【正文】 Programed Proeedure / Proeess Planning)技術已有相應的涉獵和開發(fā)應 【2】 。由于 CAD/ CAE/ CAM 的應用, 特別是 20 世紀 80 年代開始中國許多模具制造廠從國外引進了許多軟件, 包括壓制模、級進模、塑料模、壓鑄模、橡膠模、玻璃模、擠壓模等相應軟件, 使中國模湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）２具設計制造水平有很大提高, 也產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟技術和社會效益。美、日、法、瑞等國每年出口模具約占其本國模具總產(chǎn)值的 1/ 3, 我國模具的出口量還不到總產(chǎn)值的 5%, 我國模具出口可以發(fā)展的空煎非常廣闊 【3】 。國內(nèi)模具生產(chǎn)廠家，工藝條件參差不齊，差距很大。由于中國模具標準化工作起步較晚，模具標準件生產(chǎn)、銷售、推廣和應用工作也比較落后，因此，模具標準件品種規(guī)格少、供應不及時、配套性差等問題長期存在，從而使模具標準件使用覆蓋率一直較低。在沖模設計中應用 CAE 軟件，模擬金屬變形過程，分析應力應變的分布，預測破裂、起皺和回彈等缺陷，我國只有少部分企業(yè)開始 CAE 技術的應用。而社會上各種各樣的模具培訓班，由于缺乏規(guī)范的職業(yè)標準，因此學員質量良莠不齊。、標準化、商品化的程度低, 模具企業(yè)之間協(xié)作差。從技術上來說，為了滿足用戶對模具制造的“交貨期短 ”、 “精度高”、 “質量好” 、 “價格低”的要求，以下的發(fā)展趨勢也較為明顯。本課題對半金屬剎車片模壓模具進行設計，并根據(jù)圖紙和模壓工藝制造模具。（三） 模具結構簡單與注塑成型等相比，使用的設備和模具比較簡單。湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）４ 剎車片的分類有著汽車保護神之稱的剎車片，不僅是剎車系統(tǒng)中重要零部件之一，更是汽車易損件中的一種。 其缺點是：。 半金屬片的主要優(yōu)點是：主要優(yōu)點在于它的溫控能力及較高的制動溫度，同石棉型的傳熱性能差與制動盤、制動鼓的冷卻能力差相比它們在剎車時幫助制動盤和制動鼓將熱量從其表面上散發(fā)出去，熱量被傳遞到制動鉗及其組件上。（三）無石棉有機物 NAO 型剎車片：主要使用玻璃纖維、芳香族聚酰纖維或其它纖維（碳、陶瓷等）作為加固材料。能在任何溫度下制動自如。由于轎車行駛速度高于一般汽車，半金屬盤式剎車片的制動摩擦面積小，這使得盤式剎車片比一般剎車片要承受更高的制動負荷，吸收更多的制動能量，經(jīng)受更高的制動溫度，且要有良好的制動性能，較好的耐磨性和熱穩(wěn)定性，從而保證足夠的安全和壽命；另外，剎車片對對偶件的損傷及制動噪音要小等。 壓制成型工藝過程圖 11 壓制成型工藝流程圖湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）6第 2 章 制件結構分析及工藝方案 制件結構工藝分析零件名稱：剎車片材 料：半金屬混合物襯片與鋼背板厚 度：17mm半金屬混合物摩擦片的原料成份(%)（質量分數(shù)）如表 所示表 半金屬摩擦片的原料成份序號 原料名稱 質量百分比/%1 鋼棉 202 酚醛樹脂 103 人造石墨 104 超細硫酸鋇 205 黃銅纖維 26 煅燒氧化鋁粉 27 煅燒石油焦 58 超細氧化鐵粉 59 軟性泡沫鐵粉 510 硫化銻 311 棕剛玉 412 粘膠纖維 313 黃銅粉 514 硫化鋅 515 芳綸纖維 1圖 21 剎車片產(chǎn)品圖湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）7本制件的形狀結構比較簡單，制件材料為半金屬混合物與鋼背板之間的粘合，料厚為 17mm。