重卡变速箱同步器外锥环及其制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种重卡变速箱同步器外锥环及其制造工艺。其基体为粉末冶金材料，该粉末冶金材料由以下重量百分比的原料成份制成：石墨粉0.1～1.5％，铜粉0.5～5％，易切削剂0.1～1.5％，润滑剂0.2～2％，粘结剂0.01～1.5％，余量为铁粉88.5～99.09％。所述外锥环的制造工艺步骤如下：混料；成形；烧结；辅助机械加工；水蒸汽处理；粘结。本发明专利技术采用粉末冶金工艺并在烧结过程中进行渗铜处理，从而使外锥环毛坯受力大的位置的强度明显提高，从而增加了产品在同步器中的使用性能；并且工艺简单可靠，生产效率高、材料利用率高，大批量生产出的外锥环产品具有质量稳定、强度高、加工精度高和制造成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于重型卡车变速箱零部件制造
，具体是涉及双中间轴变速箱副箱同步器中使用的外锥环及其制造工艺。
技术介绍
重卡用双中间轴变速箱副箱内装有锁销式惯性同步器，其作用是在换档时，通过锥体与内锥环、外锥环之间的摩擦，使两个具有一定转速差的旋转体迅速达到同步从而便于挂档。锁销式汽车同步器包括位于滑动齿套两侧的内锥环和外锥环，内锥环的一侧固连有3个高挡锁止销，外锥环的一侧固连有3个低挡锁止销，滑动齿套上分别设有与内锥环锁止销和外锥环锁止销对应的销孔。内锥环和外锥环的锥面上分别粘有高摩擦性能的非金属材料。现有外锥环的生产工艺有(1)采用铸造工艺铸造出毛坯，再通过大量机械加工生产。该工艺存在的不足如下因外锥环形状复杂，有时机械加工困难甚至无法实现，并且材料利用率低，因而难以实现大批量生产出质量稳定的外锥环产品，铸铁材料还因材料成份不均勻导致产品强度局部过低，使用中存在断裂的风险。(2)外锥环毛坯加工到成品后，其端面上分布有3个孔，锁止销过盈压装在这3个孔内，因3个小孔周围存在密度过低的现象，导致烧结后3个小孔周围部分的材料强度过低，从而造成产品本体对锁止销的抱紧力过低，使用过程中会造成锁止销从产品本体中脱落或者锁止销折断，严重影响同步器甚至变速箱的使用功能和使用寿命。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，而提供一种由粉末冶金材料通过压制模具直接成型，并在与锁止销形成过盈配合的小孔位置处进行渗铜烧结，且制造工艺简单可靠、生产效率高、材料利用率高、适于大批量生产、质量稳定和对锁止销抱紧力大的重卡变速箱同步器外锥环及其制造工艺。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是一种重卡变速箱同步器外锥环，其基体为粉末冶金材料，该粉末冶金材料由以下重量百分比的原料成分制成铜粉0.5 5%，石墨粉0. 1 1.5%，易切削剂0. 1 1.5%， 润滑剂0. 2 2 %，粘结剂0. 01 1. 5 %，余量为铁粉88. 5 99. 09 %。一种重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺，其工艺步骤如下(1)混料将各种原料按配方比例投入到混料机中，混合10 70分钟；(2)成形采用外锥环压制模具和压力机，将步骤(1)中的混合料冷压成形为外锥环的粉末冶金本体毛坯，压力为5 8T/cm2 ；成形时，在与锁止销形成过盈配合的小孔位置处一次成形出放置渗铜块的标记；(3)烧结将渗铜块放置于粉末冶金本体的渗铜块标记位置处，和本体一起放入连续式烧结炉进行烧结热处理；在烧结过程中铜块熔化，在粉末冶金本体毛细管力作用下吸入到本体中；烧结温度为1080 1200°C，在烧结带保温30 90分钟，冷却至室温；(4)辅助机械加工采用辅助机械加工，使产品达到图纸规定要求；(5)水蒸汽处理根据不同使用状况，产品表面做水蒸汽防锈处理；(6)在锥面上粘结非金属摩擦材料。所述步骤(3)中的渗铜块由以下重量百分比的原料成份制成石墨粉0.05 1.2%,铁粉1 10%，锰粉1 10%，润滑剂0. 1 1 %，余量为铜粉77. 8 97. 85%；所述渗铜块的生产工艺如下步骤一、混料将各种原料按配方比例投入到混料机中，混合10 50分钟；步骤二、成形采用渗铜块压制模具和压力机，将步骤一中的渗铜剂混合料冷压成形为渗铜块毛坯，压力为2 7T/cm2。