变速箱阀体机加工工艺设计研究

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摘要：近年来我国的汽车制造行业发展非常迅速，变速箱阀体作为汽车的主要组成部分，经历了从手动到自动的变迁。下面围绕变速箱阀体展开相关讨论，对其加工工艺进行研究，并总结研究目的和内容，同时介绍国内工艺设计发展动态，最后详细阐述阀体加工过程以及相关注意事项，希望对相关单位的汽车制造提供一定参考。

关键词：变速箱；阀体；加工流程

在传统的加工工艺下，变速箱阀体的生产效率较低，加工工艺急需优化。为提升阀体的生产效率，汽车企业对工艺流程进行优化，例如改造走刀路径、提高零件制造精度等，均能有效改善阀体制造效率低的现状。为保证阀体加工的顺利进行，要全面了解阀体结构，并掌握生产中的注意事项，因此目前对阀体制造人员的专业化程度有较高要求。

1目的、现状及内容

1.1目的。对阀体制造工艺进行研究，其最终目的是提高生产合格率。阀体设计最终要通过制造工艺才能得到产品，若加工工序达不到相关要求，优秀的阀体设计将不能发挥出最大作用。可见不断对工艺过程进行优化是非常有必要的，并不是所有设计图纸最终都能被加工成产品，很多能够生产的产品，其最终质量也要经过检验。将毛坯按照工艺流程加工成成品，在此过程中毛坯的外形、尺寸按照既定轨迹改变。不同零件需要设计不同的加工工艺，结合长期的生产经验，根据生产情况实时改进工艺流程。只有保证工序合理，才能大大降低生产成本。1.2研究现状。随着机械行业的蓬勃发展，各种绘图软件应运而生，如CAD、CAPP等。利用计算机完成阀体的设计工作，若出现错误能够及时修正，有效避免手绘图纸后期修改难度大的缺陷。利用电脑绘制平面图，再经过UG、solidworks等三维软件导出三维模型。根据模型制定相应的加工方案，并在计算机中模拟加工，找出模拟加工中存在的问题，有针对性地对三维模型进行修正[1]。多次模拟加工没有问题后，即可开始工厂实际加工。在计算机控制下，操作系统能够根据加工要求选择最合适的刀具。从上述内容可知，我国已逐渐迈进自动化、高精度的生产时代。1.3研究内容。若想得到精度较高的阀体产品，需要仔细研究其工艺流程，其主要工艺步骤如下：首先选择合适材料作为阀体毛坯，并根据汽车型号及相关制造标准，绘制相应的毛坯图纸。其次根据阀体结构特征选择最合适的加工方法，并制定工艺方案。每个加工面的粗糙度、配合度等要求不同，因此每个面都需要重新选择加工方法。加工过程中遵循以下基本原则：从基准面开始加工，接着加工主要表面和次要表面。精加工紧接在粗加工之后，先进行简单的平面加工，再进行复杂的内孔加工。最后是工艺卡片的填写。除选择刀具外，还要做好夹具的设计工作，尽量提高夹具精度，设计的夹具结构要能够辅助机床顺利完成阀体生产。

