變速箱閥體機加工工藝設計研究

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摘要：近年來我國的汽車制造行業發展非常迅速，變速箱閥體作為汽車的主要組成部分，經歷了從手動到自動的變遷。下面圍繞變速箱閥體展開相關討論，對其加工工藝進行研究，并總結研究目的和內容，同時介紹國內工藝設計發展動態，最后詳細闡述閥體加工過程以及相關注意事項，希望對相關單位的汽車制造提供一定參考。

關鍵詞：變速箱；閥體；加工流程

在傳統的加工工藝下，變速箱閥體的生產效率較低，加工工藝急需優化。為提升閥體的生產效率，汽車企業對工藝流程進行優化，例如改造走刀路徑、提高零件制造精度等，均能有效改善閥體制造效率低的現狀。為保證閥體加工的順利進行，要全面了解閥體結構，并掌握生產中的注意事項，因此目前對閥體制造人員的專業化程度有較高要求。

1目的、現狀及內容

1.1目的。對閥體制造工藝進行研究，其最終目的是提高生產合格率。閥體設計最終要通過制造工藝才能得到產品，若加工工序達不到相關要求，優秀的閥體設計將不能發揮出最大作用?？梢姴粩鄬に囘^程進行優化是非常有必要的，并不是所有設計圖紙最終都能被加工成產品，很多能夠生產的產品，其最終質量也要經過檢驗。將毛坯按照工藝流程加工成成品，在此過程中毛坯的外形、尺寸按照既定軌跡改變。不同零件需要設計不同的加工工藝，結合長期的生產經驗，根據生產情況實時改進工藝流程。只有保證工序合理，才能大大降低生產成本。1.2研究現狀。隨著機械行業的蓬勃發展，各種繪圖軟件應運而生，如CAD、CAPP等。利用計算機完成閥體的設計工作，若出現錯誤能夠及時修正，有效避免手繪圖紙后期修改難度大的缺陷。利用電腦繪制平面圖，再經過UG、solidworks等三維軟件導出三維模型。根據模型制定相應的加工方案，并在計算機中模擬加工，找出模擬加工中存在的問題，有針對性地對三維模型進行修正[1]。多次模擬加工沒有問題后，即可開始工廠實際加工。在計算機控制下，操作系統能夠根據加工要求選擇最合適的刀具。從上述內容可知，我國已逐漸邁進自動化、高精度的生產時代。1.3研究內容。若想得到精度較高的閥體產品，需要仔細研究其工藝流程，其主要工藝步驟如下：首先選擇合適材料作為閥體毛坯，并根據汽車型號及相關制造標準，繪制相應的毛坯圖紙。其次根據閥體結構特征選擇最合適的加工方法，并制定工藝方案。每個加工面的粗糙度、配合度等要求不同，因此每個面都需要重新選擇加工方法。加工過程中遵循以下基本原則：從基準面開始加工，接著加工主要表面和次要表面。精加工緊接在粗加工之后，先進行簡單的平面加工，再進行復雜的內孔加工。最后是工藝卡片的填寫。除選擇刀具外，還要做好夾具的設計工作，盡量提高夾具精度，設計的夾具結構要能夠輔助機床順利完成閥體生產。

