【正文】 Programed Proeedure / Proeess Planning)技術(shù)已有相應(yīng)的涉獵和開發(fā)應(yīng) 【2】 。由于 CAD/ CAE/ CAM 的應(yīng)用, 特別是 20 世紀(jì) 80 年代開始中國許多模具制造廠從國外引進(jìn)了許多軟件, 包括壓制模、級(jí)進(jìn)模、塑料模、壓鑄模、橡膠模、玻璃模、擠壓模等相應(yīng)軟件, 使中國模湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）２具設(shè)計(jì)制造水平有很大提高, 也產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)技術(shù)和社會(huì)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(biāo)準(zhǔn)化工作起步較晚，模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)、銷售、推廣和應(yīng)用工作也比較落后，因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件品種規(guī)格少、供應(yīng)不及時(shí)、配套性差等問題長期存在，從而使模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率一直較低。在沖模設(shè)計(jì)中應(yīng)用 CAE 軟件，模擬金屬變形過程，分析應(yīng)力應(yīng)變的分布，預(yù)測(cè)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(shù)的應(yīng)用。而社會(huì)上各種各樣的模具培訓(xùn)班，由于缺乏規(guī)范的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此學(xué)員質(zhì)量良莠不齊。、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低, 模具企業(yè)之間協(xié)作差。從技術(shù)上來說，為了滿足用戶對(duì)模具制造的“交貨期短 ”、 “精度高”、 “質(zhì)量好” 、 “價(jià)格低”的要求，以下的發(fā)展趨勢(shì)也較為明顯。本課題對(duì)半金屬剎車片模壓模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)圖紙和模壓工藝制造模具。（三） 模具結(jié)構(gòu)簡單與注塑成型等相比，使用的設(shè)備和模具比較簡單。湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）４ 剎車片的分類有著汽車保護(hù)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(diǎn)是：。 半金屬片的主要優(yōu)點(diǎn)是：主要優(yōu)點(diǎn)在于它的溫控能力及較高的制動(dòng)溫度，同石棉型的傳熱性能差與制動(dòng)盤、制動(dòng)鼓的冷卻能力差相比它們?cè)趧x車時(shí)幫助制動(dòng)盤和制動(dòng)鼓將熱量從其表面上散發(fā)出去，熱量被傳遞到制動(dòng)鉗及其組件上。（三）無石棉有機(jī)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(dòng)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(dòng)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(dòng)負(fù)荷，吸收更多的制動(dòng)能量，經(jīng)受更高的制動(dòng)溫度，且要有良好的制動(dòng)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(duì)對(duì)偶件的損傷及制動(dòng)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6第 2 章 制件結(jié)構(gòu)分析及工藝方案 制件結(jié)構(gòu)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(zhì)量分?jǐn)?shù)）如表 所示表 半金屬摩擦片的原料成份序號(hào) 原料名稱 質(zhì)量百分比/%1 鋼棉 202 酚醛樹脂 103 人造石墨 104 超細(xì)硫酸鋇 205 黃銅纖維 26 煅燒氧化鋁粉 27 煅燒石油焦 58 超細(xì)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7本制件的形狀結(jié)構(gòu)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(duì)來說較為簡單，壓制部分也比較規(guī)則，從技術(shù)要求和使用條件上看，該制件精度、剛度、強(qiáng)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(jié)構(gòu)合理，造型美觀，便于制造。本設(shè)計(jì)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(dǎo)板凹模固定板 凹模墊板 凹模上模座板 凸模固定板 凸模導(dǎo)板 凹模 下模座板湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10加料板是一個(gè)浮動(dòng)板，適用于高壓縮的塑料，且制件密實(shí)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(gè)優(yōu)點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)簡單，模具制造費(fèi)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(shí)物的面積分析圖圖 32 實(shí)物的體積分析圖圖 33 實(shí)物的分型面周長分析圖實(shí)物分型面面：mm2實(shí)物分型面體積：mm3 實(shí)物分型面周長：湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12 壓制成型壓力的計(jì)算壓制成型壓力是指壓制時(shí)，壓力機(jī)通過凸模對(duì)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(yù)壓模階段的壓制力為 F m 預(yù) =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(jì)算查相關(guān)資料可知，開模力可按下式計(jì)算 【7】 ：FK≤KF m （32）式中：F K——開模力；K——系數(shù)，當(dāng)塑件形狀簡單，凸、凹模配合環(huán)不高時(shí)??