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1、毕业设计（论文）题 目半金属刹车片模压模设计和制造学生姓名： 汪 俊 强 系 别： 材 料 工 程 系 专 业： 模具设计与制造 学 号： 20090330324 班 级： T9333 指导教师： 杨 明 摘 要本课题主要是对半金属刹车片的模压模具设计的研发过程，对塑件结构进行了工艺分析,并利用UG软件完成模具三维造型及二维工程图的设计。通过对半金属刹车片的工艺优化及模具设计的流程、工艺重要参数选择及优化，确定合理的模压工艺方案，并对其工序进行相关的工艺尺寸计算，然后根据压缩模的设计规范，设计出了合理的模具结构。关键词：模压；刹车片； 压制模；UGABSTRACTThis topic is m
2、ainly to semi-metallic brake pads molded mold design and development process, and completes the three-dimensional modeling and 2D drawing designing in UG. By semi-metallic brake pads process and optimization of mold design process, technology selection and optimization of key parameters, determined
3、a reasonable solution molding process , Calculated the process size which is related to the relevant processes .Then according to the design specification of compression die designed the reasonable mold structure.Keywords: molded; brake pads; press die; UG目 录第1章 概论1.1 课题来源、目的和意义1.2 国内外模具技术发展现状与趋势1.2
4、.1 国内外模具的发展现状1.2.2 国内外模具的发展趋势1.3 本课题的内容和具体要求1.3.1 本课题的内容1.3.2 对压制成型工艺的特点与要求1.3.3 刹车片的分类1.3.4 本课题的主要任务与要求1.4 压制成型工艺过程第2章 制件结构分析及工艺方案62.1 制件结构工艺分析62.2 制件工艺方案的确定82.2.1 主要设计内容82.2.2 工艺设计方案82.2.3 工艺方案的选择9第3章 工艺计算及主要工艺参数的确定113.1 加料腔尺寸计算113.2 压制成型压力的计算123.3 开模力的计算123.4 脱模力的计算133.5 压力机的选择133.6 压力机的校核143.7 压
5、力中心的确定143.8 预压和压制行程计算153.9 塑料件在模具内加压方向的选择153.10 压缩成型温度163.11 压缩成型时间16第4章 压缩模总体结构设计174.1 压缩模主体结构设计174.2 预压模的结构设计174.2.1 压膜的型腔配合形式174.2.2 确定成型零件的结构形式与尺寸计算184.2.3 加料室高度尺寸计算194.2.4 承压面的结构形式214.2.5 导向机构的设计224.2.6 凸模的尺寸校核234.3 压制模的结构设计244.3.1 成型零件的结构形式244.3.2 承压块的设计25第5章 模具的工作过程265.1 预压模模具的结构265.2 预压模的工作过
6、程265.3 压制模模具的结构275.4 压制模的工作过程27第6章 总结29结束语30致 谢31参考文献32第1章 概论1.1 课题来源、目的和意义本课题来源于生产实际，主要是对半金属刹车片的模压模具设计，并且得到了材料力学、塑料模具设计及机械制造技术基础的综合训练。同时，掌握汽车半金属刹车片的工艺优化及模具设计的流程、工艺重要参数选择及优化，并加深对计算机辅助绘图软件的了解以及加强查阅运用资料、手册的等主要方面能力的训练。在这个过程中也可以加强自身对所学知识的运用以及分析问题和解决实际问题的能力、探求真理的创新精神和创新能力并受到工程设计与科学理论结合的初步训练等方面的能力。模具设计和制造
7、是我国经济建设中的一项重要产业，起着振兴和发展我国模具工业的重要作用，正日益受到人们的重视和关注。以汽车半金属刹车片为例，通过计算机设计模具结构及模拟模压过程并对其中的工艺和模具进行优化，可以大大缩短模具设计周期，提高产品设计的准确性，降低产品开发和模具成本。尤其是在模具技术相对落后的中国，制造出优质的模具以及生产出高质量的模压产品势在必行。1.2 国内外模具技术发展现状与趋势1.2.1 国内外模具的发展现状模具作为工业生产的基础工艺装备, 在汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活用品的生产中被广泛应用。70%的零件都要依靠模具成形，并且随着近年来这些行业的迅速发展，对模具的要求
