CN102242779B

CN102242779B - 重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺

Info

Publication number: CN102242779B
Application number: CN 201110156595
Authority: CN
Inventors: 李志荣
Original assignee: LAIZHOU CHANGHE POWDER METALLURGY CO Ltd
Current assignee: LAIZHOU CHANGHE POWDER METALLURGY CO Ltd
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2031-05-31
Also published as: CN102242779A

Abstract

本发明公开了一种重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺。其本体为粉末冶金材料，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。

Description

重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺

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外锥环的制造工艺。

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匀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。

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的制造工艺。

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外锥环的制造工艺，该外锥环的本体为粉末冶金材料，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％；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℃，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(4)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(2)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匀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γ＝1°～80°，其上端平台面的径向厚度尺寸为L＝0.01～2mm，其超出下模冲上端面的高度为H1＝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槽。

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；该两个圆倒角半径为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，该凸台或凹槽的横截面形状为圆形、棱形、方形、圆点中的任一种。

本发明与已有技术相比，具有以下优点和积极效果：

(1)本发明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)本发明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。本发明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。因而本发明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2a为外锥环压制模具成型终了时的示意图；图2b为图2a沿E-E线方向的剖视图；图2c为图2a沿F-F线方向的剖视图；

图3为压型阴模的轴向剖视图；

图4a为上模冲的轴向剖视图；图4b为图4a的仰视图；

图5a为下模冲的轴向剖视图；图5b为图5a的俯视图；图5c为图5a中I处的放大图；

图6a为芯棒的轴向剖视图；图6b为图6a的俯视图；

图7a为图2a中由外锥环压制模具直接成型的外锥环毛坯的结构示意图；图7b为图7a的轴向剖视图；图7c为图7a的后视图；图7d为图7a中沿Z-Z线方向的剖视图。

图中标记说明：

1、压型阴模；11、上部圆柱形型腔；111、圆倒角；12、中部锥形型腔；121、圆倒角；122、圆倒角；13、下部圆柱形型腔；131、圆倒角；14、台阶；

2、上模冲；21、固定座；22、中心孔；23、下端面；231、凸台或凹槽；

3、芯棒；31、径向凸起；32、中心孔；33、沉孔；34、圆倒角；35、圆倒角；36、圆柱形台阶；37、圆倒角；

4、下模冲；41、底座；42、径向凹槽；43、连接筋；44、刮粉槽；45、倒角；

5、粉末状粉末冶金材料；

6、外锥环毛坯；61、径向凹槽；62、连接筋；63、中心孔面；64、渗铜区域；65、圆倒角；66、锥面；67、倒角；68、下端面；69、上端面；70、渗铜标记；71、圆倒角。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

实施例1

配方1：重卡变速箱同步器外锥环的原料组成及其重量百分比分别是：提高材料强度性能的铜粉1.6％、石墨粉0.6％，提高切削加工性能的易切削剂0.3％，提高脱模润滑性能的润滑剂0.7％，提高铁粉铜粉石墨粉混合均匀性的粘结剂0.1％，余量为铁粉96.7％。

使用配方1的外锥环制造工艺步骤如下：

(1)混料：将各种原料按配方比例投入到混料机中，混合50分钟。

(2)成形：采用粉末冶金本体压制模具和压力机将步骤(1)中的混合料冷压成形，形成外锥环的粉末冶金本体毛坯，压力为6T/cm²；成形时在与锁止销形成过盈配合的3个小孔位置处一次成形出放置渗铜块的标记，以防止渗铜烧结时渗铜块放错位置。

(3)烧结：在烧结过程中，在与锁止销形成过盈配合的3个小孔位置处放置渗铜块，利用渗铜技术，将铜渗入到粉末冶金本体中，形成渗铜区域，从而使铜渗入后3个小孔周围密度提高。具体地是，将渗铜块放在粉末冶金本体的渗铜标记处，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，铜渗入后3个小孔周围密度提高。烧结温度1120℃，在烧结带保温50分钟，冷却至室温。

