【正文】 車(chē)片 的工藝優(yōu)化及模具設(shè)計(jì)的流程、工藝重要參數(shù)選擇及優(yōu)化，并加深對(duì)計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件的了解以及加強(qiáng)查閱運(yùn)用資料、手冊(cè)的等主要方面能力的訓(xùn)練。 模具設(shè)計(jì)和制造是我國(guó)經(jīng)濟(jì) 建設(shè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)，起著振興和發(fā)展我國(guó)模具工業(yè)的重要作用，正日益受到人們的重視和關(guān)注。尤其是在 模具 技術(shù)相對(duì)落后的中國(guó)，制造出優(yōu)質(zhì)的模具以及生產(chǎn)出高質(zhì)量的 模壓 產(chǎn)品勢(shì)在必行。 70%的 零件都要依靠模具成形，并且隨著近年來(lái)這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)模具的要求越來(lái)越迫切，精度要求越來(lái)越高，結(jié)構(gòu)要求也越來(lái)越復(fù)雜。 模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低 ,成為衡量一個(gè)國(guó)家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志 ,在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力 , 決定著一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力 【 1】 。 中國(guó)雖然在很早以前就制造模具和使用模具 ,但一直未形成產(chǎn)業(yè)。 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái) , 中國(guó)在汽車(chē)行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開(kāi)始采用 CAD/ CAM 技術(shù)。 20 世紀(jì) 80 年代后期開(kāi)始 , 中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展十分迅速。 近幾年 , 世界模具市場(chǎng)總量一直保持在 600 億 650 億美元之間。 綜上所述 , 我國(guó)塑料模具的質(zhì)量、技術(shù)和制造能力近年來(lái)確實(shí)發(fā)展很快 , 有些已達(dá)到或接近國(guó)際水平 , 由于我國(guó)模具制造基礎(chǔ)薄弱 , 各地發(fā)展極不平衡 , 因此總體來(lái)看 , 與國(guó)際先進(jìn)水平相比和與國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求相比 , 差距還很大。 。不少?gòu)S家由于設(shè)備不配套很多工作依賴手工完成，嚴(yán)重影響了精度和質(zhì)量。 2. 標(biāo)準(zhǔn)化水平不高 。 3. CAD/CAE/CAM 技術(shù)剛起步 。在沖模設(shè)計(jì)中應(yīng)用 CAE 軟件，模擬金屬變形過(guò)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(guó)只有少部分企業(yè)開(kāi)始 CAE 技術(shù)的應(yīng)用。 我國(guó)傳統(tǒng)教育方式對(duì)模具人 才的培養(yǎng)存在不足。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。 , 科研開(kāi)發(fā)及技術(shù)攻關(guān)方面投入太少。 、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低 , 模具企業(yè)之間協(xié)作差。 國(guó)內(nèi)外模具的 發(fā)展 趨勢(shì) 由于模具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國(guó)今后模具的發(fā)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，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。要提高我國(guó)的模具技術(shù)水平，必須在以下方面加大努力： 、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具，實(shí)現(xiàn)模具國(guó)產(chǎn)化； 2..加速模具標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、商品化生產(chǎn)； CAD／ CAM／ CAE、 RPM 等先進(jìn)模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)； ，使他們盡快掌握模具設(shè)計(jì)和制造中的先進(jìn)技術(shù)。 