【導(dǎo)讀】分析,并利用UG軟件完成模具三維造型及二維工程圖的設(shè)計(jì)。通過對半金屬剎車片的工。課題來源、目的和意義··································································１。國內(nèi)外模具的發(fā)展趨勢·····························································２

　　

【正文】 來確定其體積。所以只能根據(jù) UG 軟件的分析功能來確定。從圖 可知剎車片的體積為 。 加料腔的高度計(jì)算一般根據(jù)其加料腔結(jié)構(gòu)的形式不同而由不同的計(jì)算公式。本模具結(jié)構(gòu)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（ cm3）； V0—— 在 AB 線以下的型腔體積（ cm3）； A—— 在 AB 線以上的加料腔橫斷面積（ cm2）； K—— 修正量，取 ~。 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。取修正量 K=。 如圖所示圖 42，可知預(yù)壓模的壓制塊的面積為 ，在 AB 線 以上的加料腔橫斷面積為 mm2 。 圖 42預(yù)壓模的型腔面積和制件面積 由于預(yù)壓模所生產(chǎn)出來的制件體積比實(shí)際制件的體積大，因此按照預(yù)壓模的制件體積是剎車片最終體積的 倍。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。 將體積和面積代入 V =Sh 得 = h 得 h= K0 ??? A VVH SL湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 取實(shí)際預(yù)壓模的制件高度為 h=14mm。 又因?yàn)榫C合考慮各方面因素，確定塑料粉末的比體積為 υ =5 cm3/g. 因此塑料原料體積 VSL= V0υ= Sh = 14 5 = 0VSLVH ??? =（ 14） /+ = 取 H=56mm 因此可以確定加料腔的高度為 56mm，又因?yàn)楸灸＞叩奶厥庠O(shè)計(jì)，采用的是不帶加料板的壓縮模，而且由于半溢式的特殊情況，為保證剎車片的壓力能夠均勻加載，使得加料室的橫截面積與型腔尺寸幾乎相等，所以可以確定凹模的加料腔深為 70mm。又由于為了方便模具加工，降低模具的生產(chǎn)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。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。這樣以承壓塊作為承壓面的作用是減輕擠壓環(huán)的載荷，延長模具壽命。模具的承壓面形式不同，對模具的使用壽命及塑件質(zhì)量有很大的影響。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(yīng)一致，材料為 45 鋼，硬度為 2232HRC。如下圖所示圖 44； h=14mm H=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)。 ，可在大型殼體塑料件中心設(shè)置中心導(dǎo)柱。 ，因此，一般不采用帶有加油槽的潤滑形導(dǎo)柱 【 10】 。 針對 本模具的實(shí)際情況和出于對成本的考慮，為了便于加工，采用導(dǎo)板導(dǎo)向，鑒于導(dǎo)板導(dǎo)向的局限性，最終經(jīng)過反復(fù)推敲，采用 T型槽導(dǎo)板來導(dǎo)向，利用多方位的導(dǎo)向和定位解決了導(dǎo)板定位不準(zhǔn)確的問題。具體結(jié)構(gòu)如圖 45。 湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 圖 45預(yù)壓模的導(dǎo)板導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 凸模的尺寸校核 由于剎車片并不是簡單的圓形，為了確定凸模在軸向壓力（壓制力）的作用下保證凸模的強(qiáng)度和剛度，不發(fā)生失穩(wěn)的情況，必須要對凸模進(jìn)行校核。 σ ，必須小于凸模材料強(qiáng)度允許的壓力 [σ ],即： σ =FP/Amin≤ [σ ] （ 45） 剎車片非圓形，因此承載能力的校核公式有 Amin≥ FP/[σ ] （ 46） 式中 σ —— 凸模最小斷面的壓應(yīng)力， MPa； FP—— 凸?？v向總壓力， N； Amin—— 凸模最小斷面面積， mm2； [σ ]—— 凸模材料的許用壓應(yīng)力， MPa； 凸模的材料為 45鋼， 淬火 處理后的硬度為 48~56HRC，查表可知 45鋼的許用壓應(yīng)力 [σ ]為 120MPa。凸?？v向的總壓力近似于壓制力，所以取 FP=。 所以根據(jù)公式（ 46）可得凸模的最小斷面面積為 Amin≥ FP/[σ ] =120MPa / = mm2 又因?yàn)楦鶕?jù)圖 ，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。 【 11】 ： Lmax≤ 135 （ 47） 式中 Lmax—— 凸模彎曲極限長度， mm； [σ ]=120MPa FP= Amin≥ mm2 pFJ湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 FP—— 凸 模縱向總壓力， N； J—— 凸模最小橫截面的軸慣性距， mm4； 通過查資料得均質(zhì)物體的軸慣性矩公式為 【 12】 ： J=∫ y2dA = 16507808 mm4 從而得 Lmax≤ 135 =135 = 凸模的長度為 76mm，遠(yuǎn)小于彎曲極限長度，符合要求。 壓制模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 壓制模的模具結(jié)構(gòu)與預(yù)壓模的結(jié)構(gòu)大同小異，相對于預(yù)壓模來說，主要的區(qū)別有以下幾點(diǎn)： ，而壓制模由于有壓制塊的填入，所以加料室的高度大大降低。 壓模是把原料簡單的進(jìn)行壓縮，并沒有發(fā)生固化反應(yīng)，而壓制模是最終成型步驟，需要發(fā)生固化反應(yīng)。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。 矩形。 ，然后在凹模里加入壓制塊，所以在結(jié)構(gòu)和工作行程上有一定的差異。 下面介紹壓制模的設(shè)計(jì)主要介紹與預(yù)壓模不同的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，而凸模、凹模的尺寸計(jì)算等都與預(yù)壓模的尺寸近似或者相等，在這里就不贅述了。 