AMT变速器阀体精密制造工艺技术

    AMT变速器自动操纵装置是自动变速器实现换挡、离合器执行及离合器应急操纵等各项功能的核心部件。该装置主要以阀体类零件为主,该零件具有如下特点:1)外形多为曲面结构,整体曲面由形状各异的单个曲面拼接而成,且曲面曲率呈不规则变化;2)阀体上与阀芯相配合的阀孔均为多级台阶+过渡锥面的结构,公差要求较高;3)材料为铝合金,阀孔的表面粗糙度要求较严;4)零件壁薄,最薄处仅为3mm,需承受工作压力为7MPa。

    根据此类阀体零件结构的复杂性及材料特性,利用三维仿真加工软件,通过实体建模、高速切削仿真加工、数控加工程序生成和机床在线加工,实现零件从毛坯到成品的过程。提前掌握刀具、零件及夹具之间是否存在干涉,可避免高速切削不稳定情况发生,确保零件的一次合格率;同时,通过高速镗铰达到低表面粗糙度、高尺寸精度的产品特性,从而代替磨削加工完成阀体零件的精密制造。

    AMT变速器自动操纵装置包含多种阀体类零件,其三维模型如图1所示。其中阀体1的外形及孔系复杂,是较为典型的阀体零件。本文以该典型零件为例介绍其工艺研究过程。

    1　阀体三维仿真加工

    1.1　加工毛坯及装夹方式

    阀体零件的外形加工包含多个面(见图1),利用五轴联动机床加工特点,确定零件毛坯状态与装夹方式(见图2),使被加工面呈开放状态。

    图1　阀体三维图

    图2　毛坯及装夹方式

    1.2　仿真加工策略

    1.2.1　构建毛坯及零件模型

    根据实物状态,构建三维毛坯模型(见图3)。先进行外形铣削,因此仿真外形加工时可暂时去除掉零件表面的孔特征,避免原模型上的孔特征在生成加工刀路时对刀路产生影响。零件模型如图4 所示。

    图3　毛坯模型

    图4　零件模型

    1.2.2　创建刀具模型

    通过测量零件外形结构中的最大深度、最窄空间宽度等数据,分别构造适合用于零件粗加工、半精加工及精加工的刀具(见图5)。

    图5　铣刀参数

    1.2.3　切削路线仿真

    该零件外形可视为一个六面体结构,加工时可按照一定的顺序分别加工每个平面。

    1)顶面加工。由于顶面结构较为复杂,加工余量大,并且包含曲面结构,故在顶面加工时,分别采用型腔铣、固定轮廓铣策略,并结合不同刀具,将顶面加工分为粗加工、半精加工及精加工(见图6)。