CN105312584A - 用于制造滑动套筒环的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造滑动套筒环的方法。为了由粉末金属制造烧结成形件形式的滑动套筒环(12)，在压制过程中在压力作用下制造压制品(10)。压制品(10)在压制固定状态下被切削加工，且然后被烧结以制造烧结成形件。

Description

用于制造滑动套筒环的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造变速器的烧结成形件形式的滑动套筒环的方法。
背景技术
在同步单元中滑动套筒环用于在同步体与待切换的挡位齿轮之间产生抗扭连接。滑动套筒环是环形部件，具有：内齿部，该内齿部可同时啮合同步体上和挡位齿轮上的外齿部；以及外啮合几何结构，换档拨叉作用在该外啮合几何结构上，从而在轴向方向上在朝向挡位齿轮的方向上移动滑动套筒环且在摘挡时从其推离。
传统地，滑动套筒由管部段通过滚轧处理、辗压和削切加工方法制造。也可预先形成锻造毛坯，其然后削切完成加工。
也已知用烧结方法制造滑动套筒环。在此，首先将金属粉末装入压模中，且在压力作用下被固定成压制品(生坯)，其然后被烧结，其中，金属颗粒持久连接。然后，因此形成的烧结物可被置于其最终强度。按照烧结方法制造滑动套筒相对于对管部段的传统加工在加工成本方面有优势，因为通过在压模中制造压制品已经可承担造型的一部分。
然而，在简单的压制过程中不能成形滑动套筒环的整个几何结构。在此问题在于具有关于脱模方向的咬边的结构，即，仅可通过径向向外指向的工具运动产生的结构。在滑动套筒环中在内齿部上的保留部(Hinterlegungen)和刮槽(Rastiernuten)以及用于换档拨叉的外圆周啮合槽属于该类型的问题结构。
DE10250432A1提出，在挤压之后预烧结压制品，然而仍然未最终完成烧结并且然后进行削切加工。在此，为制造内齿部和保留部可使用内旋轮线铣削法，如在EP0550877A1中所描述的那样。在预烧结之后，构件相比于直接挤压之后已经具有明显更大的形状稳定性，使得构件可在不受损伤的情况下进行加工。然而缺点在于，预烧结的构件已经也具有相对高的强度，使得用于置入所需要几何结构的加工耗费时间且昂贵。
发明内容
在此，本发明应实现补救。
对此，设定用于由粉末金属制造烧结成形件形式的滑动套筒环的方法，具有下述步骤：
-在压制过程中在压力作用下制造压制品；
-在压制固定状态下切削加工压制品；以及
-然后烧结压制品以制造烧结成形件。
即，根据本发明，压制品通过下述方式在烧结之前，且由此也在预烧结之前，在挤压之后在未熟(grün：生的)状态下被加工，即，粉末颗粒的粘结基本仅通过在挤压时施加的摩擦力产生，但还没有通过烧结时在金属颗粒之间出现的连接产生。压制品在该状态下相对较软，使得仅需要小的加工作用力，其保护所使用的工具。
例如，内齿部连同可能设置在其中的保留部和刮槽属于在切削加工压制品时产生和/或加工出的几何结构。然而，也可产生用于外周上的换档拨叉的啮合几何结构，即，换档拨叉槽或换档拨叉接板。
可以在加工压制品时已经置入所有的所期望的几何结构。
在加工之后，在热作用下烧结压制品。在此，滑动套筒环同时被置于其最终强度，使得烧结和固定的工序可结合在一起。
在压制过程和之后切削加工压制品时，至少分步地最终确定烧结成形件的外轮廓。可能可以至少分步地完全放弃对烧结体的机械再加工。
为了能够很好地加工易损的压制品，压制品优选在切削加工之前被容纳在夹盘中，压制品面状地支撑在夹盘上。已证实，在烧结之前在平面支撑的情况下对压制品切削加工相对于仅点式放置是好的。
在此，通过夹盘施加的、作用到压制品上的作用力匹配于压制品的形状和强度。在一个优选实施方式中，监控作用到压制品上的保持力，且该保持力被限制到预定的最大作用力。
优选地，夹盘由多个部分构成，这些部分相对运动，从而容纳压制品。通过诸如夹爪的多个相对运动的部分，也可以可靠地夹持环形压制品，且支撑在其轴向和/或径向外表面上。
在一个可能的设计方案中，夹盘的各部分径向相对运动，且压制品在其圆周上被支撑，其中，优选至少近似完全沿着圆周进行支撑。在本文的这种类型中，压制品可从轴向方向进入，例如从而制造内齿部以及刮槽。