所述渗铜块由以下重量百分比的原料成份制成：石墨粉0.3％，铁粉1.6％，锰粉2.3％，润滑剂0.5％，余量为铜粉95.3％。所述渗铜块的生产工艺如下：步骤一是混料：将各种原料按配方比例投入到混料机中，混合15分钟；步骤二是成形：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，形成渗铜块毛坯，压力为3.5T/cm²。

(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。

实施例2

配方2：外锥环的原料组成及其重量百分比分别是：提高材料强度性能的铜粉0.5％、石墨粉0.75％，提高切削加工性能的易切削剂0.4％，提高脱模润滑性能的润滑剂0.8％，提高铁粉铜粉石墨粉混合均匀性的粘结剂0.15％，余量为铁粉97.4％。

使用配方2的外锥环制造工艺步骤如下：

(1)混料：将各种原料按配方比例投入到混料机中，混合70分钟。

(2)成形：采用粉末冶金本体压制模具和压力机将步骤(1)中的混合料冷压成形，形成外锥环的粉末冶金本体毛坯，压力为6.5T/cm²；成形时在与锁止销形成过盈配合的3个小孔位置处一次成形出放置渗铜块的标记，以防止渗铜烧结时渗铜块放错位置。

(3)烧结：在烧结过程中，在与锁止销形成过盈配合的3个小孔位置处放置渗铜块，利用渗铜技术，将铜渗入到粉末冶金本体中，形成渗铜区域，从而使铜渗入后3个小孔周围密度提高。具体地是，将渗铜块放在粉末冶金本体的渗铜标记处，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，铜渗入后3个小孔周围密度提高。烧结温度1130℃，在烧结带保温50分钟，冷却至室温。

所述渗铜块由以下重量百分比的原料成份制成：石墨粉0.05％，铁粉1％，锰粉1％，润滑剂0.1％，余量为铜粉97.85％。所述渗铜块的生产工艺如下：步骤一是混料：将各种原料按配方比例投入到混料机中，混合12分钟；步骤二是成形：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，形成渗铜块毛坯，压力为4T/cm²。

(6)在锥面上粘结非金属摩擦材料。

实施例3

配方3：外锥环的原料组成及其重量百分比分别是：提高材料强度性能的铜粉2.5％、石墨粉0.9％，提高切削加工性能的易切削剂0.45％，提高脱模润滑性能的润滑剂0.85％，提高铁粉铜粉石墨粉混合均匀性的粘结剂0.2％，余量为铁粉95.1％。

使用配方3的外锥环制造工艺步骤如下：

(1)混料：将各种原料按配方比例投入到混料机中，混合45分钟。

(2)成形：采用粉末冶金本体压制模具和压力机将步骤(1)中的混合料冷压成形，形成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3个小孔位置处一次成形出放置渗铜块的标记，以防止渗铜烧结时渗铜块放错位置。

(3)烧结：在烧结过程中，在与锁止销形成过盈配合的3个小孔位置处放置渗铜块，利用渗铜技术，将铜渗入到粉末冶金本体中，形成渗铜区域，从而使铜渗入后3个小孔周围密度提高。具体地是，将渗铜块放在粉末冶金本体的渗铜标记处，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，铜渗入后3个小孔周围密度提高。烧结温度1160℃，在烧结带保温50分钟，冷却至室温。

所述渗铜块由以下重量百分比的原料成份制成：石墨粉0.95％，铁粉7.5％，锰粉8.5％，润滑剂0.7％，余量为铜粉82.35％。所述渗铜块的生产工艺如下：步骤一是混料：将各种原料按配方比例投入到混料机中，混合23分钟；步骤二是成形：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，形成渗铜块毛坯，压力为5.1T/cm²。

(6)在锥面上粘结非金属摩擦材料。

实施例4

配方4：外锥环的原料组成及其重量百分比分别是：提高材料强度性能的铜粉5％、石墨粉1％，提高切削加工性能的易切削剂0.5％，提高脱模润滑性能的润滑剂0.9％，提高铁粉铜粉石墨粉混合均匀性的粘结剂0.25％，余量为铁粉92.35％。

