CN109027035A - 一种货车用同步器总成及其加工工艺 - Google Patents

一种货车用同步器总成及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种货车用同步器总成及其加工工艺，属于货车同步器及其加工技术领域。同步器总成包括齿套和齿芯；所述齿芯嵌入所述齿套中，所述齿芯和所述齿套通过限位装置固定限位；所述限位装置由滑块、滑块安装槽和弹性组件组成，所述滑块安装槽内通过所述弹性组件安装有所述滑块；所述滑块安装槽设置在齿套上；所述滑块的外表面设置有与所述滑块安装槽相配合的轮齿。加工工艺包括如下步骤：将齿套和齿芯经过正火、出车、精车、滚齿、插齿、上防锈油等工序，再进行渗碳热处理，再打磨、超声清洗，组装，上防锈油，包装，即得成品。本发明制备得到的同步器总成具有不易同步轴向窜动、使用寿命长、不易磨损以及强度大的优点。

Description

一种货车用同步器总成及其加工工艺
技术领域
本发明涉及货车同步器及其加工技术领域，具体涉及一种货车用同步器总成及其加工工艺。
背景技术
旧式变速器的换档要采用"两脚离合"的方式，升档在空档位置停留片刻，但是离合器需要抬起来，目的是为了让离合器片也要和飞轮同步，转速必须一致才可顺利挂档，如果换挡慢了，转速落到怠速，也是无法挂进去的，减档要在空档位置上油门，同时保持离合器抬起，以减少齿轮的转速差。但这个操作比较复杂，难以掌握精确。因此设计师创造出"同步器"，通过同步器使将要啮合的齿轮达到一致的转速而顺利啮合。
同步器，是使在换挡中相互接合的齿轮实现同步的装置。在换挡过程中，应当使准备啮合的那一对齿轮的接合齿圈的圆周速度达到相等，即同步，才能平顺地挂上挡。否则，两齿轮齿圈间会发出冲击和噪音，影响齿轮的寿命。为了便于换挡，汽车变速器在常用的各挡间都装有同步器，使相啮合的一对齿轮先同步，而后啮合。汽车同步器齿环采用特种金属材料，特种铸造方法，特种精锻工艺加工而成，并对关键工序及特殊工序进行监控，使产品具有高强度(HRB85-100)，高耐磨(台架试验22万次不失效)，高韧性(搞拉强度600MPa，屈服强度210MPa)等特点。
同步器的基本原理，是靠同步环的锥面在两个齿轮之间进行摩擦，使快的减慢，慢的加快。达到同步后，才能使齿圈接合。同步器有常压式、惯性式、自动增力式等种类。广泛采用的是各种形式的惯性同步器。
现有的同步器总成一般包括齿芯，齿芯的齿面上套装有滑动齿套，齿芯的齿面上还开设有推块安装槽，推块安装槽内通过弹性钢球组件安装有推块，推块外表面设有与滑动齿套内表面相配合的推块啮合齿，推块通过推块啮合齿与滑动齿套啮合，推块与两个推块之间分别设有一个同步环，同步环一侧靠推块的锥面定位，同步环另一侧靠推块的端面定位，同步环轴向可以窜动。
在现有技术中，由于同步环轴向可以窜动，增加了换挡时间，降低了同步器总成的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种货车用同步器总成及其加工工艺，解决了同步环轴向窜动以及使用寿命短的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种货车用同步器总成，包括齿套和齿芯；
所述齿芯嵌入所述齿套中，所述齿芯和所述齿套通过限位装置固定限位；
所述限位装置由滑块、滑块安装槽和弹性组件组成，所述滑块安装槽内通过所述弹性组件安装有所述滑块；
所述滑块安装槽设置在齿套上；
所述滑块的外表面设置有与所述滑块安装槽相配合的轮齿。
货车用同步器总成中包括齿芯和齿套，齿芯和齿套嵌入为一体，不易错位；通过弹性组件连接齿芯和齿套，且滑块的外表面设置有与所述滑动齿槽相配合的轮齿，不易错位；不设置定位环，使其结构简化，两者结合更为紧密；改进后的结构解决了同步环轴向窜动的问题。
进一步地，所述滑块安装槽和所述滑块的数量均为3个。滑块安装槽和滑块的数量均为3，在节约原材料的同时也可以实现良好的固定限位功能。
进一步地，所述弹性组件为弹簧。
进一步地，所述弹簧的一端与所述滑块可拆卸连接连接，所述弹簧的另一端与所述齿套可拆卸连接。
进一步地，所述滑块上设置有连接件；所述连接件与所述弹簧的一端可拆卸连接。
上述货车用同步器总成的加工工艺，包括如下步骤：