2結構工藝分析

2.1閥體結構特點總結。本次研究的變速箱閥體是由動力驅動的，能夠承載四輪以上汽車行駛的變速部件。電液控制系統是變速系統的核心組成，變速箱的先進程度由該系統直接決定，閥體又是此系統的核心部件。若想提升變速箱性能，閥體是其中需要重點考慮的對象。汽車中的液壓油是由閥體直接控制的，通過對油量的調節實現對汽車檔位的調節。閥體作為控制汽車速度的關鍵部件，在常溫下，需要承受較大的外界壓力，因此在強度方面的要求非常嚴格。2.2材料及質量。為滿足較高的強度要求，最終將閥體材料定為鋁合金，經過壓鑄成為毛坯零件。作為控制檔位的主要零件，對其表面平整度有很高要求，因此在生產條件一定的情況下，要采用最好的工藝來完成閥體制造。在保證其表面質量達標的情況下，對刀具設計、加工流程等進行優化，達到縮短加工時間，提高生產效率的目的[2]。選材是決定閥體質量的關鍵步驟，因此需要嚴格按照國家標準完成閥體材料的選擇。2.3重要尺寸。經過長期研究發現，閥體表面的平整度越高，其使用性能越好。平整度高的閥體結構，抗壓、抗腐蝕等能力強，使用壽命大大延長，且有效減少生產過程中設備故障次數。基于閥體對變速箱性能的影響較大，本次設計對閥體表面參數進行如下限定：最終成品的重量需保持在1.126kg，重量誤差不能超過0.1g。規定閥體的最大外形尺寸為270*175*34，加工完成的產品體積為429846mm3，此外還要對成型閥體硬度、抗拉強度進行檢測。標準閥體硬度最小需要達到74HBW，抗拉強度的最小值是74HBW。達到上述標準的閥體才算基本合格。2.4主加工面。公司對本次生產的閥體二維圖和三維進行分析和模擬加工后，對主加工面做出如下要求：鑒于閥體體積較大，同時考慮到零件裝夾的便捷性，并以最短形成完成加工過程，最終選擇單以單工位的形式生產夾具；零件加工過程中，需要從三個角度完成加工，為簡化加工工藝，將其分成兩道工序進行加工；利用銑刀對平面進行銑削時，平面面積較大，且本次加工對表面平整度有很高要求，因此要選擇最合適的銑刀完成平面銑[3]。圖1是銑刀加工表面圖解。

3加工前準備

3.1選擇設備。經過比較，選擇op10或者是op20類型CNC，其加工中心是立式的。選擇的機床規格如下：Mazak-410，工作臺在水平方向上的最大距離為900mm，在豎直方向上的距離為800mm。機床水平和豎直方向的行程分別是560mmh和410mm。刀架、工作臺之間的距離是630mm，轉臺的回轉精度其誤差不能超過0.01度。這是閥體設計前必須具備的工藝分析，并選擇合適的機床，為后期零件加工的順利進行奠定基礎。3.2定位設計。結合之前生產經驗，提出以下兩種工件定位方法，各孔位置由圖2標號得到：方法一：將標號分別為5、6的基準孔和D7.2毛坯孔聯合在一起實現浮動定位，4點作用是輔助支撐，其它三點進行毛坯定面，同時其杠桿缸被反面杠桿缸夾緊；方法二：還是5、6點進行定位，此時兩點都使用基準孔進行定位，4點同樣起到輔助支撐作用，其它三點自成平面作為定位。杠桿缸夾緊同方法一。3.3加工工藝。在加工前先選擇裝夾刀具，通過對閥體結構的研究，最終選擇PCD型鉆鉸刀。為保證工藝過程順利進行，切削用量的選擇是數控加工需要重點考慮的內容。選擇時要以提升加工質量為條件，在此基礎上延長刀具使用時間[4]。切削速度可以根據經驗對照相關標準進行選擇，也可根據經驗公式進行計算。選擇時需要將速度的限制因素，如被吃刀量、進給量等全面考慮進去。計算時通常按照下列公式確定切削速度：N=1000VC/πDVC—線速度，D—直徑。計算完成后需要對照相關標準，選擇最接近的轉速，然后將轉速填在工藝卡當中。本次設計修正部分細節誤差，改良工藝流程后生產出的閥體零件合格率大大提升。

4結束語

綜上所述，本文對變速箱閥體的設計、加工做出了相關介紹，首先對其加工工藝設計研究的目的進行總結，并介紹其研究動態和目的，同時詳細闡述閥體結構和工藝過程，以及相關細節。閥體作為控制汽車檔位的關鍵部件，對其加工質量嚴格控制，保證汽車行駛安全的同時，確保駕駛員的人身安全。目前我國還在不斷優化閥體工藝流程。

參考文獻：

[1]哈爾濱東安汽車發動機制造有限公司.一種自動變速器閥體檢測系統[P].2017-01-25.

[2]王招林.一種汽車變速箱閥體測試系統:CN201721121237.0[P].2018-05-15.

[3]蔣榮期.汽車變速箱閥體機加工工藝設計與研究[J].中國設備工程，2019（1）：107-109.

[4]張璐.汽車變速箱加載測試臺架液壓故障處理[J].設備管理與維修，2016（8）：42-43，44.

作者:王靜 單位:泰安航天特種車有限公司