使用配方4的外锥环制造工艺步骤如下：

(1)混料：将各种原料按配方比例投入到混料机中，混合60分钟。

(2)成形：采用粉末冶金本体压制模具和压力机将步骤(1)中的混合料冷压成形，形成外锥环的粉末冶金本体毛坯，压力为5.5T/cm²；成形时在与锁止销形成过盈配合的3个小孔位置处一次成形出放置渗铜块的标记，以防止渗铜烧结时渗铜块放错位置。

(3)烧结：在烧结过程中，在与锁止销形成过盈配合的3个小孔位置处放置渗铜块，利用渗铜技术，将铜渗入到粉末冶金本体中，形成渗铜区域，从而使铜渗入后3个小孔周围密度提高。具体地是，将渗铜块放在粉末冶金本体的渗铜标记处，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，铜渗入后3个小孔周围密度提高。烧结温度1100℃，在烧结带保温50分钟，冷却至室温。

所述渗铜块由以下重量百分比的原料成份制成：石墨粉1.2％，铁粉10％，锰粉10％，润滑剂1％，余量为铜粉77.8％。所述渗铜块的生产工艺如下：步骤一是混料：将各种原料按配方比例投入到混料机中，混合43分钟；步骤二是成形：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，形成渗铜块毛坯，压力为6.5T/cm²。

(6)在锥面上粘结非金属摩擦材料。

下面表1为根据实施例材料配方，渗铜区域在渗铜前与渗铜后的粉末冶金材料成份与物理机械性能对比表。

表1

	渗铜前	渗铜后
			C_化合	0.6～1.0	0.6～1.0
Cu	1.5～3.0	9～13
			Fe	余量	余量
其它元素总和	2	2
			密度(g/cm³)	6.5～6.9	7.2～7.6
硬度(HRB)	50～75	80～95
			抗拉强度(MPa)	350～450	≥600
压缩屈服强度(MPa)	380～450	≥490
			横向断裂强度(MPa)	700～900	≥1140
延伸率(％)	≤1	≥3

表中的部分数据说明：

(1)、C化合，是指材料中的化合碳，化合碳能提高材料强度。在烧结过程中，配料中加入的石墨粉(主要成份是C)大部分转化为化合碳，少部分在烧结工序中损耗掉。

(2)、其它元素总和，指材料中的杂质元素和易切削剂总和。杂质元素指Mn、Si、S、P等。

(3)、外锥环制造工艺中，混料工序中所加入的润滑剂和粘结剂在烧结工序中被烧除掉了。所述渗铜块中的润滑剂在烧结时也会被烧除掉。

(4)、从表1中可以看出，渗铜后密度、硬度、抗拉强度、压缩屈服强度、横向断裂强度和延伸率都比渗铜前有了很大地提高，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，对锁止销抱紧力大，增加了产品在同步器中的使用性能。

(5)、材料性能对比表的描述：

铁基粉末冶金材料因存在空隙，其密度都低于致密钢材料，使得材料强度普遍较低。提高材料密度是提高粉末冶金材料机械性能的关键，而渗铜处理是提高粉末冶金材料密度最主要的方法之一。渗铜处理的基本原理是：在高于铜熔点的温度下进行烧结，此时铜处于熔化状态，利用粉末冶金坯体内的孔隙产生的毛细管力把铜液吸入坯体，吸入的铜填入坯体中的空隙内，使坯体密度大大提高，从而提高烧结毛坯的机械性能。另外渗铜处理时，铜液可在短时间内渗入到坯体中，并扩散到孔隙周围的铁基体中产生固溶强化，而固溶强化的作用也能提高材料的机械强度。

下面是外锥环制造工艺中采用的外锥环压制模具的结构和工作过程。

一、外锥环制造工艺中的外锥环压制模具的结构如下：参照图1至图6。

所述外锥环压制模具包括压型阴模1、上模冲2、芯棒3和下模冲4，其中：

(一)、压型阴模：如图3所示。

该压型阴模的内型腔从上到下依次分为上部圆柱形型腔11、中部锥形型腔12和下部圆柱形型腔13。其中：

如图3所示，该压型阴模的上部圆柱形型腔11与中部锥形型腔12的接合处为圆倒角121，该圆倒角121的半径为R0.01～3mm；该压型阴模的上部圆柱形型腔与上模冲外圆在装配时形成间隙配合。该压型阴模的上部圆柱形型腔11与其上端面的交接处为圆倒角111，该圆倒角111的半径为R0.01～5mm。

