[发明专利]重卡变速箱同步器内锥环及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明属于重型卡车变速箱零部件制造技术领域，具体是涉及双中间轴变速箱副箱同步器中使用的内锥环及其制造工艺。

背景技术

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。

现有的内锥环采用铸造工艺生产出内锥环毛坯，再通过大量机械加工，才能形成内锥环产品。其存在以下不足：

(1)因内锥环形状复杂，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内锥环产品，铸铁材料还因材料成份不均匀导致产品强度局部过低，使用中存在断裂的风险。

(2)内锥环毛坯加工到成品后，其端面上分布有3个孔，3个锁止销就过盈压装在这3个孔内，由于3个小孔周围部分的密度差、材料强度过低，使本体对锁止销的抱紧力过低，使用过程中会发生锁止销从本体中脱落或者锁止销折断的情况，严重影响同步器甚至变速箱的使用功能和使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，而提供一种重卡变速箱同步器内锥环及其制造工艺，本发明采用粉末冶金工艺，将粉末冶金材料通过压制模具直接成型为内锥环压坯，并在与锁止销形成过盈配合的小孔位置处进行渗铜烧结形成内锥环毛坯，从而提高了小孔位置处的强度和密度，进而提高了内锥环本体对销止销的抱紧力，并且制造工艺简单可靠、生产效率高、材料利用率高、适于大批量生产和产品质量稳定。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种重卡变速箱同步器内锥环，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％。

一种重卡变速箱同步器内锥环的制造工艺，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：利用内锥环压制模具和压力机将步骤(1)中的混合料冷压成形，形成内锥环毛坯，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，并和本体一起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℃，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：利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，形成渗铜块毛坯，压力为2～7T/cm²。

所述步骤(4)中的辅助机械加工为：内锥环车削渗铜烧结毛坯的渗铜端面和内孔以形成内锥面、在渗铜位置加工出与锁止销形成过盈配合的孔和孔倒角，以及加工横向孔。

所述步骤(2)中的内锥环压制模具，包括压型阴模、上模冲I、上模冲II、下模冲I、下模冲II和芯棒；处于装料状态时，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，该内型腔与由下模冲I和多个下模冲II拼装而成的外型形成间隙配合；压制成型时，上模冲I和上模冲II向下滑动，上模冲I的外型下部进入压型阴模的内腔型上部，同时下模冲II上部的扁形凸台伸入上模冲I上的扁孔中，二者形成间隙配合；并由上模冲II挤压芯棒向下运动，使上模冲II的下部外型进入下模冲I的内型腔上部，二者形成间隙配合；压制完成后，位于压型阴模1的内型与上模冲II的外型以及上模冲I、下模冲I和下模冲II之间的内型腔的内型与内锥环毛坯的外型相近似。