淺談自動變速器液壓閥塊閥芯孔去毛刺工藝

王瑞雪 劉星 盧欽強

摘 要 液壓元件（液壓閥板）存在毛刺會對性能造成影響，本文簡單介紹了毛刺產(chǎn)生的機理和主動、被動兩種去毛刺工藝的介紹，并著重介紹目前液壓閥板上常用的幾種去被動毛刺工藝參數(shù)設(shè)定。后續(xù)應(yīng)研究方向應(yīng)著重從主動降低毛刺的產(chǎn)生的方向研究，從源頭上解決毛刺的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞 閥芯孔毛刺;常用去毛刺工藝

前言

自動變速器通過對變速系統(tǒng)中的換擋執(zhí)行元件進(jìn)行實時控制，適時的讓離合器進(jìn)行結(jié)合和分離、對帶輪油缸進(jìn)行油壓控制從而實現(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)是自動變速器中非常重要的動力元件。液壓系統(tǒng)通過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，會導(dǎo)致閥芯運動不順暢，從而影響輸出油壓，使自動變速器產(chǎn)生故障。而閥板閥芯孔存在毛刺是液壓系統(tǒng)常見異物之一，文章著重提出針對某車型自動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動過程中劃傷和卡滯。

1 毛刺產(chǎn)生的機理

所謂毛刺，在零件加工過程中，當(dāng)?shù)毒呓咏邢鞯慕K端面時，工件終端部位的支撐剛度減小，在切削刀具的強力作用下，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

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抑制去毛刺和被動去毛刺工藝。

（1）主動去毛刺：在工件加工過程中選擇合適的刀刃設(shè)計、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。同時設(shè)計上可以在交叉孔位置增加倒角設(shè)計，方便加工時去除翻邊毛刺。

（2）被動去毛刺：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，利用高速運動的彈丸（60-110m/s）流連續(xù)沖擊被強化工件表面，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，將會影響閥板外觀粗糙度，同時設(shè)定合理的時間、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)過程中，毛刷對工件上的毛刺產(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的雜質(zhì)去除。注意毛刷選擇時應(yīng)考慮其材質(zhì)、形狀。旋轉(zhuǎn)時的轉(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。

（3）高壓清洗機去毛刺：該方法通過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、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，同時選擇清洗液濃度時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間確認(rèn)閥板表面是否有顏色變化。同時清洗液循環(huán)使用時要經(jīng)過過濾后才能繼續(xù)使用;

水壓設(shè)定：根據(jù)被清洗零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材質(zhì)強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)過驗證，一般鋁合金清洗壓力選擇區(qū)間為25Mpa-35Mpa;

噴頭出水口設(shè)計以及參數(shù)選定：出水口形狀決定了清洗時的覆蓋面積。閥板上包含多個閥芯孔，閥芯孔孔小并且孔深。因此清洗閥芯孔時需要將水槍伸入至閥芯孔內(nèi)部，設(shè)計水槍時需考慮水槍直徑和長度。同時為保證清洗覆蓋面，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)計多個出水口，如圖3所示，以保證清洗覆蓋面。

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動過程中受到阻力，動能降低，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。因此清洗時應(yīng)選擇合適的噴射距離，經(jīng)過驗證，一般水槍距離工件距離10mm為宜。

4 結(jié)束語

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和高壓清洗機去毛刺的組合方法，文中介紹的方法均為被動法去閥芯孔毛刺，存在毛刺去除不徹底，影響使用性能的風(fēng)險。因此后續(xù)需加強主動去毛刺的研究，從毛刺形成機理上、機加工參數(shù)設(shè)計、刀具形狀設(shè)計等加強研究，從源頭上解決毛刺的產(chǎn)生。

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