该压型阴模的下部圆柱形型腔13与中部锥形型腔12的接合处为圆倒角122，该圆倒角122的半径为R0.01～3mm；该压型阴模的下部圆柱形型腔与下模冲外圆在装配时形成间隙配合。该压型阴模的下部圆柱形型腔13与其下端面的交接处为圆倒角131，该圆倒角131的半径为R0.01～5mm。该圆倒角111、131的作用是：出模方便、容易，装配导向性好。

该中部锥形型腔12的锥面与其中心轴线之间的夹角为β＝0.1°～15°。外锥环成型时，该中部锥形型腔的作用是：完成外锥环毛坯的外锥面的一次成型，以减少机械加工余量。

在压型阴模外型的中间位置设有一台阶14，用于将压型阴模固定在模架上。

(二)上模冲：如图4a、图4b所示。

该上模冲2设有中心孔22，其上部外圆设有固定座21，其下部的外型为圆柱体结构。

压制成型时，如图2所示，该上模冲2下部的内型与芯棒3上部的外型为对应设置，二者形成间隙配合；该上模冲2下部的外型与压型阴模的上部圆柱形型腔11为对应设置，二者形成间隙配合。

在上模冲2的下端面23上沿圆周均匀设置有多个用于成型渗铜标记的凸台231，该凸台231的高度为0.01～3mm。同理，上述凸台231也可以用凹槽来代替，该凹槽的深度为0.01～3mm。该凸台或凹槽231的横截面形状可以是圆形、方形、棱形、圆点等任何一种形状。本实施例中的凸台或凹槽231为3个，也可以是2～6个；其作用是：在外锥环成品上的3个小孔区域要进行渗铜，为方便渗铜工艺的操作，在外锥环的上端面渗铜区域用上模冲直接成型了3个放置渗铜块的标记，以防止将渗铜块放错位置。

(三)下模冲：如图5a、图5b、图5c所示。

该下模冲4的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42和多个连接筋43相互连接而成的，该径向凹槽42和连接筋43间隔设置。该下模冲4的下部外圆设有底座41。在下模冲上部的外圆周面上设有刮粉槽44，即多道平行设置的环形凹槽，用于刮掉粘结在压型阴模内型上的粉末冶金材料。

所述下模冲4上的连接筋43与其中心孔面的交接处为倒角45，其倒角值为

γ＝1°～80°，L＝0.01～2mm，H1＝0～1mm。具体地是，该倒角45为位于同一圆

周上的多段倒角结构，其上端平台面的径向厚度尺寸为L＝0.01～2mm，其超出

下模冲上端面的高度为H1＝0～1mm，其倒角的锥度为γ＝1°～80°。该倒角45的作用是：直接成型外锥环连接筋与其中心孔面交接处的倒角。

装配时，该下模冲4的内型与芯棒3下部的外型为间隙配合；而下模冲4的外型与压型阴模1的下部圆柱形型腔13为间隙配合。具体地说，该下模冲内圆周面上的径向凹槽42与芯棒外圆周面上的径向凸起31为对应设置，装配时二者形成间隙配合；该下模冲外圆与压型阴模内圆为对应设置，装配时二者形成间隙配合。

(四)芯棒：如图6a、图6b所示。

该芯棒3的中部和下部为芯棒本体，在其本体外圆周面上等距分布有沿轴向延伸的多个径向凸起31；在芯棒本体的上部设有一圆柱形台阶36，其外圆为圆柱形结构。该芯棒上还设有连通的中心孔32和沉孔33，用于将芯棒3固定在模架上。