2结构工艺分析

2.1阀体结构特点总结。本次研究的变速箱阀体是由动力驱动的，能够承载四轮以上汽车行驶的变速部件。电液控制系统是变速系统的核心组成，变速箱的先进程度由该系统直接决定，阀体又是此系统的核心部件。若想提升变速箱性能，阀体是其中需要重点考虑的对象。汽车中的液压油是由阀体直接控制的，通过对油量的调节实现对汽车档位的调节。阀体作为控制汽车速度的关键部件，在常温下，需要承受较大的外界压力，因此在强度方面的要求非常严格。2.2材料及质量。为满足较高的强度要求，最终将阀体材料定为铝合金，经过压铸成为毛坯零件。作为控制档位的主要零件，对其表面平整度有很高要求，因此在生产条件一定的情况下，要采用最好的工艺来完成阀体制造。在保证其表面质量达标的情况下，对刀具设计、加工流程等进行优化，达到缩短加工时间，提高生产效率的目的[2]。选材是决定阀体质量的关键步骤，因此需要严格按照国家标准完成阀体材料的选择。2.3重要尺寸。经过长期研究发现，阀体表面的平整度越高，其使用性能越好。平整度高的阀体结构，抗压、抗腐蚀等能力强，使用寿命大大延长，且有效减少生产过程中设备故障次数。基于阀体对变速箱性能的影响较大，本次设计对阀体表面参数进行如下限定：最终成品的重量需保持在1.126kg，重量误差不能超过0.1g。规定阀体的最大外形尺寸为270*175*34，加工完成的产品体积为429846mm3，此外还要对成型阀体硬度、抗拉强度进行检测。标准阀体硬度最小需要达到74HBW，抗拉强度的最小值是74HBW。达到上述标准的阀体才算基本合格。2.4主加工面。公司对本次生产的阀体二维图和三维进行分析和模拟加工后，对主加工面做出如下要求：鉴于阀体体积较大，同时考虑到零件装夹的便捷性，并以最短形成完成加工过程，最终选择单以单工位的形式生产夹具；零件加工过程中，需要从三个角度完成加工，为简化加工工艺，将其分成两道工序进行加工；利用铣刀对平面进行铣削时，平面面积较大，且本次加工对表面平整度有很高要求，因此要选择最合适的铣刀完成平面铣[3]。图1是铣刀加工表面图解。

3加工前准备

3.1选择设备。经过比较，选择op10或者是op20类型CNC，其加工中心是立式的。选择的机床规格如下：Mazak-410，工作台在水平方向上的最大距离为900mm，在竖直方向上的距离为800mm。机床水平和竖直方向的行程分别是560mmh和410mm。刀架、工作台之间的距离是630mm，转台的回转精度其误差不能超过0.01度。这是阀体设计前必须具备的工艺分析，并选择合适的机床，为后期零件加工的顺利进行奠定基础。3.2定位设计。结合之前生产经验，提出以下两种工件定位方法，各孔位置由图2标号得到：方法一：将标号分别为5、6的基准孔和D7.2毛坯孔联合在一起实现浮动定位，4点作用是辅助支撑，其它三点进行毛坯定面，同时其杠杆缸被反面杠杆缸夹紧；方法二：还是5、6点进行定位，此时两点都使用基准孔进行定位，4点同样起到辅助支撑作用，其它三点自成平面作为定位。杠杆缸夹紧同方法一。3.3加工工艺。在加工前先选择装夹刀具，通过对阀体结构的研究，最终选择PCD型钻铰刀。为保证工艺过程顺利进行，切削用量的选择是数控加工需要重点考虑的内容。选择时要以提升加工质量为条件，在此基础上延长刀具使用时间[4]。切削速度可以根据经验对照相关标准进行选择，也可根据经验公式进行计算。选择时需要将速度的限制因素，如被吃刀量、进给量等全面考虑进去。计算时通常按照下列公式确定切削速度：N=1000VC/πDVC—线速度，D—直径。计算完成后需要对照相关标准，选择最接近的转速，然后将转速填在工艺卡当中。本次设计修正部分细节误差，改良工艺流程后生产出的阀体零件合格率大大提升。

4结束语

综上所述，本文对变速箱阀体的设计、加工做出了相关介绍，首先对其加工工艺设计研究的目的进行总结，并介绍其研究动态和目的，同时详细阐述阀体结构和工艺过程，以及相关细节。阀体作为控制汽车档位的关键部件，对其加工质量严格控制，保证汽车行驶安全的同时，确保驾驶员的人身安全。目前我国还在不断优化阀体工艺流程。

参考文献：

[1]哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司.一种自动变速器阀体检测系统[P].2017-01-25.

[2]王招林.一种汽车变速箱阀体测试系统:CN201721121237.0[P].2018-05-15.

[3]蒋荣期.汽车变速箱阀体机加工工艺设计与研究[J].中国设备工程，2019（1）：107-109.

[4]张璐.汽车变速箱加载测试台架液压故障处理[J].设备管理与维修，2016（8）：42-43，44.

作者:王静 单位:泰安航天特种车有限公司