；配合環(huán)高時(shí)取 ；塑件形狀復(fù)雜，配合環(huán)又高時(shí)取 。根據(jù) UG 的分析可知，塑件的側(cè)面積不能直接得出，可以用周長與高的乘積來估算側(cè)面積的大小。取K=取預(yù)壓模和壓制模較大值計(jì)算，可得 Fp≥F m/K==（KN）(2)壓力機(jī)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(jī)上、下模板之間最小距離；hmax為壓機(jī)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(tái)肩高度。其主要技術(shù)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(jī)的校核公稱壓力 450kN 大于壓制計(jì)算總壓力 ，符合要求；模具閉合狀態(tài)時(shí)的高度為 155mm，滿足壓力機(jī)裝模高度 3305≥155≥80+10 的要求；滑塊行程 250mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于壓縮深度 70mm，符合要求；模具底面尺寸 260mm130mm，符合要求。復(fù)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(qiáng)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(shí)間為 15min 左右 【9】 。由于本次設(shè)計(jì)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(qiáng)度和剛度，因此模具上所有材料均可由 45 鋼機(jī)械加工、線切割加工、數(shù)控加工等完成。其中凹模上的引導(dǎo)環(huán)作用是引導(dǎo)凸模順利地進(jìn)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(shè)計(jì)原則，可用熱固性塑料的溢邊值作為確定間隙的標(biāo)準(zhǔn)。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(duì)成型塑件高度的凹模尺寸時(shí)，則根據(jù)塑件偏差的不同，按以下公式計(jì)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19圖 41 剎車片零件的成型尺寸凹模尺寸計(jì)算，按式（41）和（42）計(jì)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(jì)算設(shè)計(jì)壓縮模時(shí)，應(yīng)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(shè)計(jì)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(yù)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(jì)算出預(yù)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(jié)構(gòu)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(jìn)入凹模的深度，減少飛邊的厚度，承受液壓機(jī)余壓，有時(shí)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22圖 44 圓形承壓塊 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)壓縮模的導(dǎo)向裝置相比于注射模有以下幾個(gè)特點(diǎn)：，凸模和加料腔的配合段也能起到導(dǎo)向作用和定位作用，一般加料室上端設(shè)置有 10mm 的錐形導(dǎo)向環(huán)結(jié)構(gòu)。具體結(jié)構(gòu)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?yàn)楦鶕?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(yù)壓模具結(jié)構(gòu)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(dá)到塑料的成型溫度。而對(duì)于壓力機(jī)的校核等因?yàn)轭A(yù)壓模的壓制力比壓制模的壓制力大，所以壓力機(jī)選擇和校核就不必多此一舉了。而壓制模的設(shè)計(jì)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(tái)上固定好，然后安裝好電加熱棒，壓力機(jī)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(diǎn)高出的地方，此時(shí)，將再將預(yù)壓模預(yù)壓出的預(yù)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(jī)上滑塊下行帶動(dòng)上模下行，在導(dǎo)板和加料腔的引導(dǎo)環(huán)的導(dǎo)向作用下，上模的凸模首先與預(yù)壓塊接觸，將繼續(xù)下壓，預(yù)壓塊受熱和受壓進(jìn)一步的壓縮成型；上模繼續(xù)下行，壓力機(jī)上滑塊到達(dá)下死點(diǎn)，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(shí)間直至混合物完全固化成型，壓制成型結(jié)束。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我主要進(jìn)行半金屬剎車片模具的設(shè)計(jì)與制造，首先進(jìn)行了剎車片的尺寸測(cè)量和精度計(jì)算，做好了記錄，對(duì)所設(shè)計(jì)內(nèi)容有了感性認(rèn)識(shí)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。本人模具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：。由于本人水平有限，設(shè)計(jì)時(shí)有缺陷，尚待改進(jìn)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)，從中學(xué)到了新的實(shí)用知識(shí)，提高了設(shè)計(jì)能力。這就促使我加強(qiáng)模具知識(shí)與軟件學(xué)習(xí)的廣度和深度。同時(shí)，還要感謝在大學(xué)四年間教過我的所有老師，特別是教我模具專業(yè)知識(shí)的老師，沒有他們教給我的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，我是不可能完成此次模