本課題對(duì)半金屬剎車(chē)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。其工藝的主要優(yōu)點(diǎn)與制件的主要要求有如下幾點(diǎn)： （一） 制件質(zhì)量高 與熱固性塑料注射或壓注成型相比，制件的收縮率較小、變形小、各項(xiàng)性能比較均勻，塑料流動(dòng)距離較短，收填料的定向影響少，制件案的尺寸變動(dòng)和變形小，故力學(xué)性能穩(wěn)定。 （三） 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 與注塑成型等相比，使用的設(shè)備和模具比較簡(jiǎn)單。特別適用于生產(chǎn)數(shù)量少的制件，可以降低成本。 剎車(chē)片的分類(lèi) 有著汽車(chē)保護(hù)神之稱的剎車(chē)片，不僅是剎車(chē)系統(tǒng)中重要零部件之一，更是汽車(chē)易損湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ４ 件中的一種。目前，市場(chǎng)上的剎車(chē)片按成分技術(shù)來(lái)分主要分為以下三種： （一） 石棉型剎車(chē)片：其成分 40%60%是石棉 。 其缺點(diǎn)是： 。 。 （二） 半金屬混合物剎車(chē)片：主要采用粗糙鋼絲絨作為加固纖維和重要的混合物。 其缺點(diǎn)是： 壓力來(lái)完成同樣的制動(dòng)效果， ，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生更大的噪音。 ，將會(huì)導(dǎo)致制 動(dòng)萎縮和剎車(chē)液沸騰。 NAO 片其主要優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)論在低溫或高溫都保持良好的制動(dòng)效果，減少磨損，降低噪音，延長(zhǎng)剎車(chē)盤(pán)的使用 壽命。 所有世界著名品牌奔德士 /菲羅多牌剎車(chē)片使用的摩擦材料都是第三代 NAO 無(wú)石棉有機(jī)物材料。保護(hù)駕駛員生命安全。 目前市場(chǎng)上大 部分剎車(chē)片都是使用第二代半金屬摩擦材料或石棉制造。轎車(chē)盤(pán)式剎車(chē)片的典型結(jié)構(gòu)是由鋼背和襯片二者結(jié)合而成，鋼背在剎車(chē)片中起著支撐和增強(qiáng)作用，使剎車(chē)片能夠經(jīng)受制動(dòng)和傳動(dòng)時(shí)的沖擊力和壓力；襯片則起制動(dòng)或傳動(dòng)的功用，剎車(chē)片制動(dòng)性能的好壞主要是指襯片性 能的優(yōu)劣 【 6】 。 （二）估 計(jì)預(yù)期的效果：通過(guò)本次設(shè)計(jì)，熟練掌握模具開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí) 和工藝 ，并能熟練應(yīng)用 UG、 AutoCAD。 其中，半金屬混合物的厚度為 11mm，鋼板的厚度為 6mm，具體形體尺寸如圖。鋼背板的表面粗糙度是 ，并且此板事先要用線切割 切出來(lái)，然后在壓縮模裝配時(shí)放入凹模內(nèi)，然后再在加料腔里加入粉料進(jìn)行加熱壓縮固化成型。但是，半金屬摩擦片的材料成分比較復(fù)雜，不宜直接計(jì)算它的密度、比體積、壓制成型壓力、壓制成型溫度以及成型收縮率等加工過(guò)工藝參數(shù)。同時(shí)，采用預(yù)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。 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 制件工藝方案的確定 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 本課題主要是對(duì) 剎車(chē)片 進(jìn)行 工藝 分析并進(jìn)行模具三維造型及二維圖的設(shè)計(jì)，從而達(dá)到提高學(xué)生的模具設(shè)計(jì)水平，提高綜合運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)的能力，為將來(lái)工作奠定基礎(chǔ)，積累經(jīng)驗(yàn)。 但是 ，只有對(duì)工序進(jìn)行合理的組合以及對(duì) 壓制 順序進(jìn)行合理的安排，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效益，滿足大批量生產(chǎn)要求。由于在 小 批量的生產(chǎn)時(shí) 剎車(chē)片壓制 工藝方案的關(guān)鍵在于考慮 生產(chǎn)的成本 ， 在保持優(yōu)良性能的 情況下，使用大量?jī)r(jià)格低廉的材料，使得這些材料的價(jià)格比較便宜 。主要結(jié)構(gòu)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(gòu)成加料室。但是其缺點(diǎn)是： 凹模的 加工困難，難以實(shí)現(xiàn)，而且凹模邊緣處的毛刺等不易清除； ，由于 剎車(chē)片 的形狀原因，導(dǎo)致 取件不容易實(shí)現(xiàn) ，并且開(kāi)模后擠壓邊緣上的廢料不易清除，最后 生產(chǎn)效率變低，提高了生產(chǎn)成本及生產(chǎn)周期。 