用于电磁阀限位的冲压件结构设计

杨瑄，赵伟伟，严思敏，张晨光，冯浩成

（陕西法士特齿轮有限责任公司 智能传动研究所，陕西 西安 710077）

前言

在自动变速器的液压控制系统中，液压阀板上通常会设置多个电磁阀用来控制液压系统。电磁阀的密封端面与液压阀板的端面密封连接，当液压阀板的油道建立起油压过高时，对电磁阀产生压力，会使电磁阀脱离液压阀板，造成油液泄漏，无法正常建立油压导致液压系统无法正常工作[1]。因此需要对每个电磁阀进行固定和限位。传统的方法是在液压阀板上的每个电磁阀处单独设置一个挡片或固定螺栓，压在电磁阀的尾部或侧面。对于设置了数量较多的电磁阀的阀板，如果采用传统的方法，则要对每个电磁阀进行单独固定，这样就会导致阀板总成占用空间大，阀体表面形状复杂，使得阀体的铸造和机加工难度增大，生产效率低而且生产成本高，装配过程也较为复杂。现将限位零件整合为单个冲压零件后，液压阀板占用空间小、表面形状简单，容易铸造及机加工，提高生产效率而降低生产成本，装配过程简单易操作，返修率低。

1 挡板结构

本设计具体包括金属冲压，折边制成的挡板，挡板上设置若干通孔及若干方孔，通孔间设有长短不一，弯曲角度各不相同的止板，如图一所示；通孔处装有螺套，挡板通过安装在通孔内的螺栓固定在液压阀板上，该挡板可一次性对六个安装平面不在同一平面上的换挡电磁阀进行限位，减少了零件数量。本设计可同时保证六处换挡电磁阀的受力均匀，每个换挡电磁阀不再单独需要固定零件来固定，这样使得整个阀板体积减小，降低了液压阀板自身的铸造难度，使得在整个系统中所占空间减小，减少了与其他结构发生机械干涉的可能性。而且该结构装置生产工艺比较简单，生产效率高，生产成本低。在该装置通孔处安装螺套，螺栓安装后可以卡住螺栓位置，防止螺栓转动，从而增加挡板与阀体的压紧力，避免在使用过程中螺栓松动脱落。

该挡板安装到阀板时，将每组止板与每个电磁阀相对应，用螺栓穿过螺套，将挡板固定到液压阀板上，挡板上设有若干方孔，不仅减轻挡板重量，还有效提高阀板散热能力。每处电磁阀所受压力均匀，电磁阀受到止板的压力为F压：

式中：

k—挡板自身的弹性系数；

ΔX—止板安装后的形变量。

挡板安装后，产生的压紧力F压不得小于电磁阀受到的阀板内部最大油压反作用力F反的1.5倍，即：

对于尾部带有卡槽的电磁阀，可以采用下图所示的止板（2f）这种形式进行限位。提升了针对不同种类电磁阀定位的适用性。

图1 挡板结构示意简图

2 优挡板材料的选择

对于冲压类零件，了解其材料的综合性能和正确的选材对产品成本、产品性能、产品质量、加工工艺都有重要影响[2]。一般冲压件材料选材遵循以下原则：

（1）选用常见金属材料，减少材料规格品种，尽可能控制在常用材料手册范围内；

（2）在同一产品中，尽可能减少材料的品种和板材厚度规格；

（3）在保证零件的功能前提下，尽量选择廉价的材料品种，降低产品成本；

（4）除在保证零件的功能前提外，还需考虑材料冲压性能应满足加工工艺要求，以保证产品的加工的合理性和产品质量[3]。

根据以上原则的考虑，本设计零件材料采用冷轧薄钢板。所谓冷轧薄钢板是碳素结构钢冷轧板的简称，它是由碳素结构钢热轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下冷轧，不产生氧化铁皮，因此，冷板表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板。而且成本较低，并具有良好的落料、折弯性能，常用的牌号为低碳钢08F和10#钢[4]。

3 安装和使用

为方便叙述，现结合附图对本设计的安装使用做进一步说明，如图1所示，本设计装置包括金属制成的挡板（1），挡板（1）上设置若干通孔（3）及让位方孔（4），通孔之间的挡板（1）设有若干止板（2）。所述止板（2）设置在挡板（1）的同一侧的不同平面上，相邻止板（2a-2e）之间的距离是可调的，调整后的形变位置为止板（2a''-2e''），如图2所示。通孔（3a）（3b）（3c）内都安装有螺套。

图2 电磁阀安装位置示意图

图3 挡板连接示意图

使用时，将每组止板（2a-2e）与电磁阀（8）对应，确保电磁阀（8）位于每组止板的中间位置，根据不同电磁阀直径大小，调整止板（2a-2e）间距。然后，先用安装带有螺套的通孔（3a）（3b）处的螺栓，将挡板固定到液压阀板上，确认各个止板位置无误后，再安装经带有螺套（7）的通孔（3c）上的螺栓，最后统一上紧各个螺栓，挡板安装如图3所示；对尾部带有沟槽的电磁阀进行限位时，可采用止板（2f）进行卡装定位，提升了针对不同电磁阀种类限位的适用性；安装完成的挡板止板（2a-2e）以O点为支点，发生弹性形变至止板（2a'-2e'）位置，位移变形量为ΔX，如图4所示；该挡板可以一次性压住六个安装平面不在同一平面的电磁阀，减少零件数量，并且同时针对不同的电磁阀形式进行不同限位。通过在通孔（3）处安装螺套， 加强了该挡板的压紧力，防止在使用过程中螺栓松动脱落。

图4 卡板变形示意图

在实际应用中，挡板上的止板（2）的结构、数量和间距以及通孔（3）方孔（4）的数量和尺寸可以根据实际需要设置。

4 结论

本文对液力自动变速箱中液压控制模块中的电磁阀限位方式进行了全新的固定设计，并从固定原理，材料，安装，使用等方面进行了详细描述。目前该产品已经完成了相关的实验验证，限位效果明显，安装简单，成本较低并且适宜大批量生产。下一步将继续从材料和结构方面入手，进一步提升该产品性能。