所述步骤中的辅助机械加工为车削外锥环毛坯的渗铜端面和外圆以形成外锥面，在渗铜位置加工出与锁止销形成过盈配合的孔和孔倒角。所述步骤O)中的外锥环压制模具，包括压型阴模、上模冲、下模冲和芯棒，其中所述压型阴模，其内型腔从上到下依次分为上部圆柱形型腔、中部锥形型腔和下部圆柱形型腔；所述芯棒，其芯棒本体的外圆周面上等距分布有沿轴向延伸的多个径向凸起；在芯棒本体的上部设有一圆柱形台阶；所述下模冲，其内型腔是由沿圆周等距分布并沿轴向延伸的多个径向凹槽和多个连接筋相互连接而成的，所述径向凹槽和连接筋间隔设置；下模冲内圆周面上的径向凹槽与芯棒外圆周面上的径向凸起对应设置；下模冲的外型与压型阴模的下部圆柱形型腔对应设置；所述上模冲，其下部的内型与芯棒上部的外型对应设置；该上模冲下部的外型与压型阴模的上部圆柱形型腔对应设置；在上模冲的下端面上沿圆周均勻分布有多个凸台或凹槽；装配时，所述压型阴模的内型与贯穿于压型阴模内型腔中心的芯棒外型之间形成一个环形的内型腔，该内型腔的下部与下模冲的上部形成间隙配合；压制成型时，上模冲向下滑动，其下部进入上述内腔型的上部并形成间隙配合；位于压型阴模的内型与芯棒的外型以及下模冲和上模冲之间的内型腔与外锥环毛坯的外型相近似。所述中部锥形型腔为锥面，该锥面与其中心孔轴线的夹角β =0.1° 15° ；所述上部圆柱形型腔和下部圆柱形型腔为圆柱面；所述中部锥形型腔与上部圆柱形型腔、下部圆柱形型腔的接合处为圆倒角，该圆倒角的半径为R0. 01 3mm。所述上部圆柱形型腔、下部圆柱形型腔与上端面、下端面交接处为圆倒角；该圆倒角的半径为R0. 01 5mm。所述压型阴模的外型中间设有一台阶。所述下模冲上的连接筋与中心孔面的交接处为倒角，其倒角值为β = 1° 80° ,L = 0. 01 2mm, Hl = 0 1mm。所述下模冲的下部外圆设有底座。所述下模冲上部的外圆周面上设有刮粉槽，该刮粉槽为多道平行设置的环形凹所述芯棒的圆柱形台阶与芯棒本体接合处为圆倒角；所述芯棒外圆周面上的多个径向凸起与其台阶面的交接处为圆倒角；该圆倒角半径为R0. 01 5mm。所述芯棒外圆周面上的径向凸起与芯棒外圆周面的交接处为圆倒角；该圆倒角的半径为R0. 01 5mm。所述芯棒上设有连通的沉孔和中心孔。所述上模冲设有中心孔，其上部外圆设有固定座，其下部的外形为圆柱体结构。所述上模冲下端面上的凸台高度或凹槽深度为0. 01 3mm，该凸起或凹槽的横截面形状为圆形、棱形、方形、圆点中的任一种。本专利技术与已有技术相比，具有以下优点和积极效果(1)本专利技术采用粉末冶金工艺进行生产，配方设计合理，上述粉末冶金工艺是近成型先进工艺，能使外锥环通过压制模具直接成型，大大提高了材料利用率；且粉末冶金工艺简单可靠，生产效率高、材料利用率高，特别适于大批量生产且外锥环的产品质量稳定、加工精度高、制造成本低。(2)本专利技术根据产品使用条件和粉末冶金工艺特点，专门设计了外锥环的压制模具；由于在渗铜位置用模具直接成型出放置渗铜块的标识，因而能够避免渗铜时将渗铜块放错位置。本专利技术在烧结过程中还对受力大且与锁止销形成过盈配合的3个小孔位置处采用渗铜烧结处理，形成渗铜区域；从而使渗铜后的粉末冶金毛坯受力大的位置的强度明显提高，对锁止销的抱紧力大，增加了产品在同步器中的使用性能。产品外圆处的锥面也由压型模具直接成型，减少了后续机加工时的加工余量，提高了加工效率，减少了对切削刀具的磨损，提高了刀具寿命。因而本专利技术生产出的外锥环具有强度高，加工成本低、能源消耗低等优点。附图说明图1为外锥环压制模具装料示意图；图加为外锥环压制模具成型终了时的示意图；图2b为图加沿E-E线方向的剖视图；图2c为图加沿F-F线方向的剖视图；图3为压型阴模的轴向剖视图；图如为上模冲的轴向剖视图；图4b为图如的仰视图；图fe为下模冲的轴向剖视图；图恥为图fe的俯视图；图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种重卡变速箱同步器外锥环，其特征是，其基体为粉末冶金材料，该粉末冶金材料由以下重量百分比的原料成份制成：铜粉０．５～５％，石墨粉０．１～１．５％，易切削剂０．１～１．５％，润滑剂０．２～２％，粘结剂０．０１～１．５％，余量为铁粉８８．５～９９．０９％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李志荣，
申请(专利权)人：莱州长和粉末冶金有限公司，
类型：发明
国别省市：37