【正文】 ???????????????????????????????????????????????32湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）１第 1 章 概論 課題來源、目的和意義本課題來源于生產實際，主要是對半金屬剎車片的模壓模具設計，并且得到了材料力學、塑料模具設計及機械制造技術基礎的綜合訓練。通過對半金屬剎車片的工藝優(yōu)化及模具設計的流程、工藝重要參數(shù)選擇及優(yōu)化，確定合理的模壓工藝方案，并對其工序進行相關的工藝尺寸計算，然后根據(jù)壓縮模的設計規(guī)范，設計出了合理的模具結構。關鍵詞：模壓；剎車片； 壓制模；UG湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）IIABSTRACTThis topic is mainly to semimetallic brake pads molded mold design and development process, and pletes the threedimensional modeling and 2D drawing designing in UG.. By semimetallic brake pads process and optimization of mold design process, technology selection and optimization of key parameters, determined a reasonable solution molding process , Calculated the process size which is related to the relevant processes .Then according to the design specification of pression die designed the reasonable mold structure.Keywords: molded。同時，掌握汽車半金屬剎車片的工藝優(yōu)化及模具設計的流程、工藝重要參數(shù)選擇及優(yōu)化，并加深對計算機輔助繪圖軟件的了解以及加強查閱運用資料、手冊的等主要方面能力的訓練。尤其是在模具技術相對落后的中國，制造出優(yōu)質的模具以及生產出高質量的模壓產品勢在必行。模具生產的工藝水平及科技含量的高低,成為衡量一個國家科技與產品制造水平的重要標志,在很大程度上決定著產品的質量、效益、新產品的開發(fā)能力, 決定著一個國家制造業(yè)的國際競爭力 【1】 。20 世紀 90 年代以來, 中國在汽車行業(yè)的模具設計制造中開始采用 CAD/ CAM 技術。近幾年, 世界模具市場總量一直保持在 600 億650 億美元之間。2. 標準化水平不高。 。一些高校盡管在近幾年內設立了模具專業(yè)，但由于受軟硬件設施限制，培養(yǎng)出的學員實際技能不夠。, 且配套性不好, 利用率低。模具生產企業(yè)在向著規(guī)模化和現(xiàn)代化發(fā)展的同時， “小而專”、 “小而精” 仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢。 本課題的內容和具體要求 本課題的內容汽車工業(yè)是一個巨大的市場，新型高性能無石棉摩擦材料剎車片、離合器片是汽車不可缺少的零配件（易耗體） ，同樣擁有巨大的需求和市場，且市場需求增長與汽車工業(yè)的發(fā)展息息相關（汽車產量和保有量決定了剎車片的產量，它與剎車片產銷量之間存在很強的正相關關系） ，中國汽車工業(yè)的快速發(fā)展將直接帶動摩擦材料（剎車片、離合器片）生產企業(yè)的更高速發(fā)展。（二） 制件尺寸精度高適用于流動性差的塑料，從而比較容易成型大型制件，尺寸精確，表面光潔，質量穩(wěn)定，可換性好。（四）不受塑料種類的限制壓制成型工藝基本上對每種塑料都能適用 【5】 。 