用于電磁閥限位的沖壓件結(jié)構(gòu)設(shè)計

楊瑄，趙偉偉，嚴(yán)思敏，張晨光，馮浩成

（陜西法士特齒輪有限責(zé)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(tǒng)中，液壓閥板上通常會設(shè)置多個電磁閥用來控制液壓系統(tǒng)。電磁閥的密封端面與液壓閥板的端面密封連接，當(dāng)液壓閥板的油道建立起油壓過高時，對電磁閥產(chǎn)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(dǎo)致液壓系統(tǒng)無法正常工作[1]。因此需要對每個電磁閥進(jìn)行固定和限位。傳統(tǒng)的方法是在液壓閥板上的每個電磁閥處單獨(dú)設(shè)置一個擋片或固定螺栓，壓在電磁閥的尾部或側(cè)面。對于設(shè)置了數(shù)量較多的電磁閥的閥板，如果采用傳統(tǒng)的方法，則要對每個電磁閥進(jìn)行單獨(dú)固定，這樣就會導(dǎo)致閥板總成占用空間大，閥體表面形狀復(fù)雜，使得閥體的鑄造和機(jī)加工難度增大，生產(chǎn)效率低而且生產(chǎn)成本高，裝配過程也較為復(fù)雜。現(xiàn)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(jī)加工，提高生產(chǎn)效率而降低生產(chǎn)成本，裝配過程簡單易操作，返修率低。

1 擋板結(jié)構(gòu)

本設(shè)計具體包括金屬沖壓，折邊制成的擋板，擋板上設(shè)置若干通孔及若干方孔，通孔間設(shè)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(nèi)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(jìn)行限位，減少了零件數(shù)量。本設(shè)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(dú)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(tǒng)中所占空間減小，減少了與其他結(jié)構(gòu)發(fā)生機(jī)械干涉的可能性。而且該結(jié)構(gòu)裝置生產(chǎn)工藝比較簡單，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)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(zhuǎn)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(yīng)，用螺栓穿過螺套，將擋板固定到液壓閥板上，擋板上設(shè)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(shù)；

ΔX—止板安裝后的形變量。

擋板安裝后，產(chǎn)生的壓緊力F壓不得小于電磁閥受到的閥板內(nèi)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(jìn)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(jié)構(gòu)示意簡圖

2 優(yōu)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(chǎn)品成本、產(chǎn)品性能、產(chǎn)品質(zhì)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(guī)格品種，盡可能控制在常用材料手冊范圍內(nèi)；

（2）在同一產(chǎn)品中，盡可能減少材料的品種和板材厚度規(guī)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(chǎn)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(yīng)滿足加工工藝要求，以保證產(chǎn)品的加工的合理性和產(chǎn)品質(zhì)量[3]。

根據(jù)以上原則的考慮，本設(shè)計零件材料采用冷軋薄鋼板。所謂冷軋薄鋼板是碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋板的簡稱，它是由碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋鋼帶，經(jīng)過進(jìn)一步冷軋制成厚度小于4mm的鋼板。由于在常溫下冷軋，不產(chǎn)生氧化鐵皮，因此，冷板表面質(zhì)量好，尺寸精度高，再加之退火處理，其機(jī)械性能和工藝性能都優(yōu)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(xiàn)結(jié)合附圖對本設(shè)計的安裝使用做進(jìn)一步說明，如圖1所示，本設(shè)計裝置包括金屬制成的擋板（1），擋板（1）上設(shè)置若干通孔（3）及讓位方孔（4），通孔之間的擋板（1）設(shè)有若干止板（2）。所述止板（2）設(shè)置在擋板（1）的同一側(cè)的不同平面上，相鄰止板（2a-2e）之間的距離是可調(diào)的，調(diào)整后的形變位置為止板（2a''-2e''），如圖2所示。通孔（3a）（3b）（3c）內(nèi)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(yīng)，確保電磁閥（8）位于每組止板的中間位置，根據(jù)不同電磁閥直徑大小，調(diào)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(rèn)各個止板位置無誤后，再安裝經(jīng)帶有螺套（7）的通孔（3c）上的螺栓，最后統(tǒng)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(jìn)行限位時，可采用止板（2f）進(jìn)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(shè)點(diǎn)為支點(diǎn)，發(fā)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(shù)量，并且同時針對不同的電磁閥形式進(jìn)行不同限位。通過在通孔（3）處安裝螺套， 加強(qiáng)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(shí)際應(yīng)用中，擋板上的止板（2）的結(jié)構(gòu)、數(shù)量和間距以及通孔（3）方孔（4）的數(shù)量和尺寸可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置。

4 結(jié)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(jìn)行了全新的固定設(shè)計，并從固定原理，材料，安裝，使用等方面進(jìn)行了詳細(xì)描述。目前該產(chǎn)品已經(jīng)完成了相關(guān)的實(shí)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(chǎn)。下一步將繼續(xù)從材料和結(jié)構(gòu)方面入手，進(jìn)一步提升該產(chǎn)品性能。