淺談自動(dòng)變速器液壓閥塊閥芯孔去毛刺工藝

王瑞雪 劉星 盧欽強(qiáng) 王定海

柳州上汽汽車變速器有限公司柳東分公司 廣西 柳州 545007

前言

自動(dòng)變速器通過(guò)對(duì)變速系統(tǒng)中的換擋執(zhí)行元件進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，適時(shí)的讓離合器進(jìn)行結(jié)合和分離、對(duì)帶輪油缸進(jìn)行油壓控制從而實(shí)現(xiàn)不同速比的變化。變速系統(tǒng)的狀態(tài)變化所需要的液體壓力均由自動(dòng)變速器中的液壓控制系統(tǒng)（油泵和液壓閥塊總成）提供，因此液壓控制系統(tǒng)是自動(dòng)變速器中非常重要的動(dòng)力元件。液壓系統(tǒng)通過(guò)控制閥芯在閥芯孔中的軸向位移，改變通流大小從而控制進(jìn)入到各執(zhí)行元件的油壓，液壓系統(tǒng)內(nèi)部閥芯和閥芯孔配合間隙小，如若閥芯和閥芯孔之間存在異物，會(huì)導(dǎo)致閥芯運(yùn)動(dòng)不順暢，從而影響輸出油壓，使自動(dòng)變速器產(chǎn)生故障。而閥板閥芯孔存在毛刺是液壓系統(tǒng)常見(jiàn)異物之一，文章著重提出針對(duì)某車型自動(dòng)變速器液壓閥塊閥芯孔去毛刺的常用工藝，以減少閥芯裝配和運(yùn)動(dòng)過(guò)程中劃傷和卡滯。

1 毛刺產(chǎn)生的機(jī)理

所謂毛刺，在零件加工過(guò)程中，當(dāng)?shù)毒呓咏邢鞯慕K端面時(shí)，工件終端部位的支撐剛度減小，在切削刀具的強(qiáng)力作用下，使被切削工件終端部位產(chǎn)生塑性變形，從而切削層金屬向終端面擠壓和滑移，產(chǎn)生毛刺。如圖1所示

圖1 毛刺產(chǎn)生機(jī)理

2 毛刺去除工藝技術(shù)

液壓閥板多為交叉孔結(jié)構(gòu)，在交叉孔出刀口位置易出現(xiàn)翻邊毛刺，如下圖2所示。目前常用的去毛刺方法有主動(dòng)抑制去毛刺和被動(dòng)去毛刺工藝。

（1）主動(dòng)去毛刺：在工件加工過(guò)程中選擇合適的刀刃設(shè)計(jì)、合適的切削液溫度、合理的工藝參數(shù)和切削量等一系列的措施，盡量最小化，甚至避免毛刺的產(chǎn)生。同時(shí)設(shè)計(jì)上可以在交叉孔位置增加倒角設(shè)計(jì)，方便加工時(shí)去除翻邊毛刺。

（2）被動(dòng)去毛刺：在工件加工工序后，增加一道去毛刺工序，其中液壓閥板上常用的去毛刺方法有人工銼刀去毛刺、拋丸、毛刷去毛刺、高壓清洗工藝、超聲波清洗、電化學(xué)去毛刺、熱能去毛刺、陽(yáng)極氧化等去毛刺工藝。

3 某變速器廠家液壓閥板毛刺去除應(yīng)用工藝

本文著重介紹被動(dòng)去毛刺工藝中的拋丸、毛刷去毛刺、高壓清洗在某變速器廠家液壓閥板應(yīng)用和主要參數(shù)設(shè)定。

（1）拋丸：是一種表面處理工藝，利用高速運(yùn)動(dòng)的彈丸（60-110m/s）流連續(xù)沖擊被強(qiáng)化工件表面，造成零件表面的晶格扭曲變形，使表面硬度增高。一般在液壓閥板完成壓鑄后，使用拋丸去除其表面非加工面的氧化皮、翻邊等缺陷，同時(shí)可改善鑄件外觀粗糙度，提高鑄件表面硬度。拋丸鋼球一般選擇不銹鋼鋼球，根據(jù)液壓閥板外觀粗糙度要求可以選擇鋼球直徑在0.3mm-0.4mm之間，鋼球太大，將會(huì)影響閥板外觀粗糙度，同時(shí)設(shè)定合理的時(shí)間、噴射角度、噴射量和速度，以免破壞液壓閥板表面。