S1加工齿套：
S11：采用锻造或铸造的方式加工齿套毛坯，将齿套毛坯整体预留5-10mm的加工余量，整体表面粗糙度达到Ra6.3，再将齿套毛坯进行正火，待用；
S12：将S11步骤中正火后的齿套毛坯车出轮廓，再进行精车，加工至预设尺寸，经过滚齿、插齿、上防锈油以及拉齿的工序，将齿套的表面粗糙度加工至Ra2.0，再进行倒尖角和挤倒锥，再将齿套放入热处理设备中进行渗碳热处理，待用；
S13：将S12步骤中渗碳热处理后的齿套进行抛丸和喷砂，再进行打磨，将齿套表面打磨至粗糙度为Ra0.4，待用；
S14：将S13步骤中打磨完成的齿套采用超声进行清洗，清洗完成后进行干燥、上防锈油，即得齿套，待用；
S2加工齿芯：
S21：采用锻造或铸造的方式加工齿芯毛坯，将齿芯毛坯整体预留5-10mm的加工余量，整体表面粗糙度达到Ra6.0，再将齿芯毛坯进行正火，待用；
S22：将S21步骤中正火后的齿芯毛坯车出轮廓，再进行精车，加工至预设尺寸，经过一次滚齿、插齿、上防锈油、拉内花键、二次滚齿以及铣槽的工序，将齿芯的表面粗糙度加工至Ra2.0，再将齿芯放入热处理设备中进行渗碳热处理，待用；
S23：将S22步骤中渗碳热处理后的齿芯进行抛丸，再进行打磨，将齿芯表面打磨至粗糙度为Ra0.4，待用；
S24：将S23步骤中打磨完成的齿芯采用超声进行清洗，清洗完成后进行干燥、上防锈油，即得齿芯，待用；
S3组装：将S2步骤中制备得到的齿芯嵌入S1步骤中制备得到的齿套中，将滑块通过弹性组件安装至滑块安装槽中，上防锈油包装，即得同步器总成的成品。
本发明的货车用同步器总成的制备工艺中，采用不同的加工工序打磨成不同粗糙度，利于后续加工；采用渗碳热处理，在确保工件内部高韧性的前提下，提高了表面硬度、耐磨性和疲劳强度，增强了中间轴的耐磨损性能，延长了使用时间，更利于广泛使用。
将同步器总成的齿芯和齿套打磨至相同的粗糙度，使两者结合更为紧密，不易磨损；因此最终制备得到的中间轴不易磨损、不易错位。
进一步地，所述S11步骤中正火的加热温度为930-950℃，正火时间为2.0-2.5h；所述S21步骤中正火的加热温度为930-950℃，正火时间为2.0-2.5h。
进一步地，所述S12步骤中渗碳热处理的具体工艺为：渗碳温度900-930℃，碳势选用0.5-0.7％；所述S22步骤中渗碳热处理的具体工艺为：渗碳温度900-930℃，碳势选用0.5-0.7％。
进一步地，所述S13步骤中抛丸清理速度为1-1.5m/min；所述S23步骤中抛丸清理速度为1-1.5m/min。
进一步地，所述S14步骤中超声频率为20-25kHz，超声功率为150w，超声时间为20-30min；所述S24步骤中超声频率为20-25kHz，超声功率为150w，超声时间为20-30min。
进一步地，所述防锈油包括如下组分：环烷酸锌15-20g/L、石油磺酸钠20-25g/L、石油磺酸钡30-35g/L、石油磺酸钙20-25g/L、油酸钾20-25g/L，溶剂为汽油。
在打磨的过程中提高表面的光洁度和精度，使其不易磨损、不易错位，延长中间轴的使用时间，采用超声清洗也能进一步提高表面的光洁度和精度。
本发明的有益效果是：
1.本发明的货车用同步器总成包括齿芯和齿套，齿芯和齿套嵌入为一体，不易错位；通过弹性组件连接齿芯和齿套，且滑块的外表面设置有与所述滑动齿槽相配合的轮齿，不易错位；不设置定位环，使其结构简化，两者结合更为紧密；改进后的结构解决了同步环轴向窜动的问题；
2.滑块安装槽和滑块的数量均为3个，在节约原材料的同时也可以实现良好的固定限位功能；
3.本发明的货车用同步器总成的制备工艺中，采用不同的加工工序打磨成不同粗糙度，利于后续加工；采用渗碳热处理，在确保工件内部高韧性的前提下，提高了表面硬度、耐磨性和疲劳强度，增强了中间轴的耐磨损性能，延长了使用时间，更利于广泛使用；
4.在打磨的过程中提高表面的光洁度和精度，使其不易磨损、不易错位，延长中间轴的使用时间，采用超声清洗也能进一步提高表面的光洁度和精度；
5.将同步器总成的齿芯和齿套打磨至相同的粗糙度，使两者结合更为紧密，不易磨损；因此最终制备得到的中间轴不易磨损、不易错位。