而對于壓力機(jī)的校核等因 為預(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。對于凸模的校核，因?yàn)閴褐颇５耐鼓１阮A(yù)壓模的凸模斷面面積大，而長度確比預(yù)壓模的還要小，根據(jù)（ 45）、（ 46）、（ 47）的公式可以輕易得知凸模的選用完全符合力學(xué)上的要求。 成型零件的結(jié)構(gòu)形式 壓制模的型腔結(jié)構(gòu)的主要特色在于需要在模具裝配前將剎車片的鋼 Lmax≤ 湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 背板放入凹模的型腔里，然后再將加料腔固定在凹模上。在預(yù)壓模的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)為一個(gè)整體。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。如圖 4 47 所示： 圖 46鋼背板放入凹模里 圖 47加料室固定在凹模上 承壓塊的設(shè)計(jì) 由于定位螺釘?shù)姆植枷拗屏顺袎簤K的位置，致使承壓塊的分布只能處于下模部分的中間，為了方便定位，處于中間的承壓塊不宜是圓形或者弧形，因此壓制模的承壓塊設(shè)計(jì)為矩形，具體分布位置見上圖 . 湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 第 5 章 模具的工作過程 預(yù)壓模 模具的結(jié)構(gòu) 本模具為 預(yù)壓 模，主要零件有凸模、凹模、 加料腔 等，其結(jié)構(gòu)如圖 51 和 52所示 : 圖 51 模具總裝配爆炸圖 圖 52 AA剖視圖 預(yù)壓模 的工作過程 工作初開始時(shí)， 壓力機(jī) 中的 油泵 通過 液壓作用 將 上模部 分提 起，頂?shù)奖?加料腔 最高點(diǎn)高出的地方，此時(shí)，將 剎車片原料 放 入 壓 凹模的加料室里 ， 高度與下面部分的上平面略低 1~2mm；壓力機(jī)上滑塊下行帶動上模下行，在導(dǎo)板的導(dǎo)向作用下，上模 的凸模 與下模的 加料室的引導(dǎo)環(huán) 部分首先與 粉料 接觸，將 粉料下壓 ， 溢料 部分 隨著粉料 受到的 壓制力 阻力增大 向兩邊流動，通過凸模與加料腔的間隙向上流動 ；上模繼續(xù)下行，壓力機(jī)上湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 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，預(yù)壓成型 結(jié)束。 停止壓力機(jī)工作，從工作臺上取下預(yù)壓模，從下模部分松開螺釘，手動取出預(yù)壓塊，然后裝配好模具放在工 作臺上，進(jìn)入下一次工作。 壓制模模具的結(jié)構(gòu) 本模具為 壓制 模，主要零件有凸模、凹模、 加料板 等，其結(jié)構(gòu)如圖 53 和 54所示 : 圖 53 模具總裝配爆炸圖 圖 54 AA剖視圖 壓制 模的工作過程 工作初開始時(shí)， 將模具的上模部分打開，將加料板也 從 下模部分打開，在凹模里嵌湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 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。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(jī) 中的 油泵 通過 液壓作用 將 上模部分提 起，頂?shù)奖?加料腔 最高點(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。 停止加熱和 停止壓力機(jī)工作，從工作臺上取下 壓制 模，從下模部分松開螺釘，手動取出預(yù)壓塊，然后進(jìn)入下一次工作。 湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 第 6 章 總結(jié) 為期一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們對所學(xué)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(xùn)練，對我們畢業(yè)生來說是踏上工作崗位前的一次嚴(yán)格的檢驗(yàn)。 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 剎車片的尺寸測量和精度計(jì)算 ，做好了記錄，對所設(shè)計(jì)內(nèi)容有了感性認(rèn)識，為畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，我還針對壓縮模的設(shè)計(jì)與制造進(jìn)行了文獻(xiàn)檢索，了解了模具設(shè)計(jì)的基本步驟與發(fā)展現(xiàn)狀，并制定了設(shè)計(jì)方案和具體的進(jìn)度 計(jì)劃。 在具體設(shè)計(jì)的過程 中，我充分利用四年來所學(xué)的專業(yè)知識，特別是四年來積累的在工程領(lǐng)域分析問題、解決問題的 方法。通過 UG 的使用 ，鍛煉了我對軟件應(yīng)用的熟練程度，同時(shí)也讓我看到了 UG 和 CAD 的不同點(diǎn)和相互互補(bǔ)的地方，區(qū)分開了二者的優(yōu)劣，為以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。 本人模具有以下幾個(gè)特點(diǎn) ： 帶有預(yù)壓模的 壓縮模具 方案 。 用 半溢式壓縮模 的方式，這樣 減少了原料體積的嚴(yán)格計(jì)算和測量， 且進(jìn)料均勻， 飛邊 在制件垂直面 ， 有利于清除飛邊 。 一 腔式模具，生產(chǎn)效率完全可以達(dá)到試制 生產(chǎn)要求。 ，這樣就大大縮短了模具的開發(fā)周期，模具的型腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工時(shí)應(yīng)該考慮使用 線 切割 和數(shù)控加工 。 