該制件的形狀相對來說較為簡單，壓制部分也比較規(guī)則，從技術要求和使用條件上看，該制件精度、剛度、強度要求較高，該工件壓縮工藝性比較好。這種工藝方案既滿足使用性能和成型工藝的要求，又做到結構合理，造型美觀，便于制造。本設計為小批量生產(chǎn)的剎車片壓制工藝方案。上模座板 凸模固定板 凸模 加料板 導板凹模固定板 凹模墊板 凹模上模座板 凸模固定板 凸模導板 凹模 下模座板湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）10加料板是一個浮動板，適用于高壓縮的塑料，且制件密實性好。方案三：，方案三相比于方案一和方案二而言，有如下幾個優(yōu)點：模具結構簡單，模具制造費用低，制造周期短，維修方便。由于無加料板，安裝嵌件比較方便。具體分析圖如下所示：圖 31 實物的面積分析圖圖 32 實物的體積分析圖圖 33 實物的分型面周長分析圖實物分型面面：mm2實物分型面體積：mm3 實物分型面周長：湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）12 壓制成型壓力的計算壓制成型壓力是指壓制時，壓力機通過凸模對塑料熔體充滿型腔和固化是在單位投影面積上施加的壓力，簡稱成型壓力。所以 預壓模階段的壓制力為 F m 預 =nAP=115 Mpa=（N）=（KN）壓制模階段的壓制力為 F m 壓 =nAP=112 Mpa=（N）=（KN） 開模力的計算查相關資料可知，開模力可按下式計算 【7】 ：FK≤KF m （32）式中：F K——開模力；K——系數(shù)，當塑件形狀簡單，凸、凹模配合環(huán)不高時??；配合環(huán)高時取 ；塑件形狀復雜，配合環(huán)又高時取 。根據(jù) UG 的分析可知，塑件的側面積不能直接得出，可以用周長與高的乘積來估算側面積的大小。取K=取預壓模和壓制模較大值計算，可得 Fp≥F m/K==（KN）(2)壓力機的裝模高度必須符合模具閉合高度的要求，即：hmin≤h≤h max （35）h=h1+h2 （36）hmin為壓機上、下模板之間最小距離；hmax為壓機上、下模板之間最大距離；h1 為模具閉合總高度；h2 為凹模高度；h2 為凸模臺肩高度。其主要技術參數(shù)如下： 公稱壓力：450kN回程壓力：70KN柱塞最大行程： 250mm壓板最大距離：330mm壓板最小距離：80mm壓板尺寸（左右前后）：360mm400mm最大推出壓力：150 kN 壓力機的校核公稱壓力 450kN 大于壓制計算總壓力 ，符合要求；模具閉合狀態(tài)時的高度為 155mm，滿足壓力機裝模高度 3305≥155≥80+10 的要求；滑塊行程 250mm，遠遠大于壓縮深度 70mm，符合要求；模具底面尺寸 260mm130mm，符合要求。復雜形狀工件獲多凸模沖模的壓力中心可以用解析法和圖解法求的。 塑料件在模具內(nèi)加壓方向的選擇加壓方向即凸模的作用方向，即模具的軸線方向。（2）便于加料。（4）保證凸模的強度。綜合考慮各方面因素，可得剎車片的混合物成型溫度 170180oC【9】 。 一般的酚醛塑料，壓制時間為 15min 左右 【9】 。由于本次設計主要用于剎車片試制階段，所以壓縮模的凸模、凹模等都采用 45 鋼，要求既要降低生產(chǎn)成本又要有足夠的強度和剛度，因此模具上所有材料均可由 45 鋼機械加工、線切割加工、數(shù)控加工等完成。其中凹模上的引導環(huán)作用是引導凸模順利地進入凹模。而凹模與凸模的配合間隙以不產(chǎn)生溢料和不擦傷模腔表壁為設計原則，可用熱固性塑料的溢邊值作為確定間隙的標準。一般 L3=35mm。壓制模的凹、凸模的成型尺寸是根據(jù)塑件形狀及尺寸來確定的。