压制品可在其径向外表面上在滑动套筒环的两个轴向侧上或在已经制造的啮合几何结构上被支撑在夹盘中，使得例如可以通过简单方式加工内齿部。
有利的是，夹盘在切削加工期间与压制品一起运动，特别是一起转动，从而例如简化内旋轮线铣削法或最小化对压制品的作用力。
若应制造用于换档拨叉的径向外几何结构，例如啮合几何结构，则多个压制品可轴向并排地被装入夹盘中，且在同一装夹过程中被切削加工，其中，压制品优选在轴向方向上相互支撑。通过该方式可节省加工时间。
在切削加工时压制品可轴向进一步被挤压，使得不出现强度损失。
附图说明
下面参考附图借助两个实施方式进一步描述本发明。在附图中示出:
图1根据第一实施方式的借助于根据本发明的方法制造的滑动套筒环的被加工的滑动套筒-压制品的示意性透视图；
图2图1中的滑动套筒-压制品被装入夹盘的示意性剖面图；以及
图3按第二实施方式的根据本发明的方法制造的滑动套筒环的被加工的滑动套筒-压制品的示意性透视图。
具体实施方式
图1示出滑动套筒的滑动套筒环12的被加工的压制品10。在烧结法中，基本上在不改变其外轮廓的情况下，从滑动套筒环12形成制成的滑动套筒的滑动套筒环。因为烧结的滑动套筒环看起来与被加工的压制品10相同，因此在此没有单独地示出制成的滑动套筒环。
为了制造压制品10，首先粉末形的金属材料在未示出的工具模中在压力作用下被挤压。合适的金属例如是铁材料。所使用的粉末应是尽可能不规则的(spratzig)，由此可实现足够高的坯件强度。
这样得到的压制品10已经具有制成的滑动套筒环12的基本形状。环形径向突出的换档拨叉接板形式的、在径向外圆周侧上的用于换档拨叉的内齿部14以及啮合几何结构16也可属于该形状。
然后在未烧结的未熟状态下通过切削加工压制品10而产生附加的几何结构。
在该实例中，内齿部14的细节，诸如内齿部14的各个齿18的斜面、齿18上的保留部20、以及多个在圆周U上分布的刮槽22通过合适的、在图2中示出的切削工具24，例如旋转或铣削工具而被引入。
内齿部14自身也可在压制品10上通过拉削工艺利用合适的工具24被制造。
为了制造保留部20和刮槽22，例如使用已知的内旋轮线铣削法，其中，被设计成铣头的工具24沿着内旋轮线运动。在该情况下是压制品10的工件优选以匹配的另一频率在相同的旋转方向上转动。
通过该方式不能或只能很难制造的几何结构，可以通过工具24的有目的匹配的运动而被加工出来。
形成啮合几何结构16的换档拨叉接板(Schaltgabelsteg)可根据其形状直接在压制法中成形。然而，也可以通过切削加工压制品10事后制造换档拨叉接板。
压制品10在未熟状态下相对较软且易损。因此，设置具有诸如夹爪的多个相对运动的部分28的多件式夹盘26，从而在削切加工期间保持和支撑压制品10。
夹盘26可由两个可相对运动的部分28构成，其沿着压制品10的外圆周面夹持压制品(参见图2)。然而，在该优选的实施方式中，夹盘26具有多于两个的、在压制品的圆周上分布的部分28，这些部分可在径向方向r上打开和闭合，从而容纳压制品10，例如具有三个或四个部分28。
夹盘26的内几何结构30匹配压制品10的外几何结构，使得压制品10形状锁合地容纳在夹盘26中，且面状地支撑在夹盘26上。通过这种方式的支撑，可很好地接近内齿部14以进行削切加工。
由夹盘26施加的、作用到压制品10上从而将其保持在夹盘26中的挤压力F，在该实例中由控制单元32监控，该控制单元将挤压力F例如位移或力受控制地限制到上限，在该上限时可靠地固定住压制品10，而不损伤压制品。
夹盘26在此被设计成使得其可连同所容纳的压制品10旋转，从而例如简化内旋轮线加工。
在加工完压制品10之后，烧结压制品，其中，金属粉末的颗粒固定连结。在烧结时可同时实现固定至之后的烧结成形件的最终强度。也可设想，设定用于固定的单独的工作步骤。
通过在压模中成形以及然后对压制品10的削切加工可基本上完全预定滑动套筒环12的最终外轮廓，使得在烧结和固定之后不再需要其他的机械再加工。可选地，可将机械再加工限制到滑动套筒环的确定区域上。
图3示出压制品10'，其中，代替换档拨叉接板设置换档拨叉槽，作为用于换档拨叉的啮合几何结构16'。相应地，两个沿着圆周延伸的接板34被设计在压制品10'的轴向边缘的区域中，其限定换档拨叉槽。