由于本人水平有限，設(shè)計(jì)時(shí)有缺陷，尚待改進(jìn)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我對一套模具從設(shè)計(jì)到加工的全過程有了清醒而直觀的認(rèn)識，了解了壓縮模的工作原理，對模具主要零件的設(shè)計(jì)及精度的確定具備了一定的經(jīng)驗(yàn)知識，能夠?qū)δ＞咴O(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的問題提出合理的解決方法，這些都為我以后從事實(shí)際工程技術(shù)工作奠定了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 結(jié)束語 本文首先介紹了汽車 剎車片 壓制 模具的特點(diǎn)以及現(xiàn)狀與發(fā)展，然后對 剎車片 的 結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝分析與工藝方案的確定。接著主要計(jì)算了工序件 壓制 力、 脫模力 、 開模 力，最后對模具進(jìn)行總體 設(shè)計(jì)，然后對模具的工作 過程進(jìn)行了介紹。 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，提高了設(shè)計(jì)能力。汽車 剎車片 具有表面質(zhì)量高，剛性好，輪廓尺寸大，形狀復(fù)雜等特點(diǎn)，要求經(jīng)過 預(yù)壓 ， 壓制兩 道工序 、 工藝流程等。通過這次設(shè)計(jì)，懂得了設(shè)計(jì)原則，方法等內(nèi)容 ，也使自己在使用 UG軟件方面有了很大的進(jìn)步，體會到了它們在模具設(shè)計(jì)方面的方便與靈活，同時(shí)也使我深深體會到三維造型在模具 設(shè)計(jì)中的優(yōu)越性。 但是，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)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(xué)習(xí)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(jīng)驗(yàn)的工藝參數(shù)與結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選擇和優(yōu)化過程中走了不少彎路。這就促使我加強(qiáng)模具知識與軟件學(xué)習(xí)的廣度和深度。 湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 致 謝 經(jīng)過半年的忙碌 和學(xué)習(xí) ，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的 互相幫助 ，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。首 先我要感謝我的指導(dǎo)老師 —— 楊明 老師！謝謝 楊 老師給我的指導(dǎo)，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中導(dǎo)師給了我許多悉心幫助，給了我許多思路與技術(shù)方面的提示，為我完成該課題提供了豐富的生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)、參考資料和面對面的指導(dǎo)，幾個(gè)月來， 楊 老師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、和實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以及他們給予學(xué)生的支持和鼓勵將使我終生難忘。我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對我以后的模具設(shè)計(jì)工作大有裨益。 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)知識的老師，沒有他們教給我的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，我是不可能完成此次模具設(shè)計(jì)的。 其次要感謝我的同學(xué) 對我無私的幫助，特別是在軟件的使用方面，正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計(jì) 。 另外，我還要 再次 感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會我專業(yè)知識。！ 謝謝你們！ 湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 參考文獻(xiàn) [1] 陳志明 . 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展 [J].鍛壓技術(shù) ， 2020， 5： 14. [2] 唐志玉 . 塑料?，F(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J].模具工業(yè) ， 1996， 5： 3538. [3] 周永泰 .中國模具工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展 [J].電加工與模具 ， 2020， 增刊 ：912 [4] 屈偉平 . 我國模具制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問題及對策 [J].模具技術(shù) ，2020， 5： 5963 [5] 洪慎章 .實(shí)用壓塑成型及模具設(shè)計(jì) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [6] 申榮華 . 汽車盤式制動襯片熱壓模設(shè)計(jì) [J].模具技術(shù) ， 2020， 3： 2745. [7] 歐陽德祥 .塑料成型工藝與模具結(jié)構(gòu) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020，226236 [8]唐志玉 .塑料模具設(shè)計(jì)師指南 [M]. 北京： 國防工業(yè)出版社 ，1999， ,350359 [9] 劉紅普 . 汽車鼓式剎車片筒式多層熱壓模具的設(shè)計(jì) [J].機(jī)械工程師 ，2020， 9： 143145. [10]吳生緒 . 塑 料成型模具設(shè)計(jì)手冊 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020，385386 [11]成虹 . 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) [M].： 高等教育出版社 ， 2020. 6970 [12]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室 . 理論力學(xué) [M].7. 北京：高等教育出版社， ,