4 智凱ZKH550
2. 設備參數
行程：有效加工行程550*450
錐度：±6°
最大加工效率：≥300mm2/H
表面光潔度：Ra0.8μm（多次切割）
精度：±0.003mm
系統：系統支持Windows7及以上操作系統
畫圖：支持多種畫圖文件導入
精度高：四軸螺距補償，五軸數控
3. 功能介紹
X、Y、U、V四軸移動采用交流伺服控制方式
控制系統采用標準ISO代碼進行程序控制
編程系統具有將DXF文件直接轉成ISO代碼功能
可實現X、Y、U、V四軸聯動，進行錐度和異形面加工（Z軸電動升降）
多坐標系統功能可以在各工件之間迅速切換；
自帶編程圖形、自動編制代碼程序。多CPU功能實現加工和編程同時進行；
平行補償、清角設定，程序鏡像，拐角優化、比例縮放等超級功能開放，讓操作變得簡單輕松；
激光螺距校準，螺距補償數據實時開啟；
可隨意將X/Y軸進行交換適應不同的加個狀態及工作習慣。自由設置線控器的移動速度；
具有螺距補償功能
全自動順序控制
停電記憶功能；
自動回垂直
無人值守加工功能；
加工流程
1. 將基板表面測試干凈
2. 專用夾具固定股基本
3. 圖形導入
4. 軟件點“開水”檢查是否正常
5. 點“加工”一鍵開始運絲、高頻、沖水
6. 開始加工中
參數設置
試加工：
1. 試加工材料
圖5 加工材料
2. 導入圖紙
圖6 圖紙
3.設置參數
圖7 參數
3. 開機檢查后
4. 開始加工
圖8 加工
5. 工件切割完成掉落
樣品，成功：如下圖
成品OK，無灼燒、發黑變色等問題
圖9 成品
三坐標檢測
為驗證中走絲線切割加工的拖拉機液壓閥塊油道輪廓公差，采用三坐標測量機進行高精度檢測。選用液壓系統常用的鋁合金6061標準樣塊作為基準，通過接觸式測頭對閥塊試樣進行三維輪廓掃描，重點檢測交叉油道孔徑、過渡圓角及流道表面質量。測量點間距設置為0.1mm，采樣速度控制在2mm/s，確保復雜內部流道的測量覆蓋度。檢測系統溫度補償精度達±1μm，重復定位精度≤3μm，可精確評估閥塊流道的尺寸偏差和形位公差，確保整體加工精度控制在±5μm以內，滿足ISO 7368等液壓元件標準對油道精度的嚴格要求。
圖10 三坐標示意圖
粗糙度檢測
對拖拉機液壓閥塊試樣進行表面粗糙度檢測，通過與標準
粗糙度樣塊進行對比，確定拖拉機液壓閥塊加工表面的粗糙度
等級。檢測結果表明，拖拉機液壓閥塊試樣加工表面粗糙度為
Ra0.7-Ra1.4，滿足Ra ≥0.7 的要求。
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