此外，压制品10'对应于图1中所示的压制品10。
换档拨叉槽由于其几何形状不可借助于在轴向方向A上分开的压模制造。因此在该情况下，啮合几何结构16‘也通过在未烧结状态下削切加工压制品10'而完成。
在该情况下夹盘26(在此未另外示出)被设计成，使得其作用到压制品10'的形成接板34的轴向边缘上，使得可通过工具进行圆周加工。
在一个(未示出的)变型方案中，夹盘26被设计成，使得其可容纳多个轴向并排放置的压制品10'，其中，被布置在中间的压制品10'的圆周边缘裸露。通过工具可通过该方式在用于制造啮合几何结构16'的装夹过程中依次地加工整行被夹入的压制品10'。
可再次单独地实现对内齿部14以及刮槽22和保留部20的加工，其中，设置夹盘26，其夹持压制品10'使得可接近内齿部14。
在此，例如在多个连续的工作步骤中实现制造啮合几何结构16'以及加工内齿部14和制造刮槽22和保留部20，其中，若需要则使用不同的夹盘26。
在图3所示的实例中，也在完成加工之后烧结和固定压制品10'，其中，可在一个唯一的工作步骤中实施烧结和固定(Verfestigen：定型)。其他机械加工是任选的，其可在滑动套筒环12的确定部分处实现，然而或者可完全不发生。

Claims (12)

1.一种用于由粉末金属制造烧结成形件形式的滑动套筒环(12)的方法，具有下述步骤：
-在压制过程中在压力作用下制造压制品(10；10‘)；
-在压制固定状态下切削加工压制品(10；10‘)成坯件(10；10‘)；且然后
-烧结压制品(10；10‘)以制造烧结成形件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在切削加工时制造和/或加工内齿部(14)、保留部(20)和/或刮槽(22)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在切削加工时在外周上产生用于换档拨叉的啮合几何结构(16；16‘)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，滑动套筒环(12)在烧结时同时被置于其最终强度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在切削加工压制品(10；10‘)时至少分步地最终确定烧结成形件的外轮廓。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，压制品(10；10‘)在切削加工之前被容纳在夹盘(26)中，压制品(10；10‘)面状地支撑在该夹盘上，且特别地，监控作用到压制品(10；10‘)上的保持力(F)，且该保持力被限制到预定的最大作用力。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，夹盘(26)由多个部分(28)构成，这些部分相对运动，从而保持住压制品(10；10‘)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，夹盘(26)的各部分(28)径向相对运动，且压制品(10；10‘)在其圆周上被支撑。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，压制品在其径向外表面上在滑动套筒环(12)的两个轴向侧上被支撑在夹盘(26)中。
10.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，其特征在于，夹盘(26)与压制品(10；10‘)在切削加工期间被移动，特别被转动。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，多个压制品(10；10‘)轴向并排地被装入夹盘(26)中，且在同一装夹过程中被切削加工。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，压制品(10；10‘)在切削加工时被轴向挤压。
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