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(xué)強(qiáng) 度降低，剎車(chē)片的密實(shí)度難以保證，有可能造成預(yù)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。由于是試制新產(chǎn)品， 在一定程度上 可以縮短試制周期，降低了成本。 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(shí)，材料損耗 少 ，塑件密實(shí)性好，飛邊在垂直方向，易于去除 。 綜合 以上 的 分析比較，可看出在一定的生產(chǎn)批量條件下，選擇第 三 方案 較為合理。 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第 3 章 工藝計(jì)算及主要工藝參數(shù)的確定 加料腔尺寸計(jì)算 由于本制件型面復(fù)雜，無(wú)法用普通方法直接計(jì)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(shí)物用三維圖畫(huà)出來(lái) ，并不斷的調(diào)整 實(shí)物 的大小和形狀，直到 所有的尺寸與實(shí)物一 致 ， 然后利用 UG 軟件的分析功能，最終確定實(shí)物的分型面面積和體積、周長(zhǎng)分別為 ： 、 。 成型塑件所需 的 總 壓力計(jì)算公式 【 7】 ： Fm=nAP （ 31） 式 中： n—— 型腔數(shù)目 A—— 單個(gè)型腔水平 投影面積（ mm2） ，對(duì)于溢式和不溢式模具，A等于塑料制件最大輪廓的水平投影面積；對(duì)于半溢式 模具， A等于加料腔的水平投影面積； P—— 壓縮成型塑件所需的 單位 成型 壓力（ Mpa） 通過(guò) UG 軟件分析中測(cè)量面命令估算 塑料件 在 加料型腔 的投影面積為 A= 在材料為 混合物（其主要成分的酚醛樹(shù)脂） 的情況下，其單位壓力查表 ，取扁平壁厚塑件，粉末酚醛樹(shù)脂類(lèi)，不預(yù)熱的單位壓力 在～ 之間， 取 P=15MPa；預(yù)熱的單位壓力在 ～ 之間，取 P=12MPa 【 7】 。又由于本次產(chǎn)品設(shè)計(jì)處于試制階段，因此均采用一模一件的模具，所以取 n=1 。 Fm預(yù) = Fm壓 = 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 Fm—— 壓縮成型塑件所需的總成型 壓力（ Mpa） 由于塑件形狀簡(jiǎn)單，因此預(yù)壓模時(shí)，配合環(huán)高度較高，取K=；壓制模時(shí)，凸、凹模配合環(huán)不高，取 K=。 查表 ，此處取 Pf＝ 。如圖 33 所得塑件的周長(zhǎng)為 C= 由于預(yù)壓模的原因，塑件的高度略高于實(shí)際尺寸，故取高度為h=14mm。選用液壓壓力機(jī)時(shí)，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(yīng)小于或等于壓力機(jī)的公稱壓力，即 Fm≤ KFp ； （ 34） FK預(yù) ≤ FK壓 ≤ Ft預(yù) = Ft壓 = 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 式中： Fm—— 壓縮成型塑件制件所需要的總壓力（ N）； Fp—— 壓機(jī)公稱 壓力（ N） K—— 修正系數(shù)， K=，根據(jù)壓機(jī)新舊程度而定。 (3)壓力機(jī)的滑塊行程必須滿足壓制件的成形要求。 綜上所述，結(jié)合計(jì)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(shí)作用 的壓力機(jī) Y（ X） D45【 8】 。 壓力中心的確定 Fp≥ 壓力機(jī) ： Y（ X） D45 模具底面尺寸 260mm130mm 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 壓縮模具的中心就是壓制力的合力作用點(diǎn)。 對(duì)稱形狀的工件，其壓力中心位于其輪廓圖形的幾何中心。本工件為對(duì)稱件，所以其壓力中心就是模具的幾何中心。 2）壓制工作行程 測(cè)量得坯料至制件的最低點(diǎn)為 5mm，取整加上 1015，取壓制工作行程為 20mm。在確定加壓方向 （ 1） 有利于壓力傳遞。 （ 3）便于安裝和固定嵌件。嵌件安裝在上模 : （ 4）保證凸模的強(qiáng)度。 圖 34實(shí)物的 加壓方向 預(yù)壓壓料行程 80mm 壓制工作行程 20mm 加壓方向 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 壓縮成型溫度 壓縮成型溫度 是指壓縮成型溫度是指壓縮成型時(shí)所需的模具溫度，是熱固性塑料流動(dòng)、充模，并最后固化成型的主要工藝參數(shù)，決定了成型過(guò)程中塑料交聯(lián)反應(yīng)的速度，從而影響塑件的最終性能。綜合考慮