石棉片的主要優(yōu)點是廉價 。（二）半金屬混合物剎車片：主要采用粗糙鋼絲絨作為加固纖維和重要的混合物。將會導致制動萎縮和剎車液沸騰。 所有世界著名品牌奔德士/菲羅多牌剎車片使用的摩擦材料都是第三代NAO 無石棉有機物材料。 目前市場上大部分剎車片都是使用第二代半金屬摩擦材料或石棉制造。（二）估計預期的效果：通過本次設計，熟練掌握模具開發(fā)的基礎知識和工藝，湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）５并能熟練應用 UG、AutoCAD。鋼背板的表面粗糙度是 ，并且此板事先要用線切割切出來，然后在壓縮模裝配時放入凹模內，然后再在加料腔里加入粉料進行加熱壓縮固化成型。同時，采用預壓模，可以降低壓制模的加料室的高度，增加制件的密度，保證制件的組織緊密均勻。但是，只有對工序進行合理的組合以及對壓制順序進行合理的安排，才能保證產品的質量，提高生產效益，滿足大批量生產要求。主要結構如圖所示，主要由凹模、凸模和加料板組成，加料板與凹模合在一起構成加料室。但是，模具的數(shù)量增加，模具成本增加，而且，由于凸模的緣故，造成力學強度降低，剎車片的密實度難以保證，有可能造成預壓模所施的壓力將全部作用在制件的邊緣上，塑料的溢料部分不易清除。相比于前兩種方案，它的成型面積比較小，因此成型所需要的成型壓力也比其他方案的小，同時，材料損耗少，塑件密實性好，飛邊在垂直方向，易于去除。湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）11第 3 章 工藝計算及主要工藝參數(shù)的確定 加料腔尺寸計算由于本制件型面復雜，無法用普通方法直接計算分型面面積和體積，在此采用 UG 的分析法，先確定制件的形體尺寸，將利用 UG 將實物用三維圖畫出來，并不斷的調整實物的大小和形狀，直到所有的尺寸與實物一致，然后利用 UG 軟件的分析功能，最終確定實物的分型面面積和體積、周長分別為： 2 、 3和 。又由于本次產品設計處于試制階段，因此均采用一模一件的模具，所以取 n=1 。查表 可知，此處取 Pf＝。選用液壓壓力機時，必須滿足以下要求：(1)壓縮成型塑料制件所需要的總成型壓力應小于或等于壓力機的FK 預≤FK 壓≤Ft 預 =Ft 壓 =湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）14公稱壓力，即 F m≤KF p ； （34）式中：F m——壓縮成型塑件制件所需要的總壓力（N） ；Fp——壓機公稱壓力（N）K——修正系數(shù)，K=，根據(jù)壓機新舊程度而定。綜上所述，結合計算壓制力的大小和模具外形尺寸，選用曲軸柱塞泵和蓄能器同時作用的壓力機 Y（X）D45 【8】 。對稱形狀的工件，其壓力中心位于其輪廓圖形的幾何中心。2）壓制工作行程測量得坯料至制件的最低點為 5mm，取整加上 1015，取壓制工作行程為 20mm。加壓方向應避免在加壓過程中壓力傳遞距離太長，以致壓力損失太大。嵌件安裝在上模:既不方便，又可能因嵌件安裝不牢固而落下，導致模具損壞。如果模具溫度較高，會加快交聯(lián)反應，降低成型壓力，縮短成型周期，但是易發(fā)生充模困難的現(xiàn)象；如果模具溫度過低，則會固化周期過長，固化不充分，塑件表面無光，物理性能和力學性能下降。影響時間因素主要有塑料的工藝性能，成型壓力及模具溫度。開模后，將配好的塑料原料倒入凹模上端的加料室，上下模閉合，使裝于加料室和型腔中的塑料受熱受壓，成為熔融狀態(tài)并充滿整個型腔；當塑料固化成型后，上下模打開，取出塑件。凹模一般為線切割加工。凹模上的配合環(huán)是與凸模配合的部位，其作用是保證凸模與凹模定位準確，阻止塑料溢出，順利排出氣體。擠壓環(huán) L3的主要作用是在半溢式壓縮模中用以限制凸模下行得位置。 確定成型零件的結構形式與尺寸計算本模具的主要作用是提供剎車片生產分析的試制模具，因此考慮成本和實際需要等因素，擬采用單一型腔的結構。