为了实现插装阀液压集成块的智能优化设计，采用了一种基于功能块及分层设计的集成块CAD方法。全面研究并总结了插装阀结构特征及其集成块的设计规律，给出了功能块的概念，阐述了分层设计思想及其实现方法，构建了基于分层设计的插装阀集成块优化设计系统。设计实例表明，该方法能充分利用前人的设计经验和成果，满足各种工况的实际需求，并大大降低集成块CAD的设计难度，有效提高设计水平、质量及自动化程度。 

　　一、引言 

　　随着二通插装阀控制技术日益广泛的应用，插装阀液压集成块的设计问题已愈加受到人们的关注。由于插装阀元件的结构特殊性和集成块内部孔道连通的复杂性，使集成块设计工作具有相当难度，颇费工时且容易出错。因此，在设计过程中采用CAD技术和方法已成为行业内的必然选择。但在目前，国内外所见的液压集成块CAD研究基本上集中在原理图绘制、孔道校核及二维工程图输出等方面，很少涉及到液压集成块中元件布局和孔道连通的自动优化设计，且大多数研究都集中在板式阀，针对插装阀的则较少见。 

　　同时，随着CAD专业软件、方法和工具的不断发展和升级，也为液压集成块CAD设计提供了更为有利的外部软件支撑。在此新形势下，本文就插装阀集成块CAD设计方法进行了深入研究，全面分析了插装阀的结构特征及集成块的设计方法，提出了一种以现代设计理论和方法为基点的基于功能块及分层设计的插装阀集成块CAD设计方法。

　　二、插装阀结构及其集成块设计方法

　　1、插装阀的结构特征

　　二通插装阀由插装件、控制盖板、先导控制阀和集成块体四部分组成。其中插装件坐于集成块体内部，集成块体既是插装阀的阀体，同时也是系统中所有插装件的承载体。与普通板式阀相比，由于插装阀结构的特殊性使得插装阀集成块的设计问题显得更加复杂，主要表现在以下几个方面：

　　(1) 二通插装阀采用了插入式连接的座阀结构，整个插装件都坐在集成块体内部，其孔道为由若干阶梯组成的阶梯孔，同时二通插装阀阶梯孔中带有侧向孔道，且该孔道的方向只能由与其相通的插装阀位置来决定，具有孔道方向不定性。
　　(2)插装阀系统中的控制油道非常复杂，若只是按照直孔方式进行连通则会大大增加工艺孔的数量，影响集成块的性能，因此在加工条件允许的情况下，为减少工艺孔数目，根据设计需要可适当地采用斜孔进行连通。
　　(3)插装阀的控制阻力采用了阀口相互独立分离的结构，插装阀液压系统的元件数目大大增加。一般来说，一个普通板式阀的控制功能需用两个或四个甚至更多的插装阀才能实现，大大增加了集成块元件布局设计的工作量。

　　2、集成块设计CAD方法分析

　　总结目前集成块CAD设计方法主要有两种:

　　(1)根据液压系统提供的元件信息及元件之间的连通信息实现元件的计算机自动布局和孔道之间的自动连通，直接生成集成块三维立体图或二维工程图。
　　(2)根据系统原理凭借设计者的人脑思维和设计经验确定出集成块的集成方案，确定元件的布局位置，然后利用计算机进行孔道安全校核，完成集成块CAD设计。

　　上述两种方法中，第一种方法自动化程度高，以智能优化设计理论为依托，利用计算机实现集成块自动布局和布孔，达到了对集成块体积、工艺孔数、最短孔道路径等优化目标的最优设计，但由于各液压系统实际工作环境及装配环境的不一致性，很难将其纳入优化设计模块当中，设计者还需根据系统工况对优化设计结果进行调改，直至满足设计要求。第二种方法的元件布局和孔道连通全部由设计者根据经验设计得出，虽可以满足系统实际工作及装配环境的需求，但缺少优化计算，只对孔道连通进行安全校核，其设计结果仅为可行，难以达到最优，而且将插装阀集成块所有元件的布局和孔道连通设计问题全部由设计者凭大脑思维和经验来完成，大大增加了人的设计工作量，且设计难度很大，效率低。