芯棒上部的圆柱形台阶36与芯棒本体连接处为圆倒角34，该圆倒角半径为R0.01～5mm，其用来成型外锥环6个径向凹槽底面与中心孔面交接处的圆倒角。

芯棒外圆周面上的多个径向凸起31与其台阶面的交接处为圆倒角35，该圆倒角的半径为R0.01～5mm，其用来成型外锥环的6个径向凹槽底面与径向凹槽外圆交接处的圆倒角。

芯棒外圆周面上的径向凸起31与芯棒外圆周面的交接处为圆倒角37，该圆倒角的半径为R0.01～5mm，其用来直接成型外锥环上的6个径向凹槽与中心孔面沿轴向交接处的2个圆倒角。

二、外锥环压制模具的工作过程：参照图1至图2。

装配时，把压型阴模1、上模冲2、芯棒3和下模冲4安装在模架上，模架固定在压力机上；并使芯棒贯穿于下模冲的内型腔中心，且芯棒的台阶面要位于下模冲4的上端面以上，从而在压型阴模的内型与芯棒的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，相互之间可自由滑动。压制完成后，在压型阴模1的内型与芯棒3的外型以及下模冲4和上模冲之间形成一个其内型与外锥环毛坯的外型相近似的内型腔，如图2所示。

如图1所示，装料以前，上模冲2位于压型阴模1的正上方，该上模冲2的下端部与上述装料型腔的上端敞口相对应。当在上述装料型腔内填满粉末状的粉末冶金材料5后，上模冲2随压力机上滑块下行且其下部进入压型阴模上的圆柱形型腔11中；在规定的压力下压缩粉末冶金材料至规定位置；如图2所示。然后上模冲2上行，压型阴模1和芯棒3下行，成型后的外锥环毛坯6从压型阴模1中脱出，完成一个生产过程。依次循环往复。

图7a、图7b、图7c和图7d所表示的是由本压制模具直接成型的外锥环毛坯的结构示意图。所述外锥环毛坯6包括毛坯本体、沿同一圆周均匀分布且间隔设置在毛坯本体上的多个凹台61和多个连接筋62，所有的凹台61和连接筋62的内圆周面为同一圆周面。该外锥环毛坯6的外圆是由上部的圆柱面和中部的锥面以及下部的圆柱面连接而成的，其上部的圆柱面的高度为H3＝0.01～5mm，其下部的圆柱面的高度为H2＝0.01～5mm，其中部的锥面与中心轴线之间的夹角为α＝0.1°～15°，如图7b所示。其中：

6个径向凹槽底面与其中心孔面63的交接处均为由压制模具直接成型的圆倒角；6个径向凹槽底面与径向凹槽外圆交接处用压制模具直接成型为圆倒角65；每个径向凹槽61与中心孔面沿轴向交接处的2个角为由压制模具直接成型的圆倒角。6个连接筋62的下端面68与中心孔面63的交接处，为由压制模具的倒角结构直接成型的倒角67。外锥环毛坯6的中间外型为由压制模具直接成型的锥面66，而上部和下部的外型则均为由压制模具直接成型的圆柱面。

在外锥环的上端面69上，由压制模具直接成型了3个凹坑，作为防止渗铜块放错位置的渗铜标记70；从而能够通过渗铜处理工艺在外锥环上端面69上形成3处渗铜区域64。

而外锥环毛坯6需经过车削有渗铜标记的端面，车削外锥面，以及在渗铜区域加工出与锁止销过盈配合的3个孔及其孔倒角，最后才能成为符合要求的外锥环成品。

本发明的附图所表示的是用于成型具有6个凹台、6个连接筋和3个渗铜标记的外锥环压制模具。如果压制模具要用于成型具有4个凹台、4个连接筋及3个渗铜标记或8个凹台、8个连接筋及3个渗铜标记的外锥环，也就是说，外锥形上凹台、连接筋和渗铜标记的数量在2-10个之间另外选择，就要根据外锥环上的凹台、连接筋以及渗铜标记的数量对压制模具结构做对应性调整。具体地是，只需要更改以下压制模具结构即可，即：芯棒下部外圆上的径向凸起的个数、下模冲内型腔上的径向凹槽和连接筋的个数、以及上模冲下端面上的凸台或凹槽的个数。