對成型塑件高度的凹模尺寸時，則根據(jù)塑件偏差的不同，按以下公式計算： H=（h gΔ/4） （42）??0式中 H——成型塑件高度的凹模型腔高度尺寸（mm） ；hmin——塑件高度的最小尺寸（mm） ； hmax——塑件高度的最大尺寸（mm） ； hg——塑件高度的公稱尺寸（mm） ； C——飛邊厚度，一般取 C≈~（mm） ；Δ——塑件公差（mm） ； KP——塑件平均收縮率（mm） ，塑件是酚醛塑料一般取Kp≈； δ——塑模制造公差，一般為（1/6~1/4）Δ（mm） ；剎車片零件的成型尺寸如圖 41 所示，L3=0湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）19圖 41 剎車片零件的成型尺寸凹模尺寸計算，按式（41）和（42）計算如下：D5 =[dmax(1+KP)XΔ] ??0=[5 (1+)1/2] mm??= mm036.? =[dmax(1+KP)XΔ] ??0=[ (1+)1/2 ] 4/1??= mm?H14=（hgΔ/4）? =（14 ）4? = mm ? 加料室高度尺寸計算設計壓縮模時，應根據(jù)塑件的幾何形狀、塑料的品種以及加料腔的形式來確定加料室的尺寸。所以只能根據(jù) UG 軟件的分析功能來確定。根據(jù)設計圖可以知道塑料的原料體積未知，在 AB 線以下的型腔體積可以根據(jù)預壓模的形體面積乘以高度確定，在 AB 線以上的加料腔橫斷面積也可以根據(jù) UG 分析圖得知。根據(jù)體積等量原則可以計算出預壓模的制件高度 h。如圖所示圖 43；圖 43 凹模零件圖 承壓面的結構形式采用承壓塊作為擠壓面，擠壓部分不易損壞，并通過調(diào)節(jié)承壓塊的厚度來控制土木進入凹模的深度，減少飛邊的厚度，承受液壓機余壓，有時還可以調(diào)節(jié)塑件高度。如下圖所示圖 44；h=14mmH=56mm加料腔深：70mm湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）22圖 44 圓形承壓塊 導向機構的設計壓縮模的導向裝置相比于注射模有以下幾個特點：，凸模和加料腔的配合段也能起到導向作用和定位作用，一般加料室上端設置有 10mm 的錐形導向環(huán)結構。具體結構如圖 45。所以根據(jù)公式（46）可得凸模的最小斷面面積為Amin≥F P/[σ] =120MPa / = mm2 又因為根據(jù)圖 可知壓制塊的面積為 ，在 AB 線以上的加料腔橫斷面積為 mm2，凸模的斷面面積為在兩者之間，由此可見凸模的承載能力滿足材料的性能要求。因此，預壓模具結構里并不需要加熱裝置，而壓制模里需要電加熱板來加熱整套模具，是模具達到塑料的成型溫度。而對于壓力機的校核等因為預壓模的壓制力比壓制模的壓制力大，所以壓力機選擇和校核就不必多此一舉了。而壓制模的設計是帶有加料板的加料腔，凹模部分主要是防止鋼背板和定位作用。將裝配好的壓制模放到工作臺上固定好，然后安裝好電加熱棒，壓力機中的油泵通過液壓作用將上模部分提起，頂?shù)奖燃恿锨蛔罡唿c高出的地方，此時，將再將預壓模預壓出的預壓塊放入加料室的底部，然后開始加熱；剎車片的摩擦片受到模具傳到過來的熱量，溫度升高，混合物開始受熱固化；壓力機上滑塊下行帶動上模下行，在導板和加料腔的引導環(huán)的導向作用下，上模的凸模首先與預壓塊接觸，將繼續(xù)下壓，預壓塊受熱和受壓進一步的壓縮成型；上模繼續(xù)下行，壓力機上滑塊到達下死點，上模部分的凸模固定板下表面與下模部分的承壓塊上表面接觸，然后持續(xù)固定的溫度一定時間直至混合物完全固化成型，壓制成型結束。這次畢業(yè)設計我主要進行半金屬剎車片模具的設計與制造，首先進行了剎車片的尺寸測量和精度計算，做好了記錄，對所設計內(nèi)容有了感性認識，為畢業(yè)設計奠定了基礎。本人模具有以下幾個特點：。由于本人水平有限，設計時有缺陷，尚待改進。通過這次畢業(yè)設計，我初步掌握了簡單汽車剎車片壓制工藝分析及半溢式模具設計，從中學到了新的實用知識，提高了設計能力。這就促使我加強模具知識與軟件學習的廣度和深度。同時，還要感謝在大學四年間教過我的所有老師，特別是教我模具專業(yè)知識的老師，沒有他們教給我的基礎知識和專業(yè)知識，我是不可能完成此次模