6.本发明对防锈油进行了改进，采用环烷酸锌、石油磺酸钠、石油磺酸钡、石油磺酸钙、油酸钾和汽油进行复配，使得防锈油的稳定性强、制造成本低、防锈效果好，符合环保的要求，对人体无害，而且不与货车用同步器总成发生化学变化，能保持货车用同步器总成表面平整、润滑、光滑，防锈性能好。
附图说明
图1为同步器总成的结构示意图；
图2为齿套的结构示意图；
图3为齿芯的结构示意图；
图4为滑块安装槽的结构示意图；
图5为滑块的结构示意图；
图中：
1-齿套；2-齿芯；3-限位装置，31-滑块安装槽，32-滑块，33-连接件。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1-图5所示，一种货车用同步器总成，包括齿套1和齿芯2；
所述齿芯2嵌入所述齿套1中，所述齿芯2和所述齿套1通过限位装置3固定限位；
所述限位装置3由滑块32、滑块安装槽31和弹性组件组成，所述滑块安装槽31内通过所述弹性组件安装有所述滑块32；
所述滑块安装槽31设置在齿套1上；
所述滑块32的外表面设置有与所述滑块安装槽31相配合的轮齿；
所述滑块安装槽31和所述滑块32的数量均为3；所述弹性组件为弹簧；
所述弹簧的一端与所述滑块32可拆卸连接，所述弹簧的另一端与所述齿套1可拆卸连接；
所述滑块32上设置有连接件33；所述连接件33与所述弹簧的一端可拆卸连接。
上述货车用同步器总成的加工工艺，包括如下步骤：
S1加工齿套：
S11：采用锻造或铸造的方式加工齿套毛坯，将齿套毛坯整体预留5-10mm的加工余量，整体表面粗糙度达到Ra6.3，再将齿套毛坯进行正火，待用；
S12：将S11步骤中正火后的齿套毛坯车出轮廓，再进行精车，加工至预设尺寸，经过滚齿、插齿、上防锈油以及拉齿的工序，将齿套的表面粗糙度加工至Ra2.0，再进行倒尖角和挤倒锥，再将齿套放入热处理设备中进行渗碳热处理，待用；
S13：将S12步骤中渗碳热处理后的齿套进行抛丸和喷砂，再进行打磨，将齿套表面打磨至粗糙度为Ra0.4，待用；
S14：将S13步骤中打磨完成的齿套采用超声进行清洗，清洗完成后进行干燥、上防锈油，即得齿套，待用；
S2加工齿芯：
S21：采用锻造或铸造的方式加工齿芯毛坯，将齿芯毛坯整体预留5-10mm的加工余量，整体表面粗糙度达到Ra6.0，再将齿芯毛坯进行正火，待用；
S22：将S21步骤中正火后的齿芯毛坯车出轮廓，再进行精车，加工至预设尺寸，经过一次滚齿、插齿、上防锈油、拉内花键、二次滚齿以及铣槽的工序，将齿芯的表面粗糙度加工至Ra2.0，再将齿芯放入热处理设备中进行渗碳热处理，待用；
S23：将S22步骤中渗碳热处理后的齿芯进行抛丸，再进行打磨，将齿芯表面打磨至粗糙度为Ra0.4，待用；
S24：将S23步骤中打磨完成的齿芯采用超声进行清洗，清洗完成后进行干燥、上防锈油，即得齿芯，待用；
S3组装：将S2步骤中制备得到的齿芯嵌入S1步骤中制备得到的齿套中，将滑块通过弹性组件安装至滑块安装槽中，上防锈油包装，即得同步器总成的成品。
具体地，所述S11步骤中正火的加热温度为930-950℃，正火时间为2.0-2.5h；所述S21步骤中正火的加热温度为930-950℃，正火时间为2.0-2.5h。
具体地，所述S12步骤中渗碳热处理的具体工艺为：渗碳温度900-930℃，碳势选用0.5-0.7％；所述S22步骤中渗碳热处理的具体工艺为：渗碳温度900-930℃，碳势选用0.5-0.7％。
具体地，所述S13步骤中抛丸清理速度为1-1.5m/min；所述S23步骤中抛丸清理速度为1-1.5m/min。
具体地，所述S14步骤中超声频率为20-25kHz，超声功率为150w，超声时间为20-30min；所述S24步骤中超声频率为20-25kHz，超声功率为150w，超声时间为20-30min。
具体地，所述防锈油包括如下组分：环烷酸锌15-20g/L、石油磺酸钠20-25g/L、石油磺酸钡30-35g/L、石油磺酸钙20-25g/L、油酸钾20-25g/L，溶剂为汽油。
实施例1-实施例4的具体加工工艺参数如表1所示，实施例1-实施例4均为本发明限定的技术参数。
表1实施例1-实施例4的具体加工工艺参数
实施例1-实施例4的具体性能参数如表2所示，实施例1-实施例4均为本发明限定的技术参数。其中粗糙度采用表面粗糙度测量仪进行检测；其中表面强度和齿根芯强度采用洛氏强度进行表示，采用用硬度试验机进行检测。