凹模的尺寸為 D ，可按下??0式進行計算：D=[dmax(1+KP)XΔ] (41)??0式中 D——塑件為軸時的凹模型腔尺寸（mm） ； dmax——塑件為軸時的最大尺寸（mm） ； KP——塑件平均收縮率（mm） ； δ——塑模制造公差，一般為（1/6~1/4）Δ（mm） ； Δ——塑件公差（mm） ； X——修正系數(shù)，一般為 1/2~3/4（塑件公差大則取小值，小則取大值） 。由于本產品的密度和體積比并不可知，而且不能根據(jù)密度來確定其體積。本模具結構是半開式壓縮模，塑件在加料室下邊成型，其加料腔高度為： （44）式中 H——加料腔高度（cm） ；VSL——塑料原料體積（cm 3） ；V0——在 AB 線以下的型腔體積（cm 3） ；A——在 AB 線以上的加料腔橫斷面積（cm 2） ；K——修正量，取 ~。圖 42 預壓模的型腔面積和制件面積由于預壓模所生產出來的制件體積比實際制件的體積大，因此按照預壓模的制件體積是剎車片最終體積的 倍。又由于為了方便模具加工，降低模具的生產成本，最優(yōu)方案是將凹模完全線切割，在凹模下面墊上一塊墊板作為凹模型腔。本模具的承壓面形式根據(jù)承壓面積和安裝位置等各方面因素采取圓形的承壓塊、單面安裝的形式，組裝后承壓塊的厚度應一致，材料為 45 鋼，硬度為 2232HRC。針對本模具的實際情況和出于對成本的考慮，為了便于加工，采用導板導向，鑒于導板導向的局限性，最終經過反復推敲，采用 T 型槽導板來導向，利用多方位的導向和定位解決了導板定位不準確的問題。凸模縱向的總壓力近似于壓制力，所以取 FP=。，并沒有發(fā)生固化反應，而壓制模是最終成型步驟，需要發(fā)生固化反應。下面介紹壓制模的設計主要介紹與預壓模不同的設計要點，而凸模、凹模的尺寸計算等都與預壓模的尺寸近似或者相等，在這里就不贅述了。在預壓模的設計中，加料室既是加料板本身又和下面的墊板組成凹模型腔，將加料腔和凹模型腔設計為一個整體。 壓制模模具的結構本模具為壓制模，主要零件有凸模、凹模、加料板等，其結構如圖 53 和 54 所示:圖 53 模具總裝配爆炸圖湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）28圖 54 AA 剖視圖 壓制模的工作過程工作初開始時，將模具的上模部分打開，將加料板也從下模部分打開，在凹模里嵌入剎車片鋼背板，再將加料板安裝在凹模上固定好，然后合模。這次畢業(yè)設計，使我們對所學過的專業(yè)知識、模具知識有了全面地回顧，鞏固了知識體系，獲得了一次綜合性的訓練，對我們畢業(yè)生來說是踏上工作崗位前的一次嚴格的檢驗。通過 UG 的使用，鍛煉了我對軟件應用的熟練程度，同時也讓我看到了 UG 和 CAD 的不同點和相互互補的地方，區(qū)分開了二者的優(yōu)劣，為以后進一步學習奠定了基礎。這樣就大大縮短了模具的開發(fā)周期，模具的型腔結構復雜，加工時應該考慮使用線切割和數(shù)控加工。接著主要計算了工序件壓制力、脫模力、開模力，最后對模具進行總體設計，然后對模具的工作過程進行了介紹。但是，在這次畢業(yè)設計過程中，也遇到過一些問題中也發(fā)現(xiàn)了自己許多的不足，比如對模具知識的學習還停留在表面，沒有真正了解它的真諦，最主要的是對來自經驗的工藝參數(shù)與結構的優(yōu)化設計問題，由于經驗不足，在選擇和優(yōu)化過程中走了不少彎路。我相信這次畢業(yè)設計對我以后的模具設計工作大有裨益。！謝謝你們！湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）32參考文獻[1] 陳志明. 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].鍛壓技術，2022，5：14.[2] 唐志玉. 塑料模現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].模具工業(yè)，1996，5：3538. 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