用于電磁閥限位的沖壓件結構設計

楊瑄，趙偉偉，嚴思敏，張晨光，馮浩成

（陜西法士特齒輪有限責任公司 智能傳動研究所，陜西 西安 710077）

前言

在自動變速器的液壓控制系統中，液壓閥板上通常會設置多個電磁閥用來控制液壓系統。電磁閥的密封端面與液壓閥板的端面密封連接，當液壓閥板的油道建立起油壓過高時，對電磁閥產生壓力，會使電磁閥脫離液壓閥板，造成油液泄漏，無法正常建立油壓導致液壓系統無法正常工作[1]。因此需要對每個電磁閥進行固定和限位。傳統的方法是在液壓閥板上的每個電磁閥處單獨設置一個擋片或固定螺栓，壓在電磁閥的尾部或側面。對于設置了數量較多的電磁閥的閥板，如果采用傳統的方法，則要對每個電磁閥進行單獨固定，這樣就會導致閥板總成占用空間大，閥體表面形狀復雜，使得閥體的鑄造和機加工難度增大，生產效率低而且生產成本高，裝配過程也較為復雜。現將限位零件整合為單個沖壓零件后，液壓閥板占用空間小、表面形狀簡單，容易鑄造及機加工，提高生產效率而降低生產成本，裝配過程簡單易操作，返修率低。

1 擋板結構

本設計具體包括金屬沖壓，折邊制成的擋板，擋板上設置若干通孔及若干方孔，通孔間設有長短不一，彎曲角度各不相同的止板，如圖一所示；通孔處裝有螺套，擋板通過安裝在通孔內的螺栓固定在液壓閥板上，該擋板可一次性對六個安裝平面不在同一平面上的換擋電磁閥進行限位，減少了零件數量。本設計可同時保證六處換擋電磁閥的受力均勻，每個換擋電磁閥不再單獨需要固定零件來固定，這樣使得整個閥板體積減小，降低了液壓閥板自身的鑄造難度，使得在整個系統中所占空間減小，減少了與其他結構發生機械干涉的可能性。而且該結構裝置生產工藝比較簡單，生產效率高，生產成本低。在該裝置通孔處安裝螺套，螺栓安裝后可以卡住螺栓位置，防止螺栓轉動，從而增加擋板與閥體的壓緊力，避免在使用過程中螺栓松動脫落。

該擋板安裝到閥板時，將每組止板與每個電磁閥相對應，用螺栓穿過螺套，將擋板固定到液壓閥板上，擋板上設有若干方孔，不僅減輕擋板重量，還有效提高閥板散熱能力。每處電磁閥所受壓力均勻，電磁閥受到止板的壓力為F壓：

式中：

k—擋板自身的彈性系數；

ΔX—止板安裝后的形變量。

擋板安裝后，產生的壓緊力F壓不得小于電磁閥受到的閥板內部最大油壓反作用力F反的1.5倍，即：

對于尾部帶有卡槽的電磁閥，可以采用下圖所示的止板（2f）這種形式進行限位。提升了針對不同種類電磁閥定位的適用性。

圖1 擋板結構示意簡圖

2 優擋板材料的選擇

對于沖壓類零件，了解其材料的綜合性能和正確的選材對產品成本、產品性能、產品質量、加工工藝都有重要影響[2]。一般沖壓件材料選材遵循以下原則：

（1）選用常見金屬材料，減少材料規格品種，盡可能控制在常用材料手冊范圍內；

（2）在同一產品中，盡可能減少材料的品種和板材厚度規格；

（3）在保證零件的功能前提下，盡量選擇廉價的材料品種，降低產品成本；

（4）除在保證零件的功能前提外，還需考慮材料沖壓性能應滿足加工工藝要求，以保證產品的加工的合理性和產品質量[3]。

根據以上原則的考慮，本設計零件材料采用冷軋薄鋼板。所謂冷軋薄鋼板是碳素結構鋼冷軋板的簡稱，它是由碳素結構鋼熱軋鋼帶，經過進一步冷軋制成厚度小于4mm的鋼板。由于在常溫下冷軋，不產生氧化鐵皮，因此，冷板表面質量好，尺寸精度高，再加之退火處理，其機械性能和工藝性能都優于熱軋薄鋼板。而且成本較低，并具有良好的落料、折彎性能，常用的牌號為低碳鋼08F和10#鋼[4]。

3 安裝和使用

為方便敘述，現結合附圖對本設計的安裝使用做進一步說明，如圖1所示，本設計裝置包括金屬制成的擋板（1），擋板（1）上設置若干通孔（3）及讓位方孔（4），通孔之間的擋板（1）設有若干止板（2）。所述止板（2）設置在擋板（1）的同一側的不同平面上，相鄰止板（2a-2e）之間的距離是可調的，調整后的形變位置為止板（2a''-2e''），如圖2所示。通孔（3a）（3b）（3c）內都安裝有螺套。

圖2 電磁閥安裝位置示意圖

圖3 擋板連接示意圖

使用時，將每組止板（2a-2e）與電磁閥（8）對應，確保電磁閥（8）位于每組止板的中間位置，根據不同電磁閥直徑大小，調整止板（2a-2e）間距。然后，先用安裝帶有螺套的通孔（3a）（3b）處的螺栓，將擋板固定到液壓閥板上，確認各個止板位置無誤后，再安裝經帶有螺套（7）的通孔（3c）上的螺栓，最后統一上緊各個螺栓，擋板安裝如圖3所示；對尾部帶有溝槽的電磁閥進行限位時，可采用止板（2f）進行卡裝定位，提升了針對不同電磁閥種類限位的適用性；安裝完成的擋板止板（2a-2e）以O點為支點，發生彈性形變至止板（2a'-2e'）位置，位移變形量為ΔX，如圖4所示；該擋板可以一次性壓住六個安裝平面不在同一平面的電磁閥，減少零件數量，并且同時針對不同的電磁閥形式進行不同限位。通過在通孔（3）處安裝螺套， 加強了該擋板的壓緊力，防止在使用過程中螺栓松動脫落。

圖4 卡板變形示意圖

在實際應用中，擋板上的止板（2）的結構、數量和間距以及通孔（3）方孔（4）的數量和尺寸可以根據實際需要設置。

4 結論

本文對液力自動變速箱中液壓控制模塊中的電磁閥限位方式進行了全新的固定設計，并從固定原理，材料，安裝，使用等方面進行了詳細描述。目前該產品已經完成了相關的實驗驗證，限位效果明顯，安裝簡單，成本較低并且適宜大批量生產。下一步將繼續從材料和結構方面入手，進一步提升該產品性能。