基于CAD/CAM技術(shù)的調(diào)壓閥閥體虛擬加工仿真
金杯汽車調(diào)壓閥是金杯汽車制動系統(tǒng)最重要元部件之一，該零件的主要功能是能自動調(diào)節(jié)制動系統(tǒng)的工作壓力，防止氣路過載，并能向汽車輪胎充氣。在金杯汽車通向后輪的制動管路中裝有該調(diào)壓閥，這樣可使通往后輪制動器的壓力隨著載荷的變化而得到調(diào)整，使制動力的分配更趨于理想狀態(tài)，保證了前輪總比后輪先抱死，提高制動穩(wěn)定性，同時在車內(nèi)載荷變化的情況下也能向汽車輪胎充氣。一旦該閥不能正常工作，汽車制動系統(tǒng)得不到保證，人的生命安全將面臨巨大威脅，因此如何保證調(diào)壓閥閥體的加工精度顯得尤為關(guān)鍵。本文基于ro-E軟件CAD/CAM模塊分別對其進行三維造型與虛擬加工過程仿真，仿真結(jié)果為改進調(diào)壓閥閥體的加工工藝與提高閥體的加工精度提供一定的技術(shù)支持。
1 、調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)
金杯汽車調(diào)壓閥主要由調(diào)壓閥閥體及設(shè)于閥體上方的閥蓋組成。閥體內(nèi)設(shè)有閥芯和閥芯套，閥芯上設(shè)有一個密封墊圈，閥芯內(nèi)設(shè)有調(diào)壓彈簧座和調(diào)壓彈簧，閥芯套外從上到下依次設(shè)有彈簧、彈簧座、Y形密封圈。在閥體上還設(shè)有進氣口和出氣口，在底部設(shè)有排氣口，排氣口上設(shè)有調(diào)節(jié)螺釘、防塵罩和防塵膜片。閥蓋形似一塊正方形鋼板，中間設(shè)有一個圓錐形凸臺，周邊設(shè)有呈矩形分布的4個裝配小孔。零件結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 調(diào)壓閥三維實體
調(diào)壓閥技術(shù)參數(shù)：
介質(zhì) 空氣
環(huán)境溫度/℃： -40～+100
介質(zhì)溫度℃ -40～+150
安全開啟壓力/MPa 1.2+0.20
壓力調(diào)節(jié)范圍/MPa 0.06+0.40
切斷壓力/MPa 780～810
最大允許壓力/MPa ≤2.5
2、閥體加工工藝分析
圖2 金杯調(diào)壓閥平面圖
從圖2可以看出，零件所要加工部位明確，幾何元素之間關(guān)系描述清楚完整。閥體所要加工的部位：進氣孔為M22×1.5-7H深19mm的螺紋以及深21mm的底孔。出氣孔為M26×1.5-6H深16mm的螺紋、深為22mm底孔、C1倒角。單向閥為M22×1.5-7H深15mm螺紋、60°寬2mm凹槽、深26.5mm內(nèi)表面，15°凸臺面以及R0.4倒角，表面粗糙度要求較高Ra1.6。調(diào)壓面為15°凸面。調(diào)壓閥端面有φ50mm槽、φ47mm、φ46.5mm內(nèi)孔、15°凸臺面、(10.9±0.05)mm內(nèi)端面以及φ21mm、φ20mm內(nèi)孔。卸壓面端面有φ38mm內(nèi)孔、4.4mm內(nèi)端面、15°內(nèi)凸臺面以及φ6mm孔。其中裝配表面的加工精度要求較高Ra1.6，需要使用金剛刀，其余表面粗糙度為Ra3.2，可選用硬質(zhì)合金刀進行加工。
3、虛擬加工過程仿真
(1)制造模型
調(diào)壓閥閥體制造模型即坯體為一鑄件，外表面除空間6個平面的平面度要求外，其余表面無尺寸與表面粗糙度要求，閥體內(nèi)部尺寸配合精度要求較高，虛擬加工過程主要涉及閥內(nèi)成型面的精加工、曲面加工、腔槽加工、孔加工以及內(nèi)螺紋的加工，閥體制造模型如圖3所示。
圖3 制造模型
(2)加工工序與過程仿真
閥體6個加工面分別稱為頂面、底面、前面、后面、左面、右面。其中底面加工分3道工序：平面加工、孔加工和成型面加工。注意在刀具的選擇上，刀尖半徑需小于最小過渡圓弧曲率半徑，刀具軌跡與仿真過程如圖4。前面只有平面加工一道工序，后面加工分別為平面加工和型腔加工二道工序，刀具軌跡如圖5。上面只有腔槽加工，左-右面加工分別為內(nèi)孔精加工與內(nèi)螺紋加工，仿真過程如圖6。
(a)平面 (b)孔 (c)型腔
圖4 底面加工過程仿真
(a)平面 (b)平面 (c)型腔
圖5 前-后面加工過程仿真
(a)腔槽 (b)內(nèi)螺紋 (c)內(nèi)螺紋
圖6 頂-左-右面加工過程仿真
4、結(jié)語
金杯汽車調(diào)壓閥閥體加工工序較多，成型面加工精度要求較高，本文主要通過對閥體6個成型面9道工序的虛擬仿真加工，并結(jié)合零件的數(shù)控加工工藝，較好地解決了實際加工過程中基準多，加工精度差的諸多問題，大大縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高了產(chǎn)品的加工質(zhì)量。