表2实施例1-实施例4的具体性能参数
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种货车用同步器总成，其特征在于，包括齿套和齿芯；
所述齿芯嵌入所述齿套中，所述齿芯和所述齿套通过限位装置固定限位；
所述限位装置由滑块、滑块安装槽和弹性组件组成，所述滑块安装槽内通过所述弹性组件安装有所述滑块；
所述滑块安装槽设置在齿套上；
所述滑块的外表面设置有与所述滑块安装槽相配合的轮齿。
2.根据权利要1所述的一种货车用同步器总成，其特征在于，所述滑块安装槽和所述滑块的数量均为3个；所述弹性组件为弹簧。
3.根据权利要求2所述的一种货车用同步器总成，其特征在于，所述弹簧的一端与所述滑块可拆卸连接，所述弹簧的另一端与所述齿套可拆卸连接。
4.根据权利要求3所述的一种货车用同步器总成，其特征在于，所述滑块上设置有连接件；所述连接件与所述弹簧的一端可拆卸连接。
5.权利要求1-4任一项所述的一种货车用同步器总成的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1加工齿套：
S11：采用锻造或铸造的方式加工齿套毛坯，将齿套毛坯整体预留5-10mm的加工余量，整体表面粗糙度达到Ra6.3，再将齿套毛坯进行正火，待用；
S12：将S11步骤中正火后的齿套毛坯车出轮廓，再进行精车，加工至预设尺寸，经过滚齿、插齿、上防锈油以及拉齿的工序，将齿套的表面粗糙度加工至Ra2.0，再进行倒尖角和挤倒锥，再将齿套放入热处理设备中进行渗碳热处理，待用；
S13：将S12步骤中渗碳热处理后的齿套进行抛丸和喷砂，再进行打磨，将齿套表面打磨至粗糙度为Ra0.4，待用；
S14：将S13步骤中打磨完成的齿套采用超声进行清洗，清洗完成后进行干燥、上防锈油，即得齿套，待用；
S2加工齿芯：
S21：采用锻造或铸造的方式加工齿芯毛坯，将齿芯毛坯整体预留5-10mm的加工余量，整体表面粗糙度达到Ra6.0，再将齿芯毛坯进行正火，待用；
S22：将S21步骤中正火后的齿芯毛坯车出轮廓，再进行精车，加工至预设尺寸，经过一次滚齿、插齿、上防锈油、拉内花键、二次滚齿以及铣槽的工序，将齿芯的表面粗糙度加工至Ra2.0，再将齿芯放入热处理设备中进行渗碳热处理，待用；
S23：将S22步骤中渗碳热处理后的齿芯进行抛丸，再进行打磨，将齿芯表面打磨至粗糙度为Ra0.4，待用；
S24：将S23步骤中打磨完成的齿芯采用超声进行清洗，清洗完成后进行干燥、上防锈油，即得齿芯，待用；
S3组装：将S2步骤中制备得到的齿芯嵌入S1步骤中制备得到的齿套中，将滑块通过弹性组件安装至滑块安装槽中，上防锈油包装，即得同步器总成的成品。
6.根据权利要求5所述的一种货车用同步器总成的加工工艺，其特征在于，所述S11步骤中正火的加热温度为930-950℃，正火时间为2.0-2.5h；所述S21步骤中正火的加热温度为930-950℃，正火时间为2.0-2.5h。
7.根据权利要求5所述的一种货车用同步器总成的加工工艺，其特征在于，所述S12步骤中渗碳热处理的具体工艺为：渗碳温度900-930 ℃，碳势选用0.5-0.7%；所述S22步骤中渗碳热处理的具体工艺为：渗碳温度900-930 ℃，碳势选用0.5-0.7%。
8.根据权利要求5所述的一种货车用同步器总成的加工工艺，其特征在于，所述S13步骤中抛丸清理速度为1-1.5m/min；所述S23步骤中抛丸清理速度为1-1.5m/min。
9.根据权利要求5所述的一种货车用同步器总成的加工工艺，其特征在于，所述S14步骤中超声频率为20-25kHz，超声功率为150w，超声时间为20-30min；所述S24步骤中超声频率为20-25kHz，超声功率为150w，超声时间为20-30min。
10.根据权利要求5所述的一种货车用同步器总成的加工工艺，其特征在于，所述防锈油包括如下组分：环烷酸锌15-20g/L、石油磺酸钠20-25g/L、石油磺酸钡30-35g/L、石油磺酸钙20-25g/L、油酸钾20-25g/L，溶剂为汽油。
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