工程机械制动系统气制动阀制造技术分析

工程机械制动系统气制动阀制造技术分析

张龙才

芜湖盛力科技股份有限公司 （安徽  241002）

〖摘要〗阀体是气制动阀总成中一个关键零件，通过多方面分析阐述了阀体制造技术工艺。

关键词：气制动阀  阀体  制造技术

工程机械制动系统气制动阀主要适用于工程机械装载机、推土机、压路机等制动系统中，是驾驶员用脚控制的阀。气制动阀结构图如图1所示，其工作原理是当驾驶员踩下制动踏板1时，通过顶杆2对平衡弹簧总成5施加一定的压力，从而推动活塞6向下移动，打开进气阀门（下阀门总成）10，压缩空气从进气口1向出气口2输出，进入空气加力泵进气口，直接将压缩空气推动气活塞产生的气体压力能转化为增压后的液体压力能，从而推动干式驱动桥上的钳盘式制动器进行制动。放松制动踏板1时，回位弹簧9顶开活塞6向上推动，进气阀门（下阀门总成）10在回位弹簧11弹簧力的作用下回位，关闭进气口与出气口之间的通道，出气口剩余压缩空气从排气口排出，解除车辆制动。

图1 气制动阀结构图

优质的材料和制造技术是工程机械制动系统气制动阀研制与生产的重要物质和技术基础。气制动阀的材料与制造技术向着高温化、轻量化、高效率和低成本的方向发展。气制动阀的质量在不断的减轻，其使用寿命、使用性能、稳定性和可靠性却在不断的提高，这对气制动阀的材料和制造技术来讲无疑是提出了最大的考验。

首先我们从气制动阀的使用材料方面进行分析，气制动阀大量采用铝合金ADC12材料（日本牌号，相当于中国国产的合金代号YL113），而铝合的特色是以铝为基添加一定量其它合金化元素的合金，是轻金属材料之一。铝合金除具有铝的一般特性外，由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。铝合金按其成分和加工方法又分为变形铝合金和铸造铝合金，其铸造铝合金又分为浇注铝合金和压铸铝合金。按加入的主要元素不同压铸铝合金又可分为Al-Si系合金、Al-Si-Mg系合金、Al-Si-Cu系合金、Al-Mg系合金，气制动阀使用的就是铸造中的压铸Al-Si-Cu系合金。我们对气制动阀零部件压铸铝合金毛坯的要求也是非常高的，毛坯外观要美观，其力学性能要良好，并具有良好的耐蚀性和抗氧化性，铸件毛坯更不能有砂气孔，因为它会影响产品的性能和使用寿命。

其次我们从气制动阀的零件加工技术方面进行分析，由于气制动阀用于工程车辆制动系统，同时也是制动系统中尤其重要关键的零件，因此对零部件加工精度的要求非常高；气制动阀主要关键零部件有阀体14、活塞6、弹簧座13和下阀门总成10，这四个零部件也是相互配合的，因此对这四个零部件的尺寸加工要求相对来讲要严格；阀体活塞腔内孔与活塞相配合，其配合间隙若偏大，工作时活塞杆会歪斜，导致产品密封不严而失效；其配合间隙若偏小，装配时困难，工作时活塞会阻滞或卡滞，导致产品功能失效。阀体非制动腔内孔与弹簧座相配合，其配合间隙若偏大，阀门不居中和随动性大，导致产品性能不稳定；其配合间隙若偏小，装配时困难，易产生挤压铝屑，影响产品使用寿命或导致产品密封不严而失效。下阀门总成与弹簧座、阀体和活塞相配合，下阀门杆与弹簧座配合间隙若偏大，工作时阀杆会歪斜，导致产品密封不严而失效；其配合间隙若偏小，装配时困难，工作时下阀门总成会阻滞或卡滞，导致产品功能失效；下阀门总成橡胶密封面与阀体阀口相配合，若阀口与密封面不服帖或两者之间有异物或两者之中有一个受损均会导致产品密封不严而失效；下阀门总成橡胶密封面与活塞阀口相配合，若阀口与密封面不服帖或两者之间有异物或两者之中有一个受损均会导致产品密封不严而失效。所以要想保证产品的质量，就需要加工出精品的零部件，但要想加工出精品的零部件，不但要保证零部件原材料的质量，还要有高精度的加工设备和工装以及合理的加工工艺。

阀体14零件图见图2，为了保证尺寸和形位公差，采用浙江凯达CK6130S数控车床加工，工艺安排如下：1）3-M8成形；主轴转速为830r/min。2）车1口M22×1.5端成形；先用镗孔刀加工螺纹孔Φ20.5成形，主轴转速为1200r/min，进给量为0.7mm/r，切削速度为300m/min，再用M22×1.5丝攻供螺纹成形，主轴转速为1200r/min。3）2口2-M22×1.5端成形，先用镗孔刀加工螺纹孔Φ20.5成形，主轴转速为1200r/min，进给量为0.7mm/r，切削速度为300m/min，再用M22×1.5丝攻供螺纹成形，主轴转速为1200r/min。4)M50×3端成形；先用螺纹刀加工螺纹M50×3-6g成形，主轴转速为1200r/min，再用平面槽刀加工Φ28孔及底平面槽成形，主轴转速为2000r/min，进给量为0.5mm/r，切削速度为250m/min，然后再用镗孔刀加工Φ400+0.062、Φ18.50-0.1、阀口及R角成形，主轴转速为2000r/min，进给量为0.5mm/r，切削速度为280m/min，最后用勾槽刀加工挡圈槽1.7

0+0.14×Φ42.50+0.25成形，主轴转速为1800r/min，进给量为0.5mm/r，切削速度为150m/min。5)φ50mm端成形；先用镗孔刀加工Φ160+0.043及端面成形，主轴转速为2000r/min，进给量为0.5mm/r，切削速度为180m/min，再用勾槽刀加工内槽30+0.2×Φ21和6×Φ20成形，主轴转速为1800r/min，进给量为0.5mm/r，切削速度为180m/min，最后用镗孔刀加工Φ500+0.039、Φ58及端面成形，主轴转速为2400r/min，进给量为0.5mm/r，切削速度为180m/min。

如采用浙江畅尔VT720-M双主轴加工中心+转台加工，见图3，其加工工艺更简单，一次装夹8只，25道工序在一个工位完成，效率更高。

图2  阀体零件图

图3  阀体加工中心加工示意图

我们从气制动阀的零件加工设备方面进行分析，虽然气制动阀零部件材料采用易加工的铝合金，但对零部件的尺寸精度和加工表面粗糙度的要求却非常高，因此就要有高精度的加工设备和工装；随着工程机械制造业对零件加工精度和效率日益不断的提高，零件的加工设备也在不断的更新，从普通的人力车床到数控编程的机床，再到自动化数控加工中心，使得生产效率和产品的质量都得到了提升。

综上所述，一代材料、一代制造技术、一代工艺装备，造就一代工程机械产品。随着时代的发展和工程机械行业的发展，对先进的工程机械制造设备的依赖程度越来越高，同时先进的生产工艺与先进的制造设备的结合高度也越来越重要。优质的材料、先进的设备和领先的技术直接影响工程机械产品的制造质量和效率。让我们抓住机遇，乘势而上，自主创新是我们的重要选择。