（2）毛刷機(jī)去毛刺：毛刷去毛刺是將有一定轉(zhuǎn)速的毛刷旋轉(zhuǎn)進(jìn)入閥芯孔內(nèi)部，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，毛刷對(duì)工件上的毛刺產(chǎn)生載荷力和擠壓力，是毛刺從交叉孔位置脫落，該方法可將交叉孔位置比較松動(dòng)的雜質(zhì)去除。注意毛刷選擇時(shí)應(yīng)考慮其材質(zhì)、形狀。旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速大小以及毛刷的外徑大小，以免影響閥芯孔表面的加工質(zhì)量。因閥板多為鋁合金材質(zhì)，毛刷一般選擇碳化硅或氧化鋁，毛刷轉(zhuǎn)速一般選擇在2500-3000rpm，毛刷直徑一般比被加工件的內(nèi)徑孔大1mm即可，毛刷更換頻次視其磨損情況而定，需定期檢查毛刷的磨損狀態(tài)，一般加工300-350件后可考慮更換。

圖2 毛刷機(jī)去毛刺圖示

（3）高壓清洗機(jī)去毛刺：該方法通過(guò)高壓噴頭噴射出的高壓清洗液沖洗去除較難去除的雜質(zhì)。對(duì)于閥板結(jié)構(gòu)而言，影響其清洗效果的主要因素為清潔液的清洗能力和清潔度、水壓、噴頭出水口設(shè)計(jì)、水槍與閥板的噴射距離。

清洗液選擇：一般選擇純水或者水基型清洗劑，清洗劑配比濃度一般為3%，良好的水基金屬清洗劑可有效去除閥板表面的殘留的切削液、灰塵等污染物，同時(shí)選擇清洗液濃度時(shí)要考慮避免清洗液氧化閥板表面，清洗完成后，可在空氣中放置一段時(shí)間確認(rèn)閥板表面是否有顏色變化。同時(shí)清洗液循環(huán)使用時(shí)要經(jīng)過(guò)過(guò)濾后才能繼續(xù)使用；

水壓設(shè)定：根據(jù)被清洗零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材質(zhì)強(qiáng)度選擇合理的清洗壓力，在滿足清洗能力的情況下，清洗壓力應(yīng)不破壞零件表面，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，一般鋁合金清洗壓力選擇區(qū)間為25Mpa-35Mpa；

噴頭出水口設(shè)計(jì)以及參數(shù)選定：出水口形狀決定了清洗時(shí)的覆蓋面積。閥板上包含多個(gè)閥芯孔，閥芯孔孔小并且孔深。因此清洗閥芯孔時(shí)需要將水槍伸入至閥芯孔內(nèi)部，設(shè)計(jì)水槍時(shí)需考慮水槍直徑和長(zhǎng)度。同時(shí)為保證清洗覆蓋面，水槍應(yīng)具備旋轉(zhuǎn)功能。若水槍不具備旋轉(zhuǎn)功能，也可在水槍端部設(shè)計(jì)多個(gè)出水口，如圖3所示，以保證清洗覆蓋面。

圖3 高壓水槍出水口設(shè)置

水槍與閥板的噴射距離：水槍至工件表面的距離與清洗力有著重要的關(guān)系。如圖4所示，水槍噴射的清洗液在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到阻力，動(dòng)能降低，至工件表面的速度逐漸減小。圖4中的位置1清洗力大，但清洗覆蓋面小。工件位置2清洗覆蓋面大，但清洗力小。因此清洗時(shí)應(yīng)選擇合適的噴射距離，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，一般水槍距離工件距離10mm為宜。

圖4 水槍噴射示意圖

4 結(jié)束語(yǔ)

毛刺是零件切削加工普遍存在的現(xiàn)象，目前閥板閥芯孔去毛刺工藝上多為毛刷機(jī)和高壓清洗機(jī)去毛刺的組合方法，文中介紹的方法均為被動(dòng)法去閥芯孔毛刺，存在毛刺去除不徹底，影響使用性能的風(fēng)險(xiǎn)。因此后續(xù)需加強(qiáng)主動(dòng)去毛刺的研究，從毛刺形成機(jī)理上、機(jī)加工參數(shù)設(shè)計(jì)、刀具形狀設(shè)計(jì)等加強(qiáng)研究，從源頭上解決毛刺的產(chǎn)生。