Claims

1.一种重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺，该外锥环的本体为粉末冶金材料，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％；其特征是，其工艺步骤如下：

(6)在锥面上粘结非金属摩擦材料。

2.如权利要求1所述的重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺，其特征是，

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。

3.如权利要求1所述的重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺，其特征是，

4.如权利要求1所述的重卡变速箱同步器外锥环制造工艺，其特征是，

所述步骤(2)中的外锥环压制模具，包括压型阴模(1)、上模冲(2)、下模冲(4)和芯棒(3)，其中：

所述压型阴模(1)，其内型腔从上到下依次分为上部圆柱形型腔(11)、中部锥形型腔(12)和下部圆柱形型腔(13)；

所述芯棒(3)，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(31)；在芯棒本体的上部设有一圆柱形台阶(36)；

所述下模冲(4)，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(42)和多个连接筋(43)相互连接而成的，所述径向凹槽(42)和连接筋(43)间隔设置；下模冲内圆周面上的径向凹槽(42)与芯棒外圆周面上的径向凸起(31)对应设置；下模冲(4)的外型与压型阴模(1)的下部圆柱形型腔(13)对应设置；

所述上模冲(2)，其下部的内型与芯棒(3)上部的外型对应设置；该上模冲(2)下部的外型与压型阴模的上部圆柱形型腔(11)对应设置；在上模冲(2)的下端面(23)上沿圆周均匀分布有多个凸台或凹槽(231)；

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(4)的上部形成间隙配合；压制成型时，上模冲(2)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(3)的外型以及下模冲(4)和上模冲(2)之间的内型腔与外锥环毛坯(6)的外型相近似。

5.如权利要求4所述的重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺，其特征是，所述中部锥形型腔(12)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(11)和下部圆柱形型腔(13)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(121、122)，该圆倒角(121、122)的半径为R0.01～3mm。

6.如权利要求5所述的重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺，其特征是，所述上部圆柱形型腔(11)、下部圆柱形型腔(13)与上端面、下端面交接处为圆倒角(111、131)；该圆倒角(111、113)的半径为R0.01～5mm。

7.如权利要求4所述的重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺，其特征是，所述压型阴模(1)的外型中间设有一台阶(14)。

8.如权利要求4所述的重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺，其特征是，所述下模冲上的连接筋(43)与其中心孔面的交接处为倒角(45)，其倒角值为γ＝1°～80°，其上端平台面的径向厚度尺寸为L＝0.01～2mm，其超出下模冲上端面的高度为H1＝0～1mm。

9.如权利要求8所述的重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺，其特征是，所述下模冲(4)的下部外圆设有底座(41)。

10.如权利要求9所述的重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺，其特征是，所述下模冲上部的外圆周面上设有刮粉槽(44)，该刮粉槽为多道平行设置的环形凹槽。

11.如权利要求4所述的重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺，其特征是，所述芯棒的圆柱形台阶(36)与芯棒本体接合处为圆倒角(34)；所述芯棒外圆周面上的多个径向凸起(31)与其台阶面的交接处为圆倒角(35)；上述两个圆倒角(34、35)的半径为R0.01～5mm。

12.如权利要求11所述的重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺，其特征是，所述芯棒外圆周面上的径向凸起(31)与芯棒外圆周面的交接处为圆倒角(37)；该圆倒角(37)的半径为R0.01～5mm。

13.如权利要求12所述的重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺，其特征是，所述芯棒(3)上设有连通的沉孔(33)和中心孔(32)。

14.如权利要求4所述的重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺，其特征是，所述上模冲(2)设有中心孔(22)，其上部外圆设有固定座(21)，其下部的外形为圆柱体结构。

15.如权利要求14所述的重卡变速箱同步器外锥环的制造工艺，其特征是，所述上模冲下端面(23)上的凸台高度或凹槽深度为0.01～3mm，该凸台或凹槽(231)的横截面形状为圆形、棱形、方形、圆点中的任一种。