8、越来越迫切，精度要求越来越高，结构要求也越来越复杂。用模具生产零件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产效率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具生产的工艺水平及科技含量的高低,成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志,在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力, 决定着一个国家制造业的国际竞争力【1】。我国塑料模的发展极其迅速,30年已走过国外90年的历程, 现已具相当规模. 塑料模的设计技术、制造技术CAD 技术、CAPP(Copmuter Aided Programed Proee-dure / Proeess Planning)技术已有相应的涉猎和开发应【
9、2】。中国虽然在很早以前就制造模具和使用模具,但一直未形成产业。1988 年至1992 年, 国家委托中国模协和机械院在全国范围内组织了上百个模具企业和有关科研单位、大专院校, 共同对模具关键技术进行攻关, 取得了丰硕成果。20 世纪90 年代以来, 中国在汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/ CAM 技术。由于CAD/ CAE/ CAM 的应用, 特别是20 世纪80 年代开始中国许多模具制造厂从国外引进了许多软件, 包括压制模、级进模、塑料模、压铸模、橡胶模、玻璃模、挤压模等相应软件, 使中国模具设计制造水平有很大提高, 也产生了较大的经济技术和社会效益。20 世纪80 年代后期开始,
10、 中国模具工业发展十分迅速。由于国民经济的发展对模具提出了越来越高的要求, 使国有模具企业有了很大发展,世界模具市场仍然是供不应求。近几年, 世界模具市场总量一直保持在600 亿-650 亿美元之间。美、日、法、瑞等国每年出口模具约占其本国模具总产值的1/ 3, 我国模具的出口量还不到总产值的5%, 我国模具出口可以发展的空煎非常广阔【3】。综上所述, 我国塑料模具的质量、技术和制造能力近年来确实发展很快, 有些已达到或接近国际水平, 由于我国模具制造基础薄弱, 各地发展极不平衡, 因此总体来看, 与国际先进水平相比和与国内外市场需求相比, 差距还很大。这主要表现在下列方面。1.产品质量不高。
11、国内模具生产厂家，工艺条件参差不齐，差距很大。不少厂家由于设备不配套很多工作依赖手工完成，严重影响了精度和质量。模具的质量、性能依赖试模结果检验。2. 标准化水平不高。由于中国模具标准化工作起步较晚，模具标准件生产、销售、推广和应用工作也比较落后，因此，模具标准件品种规格少、供应不及时、配套性差等问题长期存在，从而使模具标准件使用覆盖率一直较低。3. CAD/CAE/CAM 技术刚起步。在欧美CAD/CAE/CAM 已成为模具企业普遍采用的技术而我国只是刚刚起步。在冲模设计中应用CAE软件，模拟金属变形过程，分析应力应变的分布，预测破裂、起皱和回弹等缺陷，我国只有少部分企业开始CAE 技术的应
12、用。4. 缺乏相关人才。我国传统教育方式对模具人才的培养存在不足。一些高校尽管在近几年内设立了模具专业，但由于受软硬件设施限制，培养出的学员实际技能不够。而社会上各种各样的模具培训班，由于缺乏规范的职业标准，因此学员质量良莠不齐。造成上述差距的原因很多, 除了历史上长期以来未将模具作为产品得到应有的重视以及多数国有企业机制仍不能适应市场经济之外, 还有下列几个主要原因:1. 国家对模具工业的政策支持力度还不够。2.人才严重不足, 科研开发及技术攻关方面投入太少。3.工艺装备水平低, 且配套性不好, 利用率低。4.专业化、标准化、商品化的程度低, 模具企业之间协作差。5. 模具材料及模具相关技术
13、落后【4】。1.2.2 国内外模具的发展趋势由于模具工业快速发展及上述各方面差距的存在，因此我国今后模具的发展必将大于模具工业总体发展速度。模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时，“小而专”、“小而精” 仍旧是一个必然的发展趋势。从技术上来说，为了满足用户对模具制造的“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求，以下的发展趋势也较为明显。展望我国模具的未来，笔者以为应从提高技术水平着手，一方面发展专业模具厂的技术优势，使之进一步提高对某一类模具的设计制造水平；另一方面要不断采用新技术、新工艺，提高模具产品的技术含量。要提高我国的模具技术水平，必须在以下方面加大努力：1.开发精密、
14、大型、复杂、长寿命的模具，实现模具国产化；2.加速模具标准化、专业化、商品化生产；3.大力发展CADCAMCAE、RPM等先进模具设计和制造技术；4.加大人才培养的力度，使他们尽快掌握模具设计和制造中的先进技术。1.3 本课题的内容和具体要求1.3.1 本课题的内容汽车工业是一个巨大的市场，新型高性能无石棉摩擦材料刹车片、离合器片是汽车不可缺少的零配件（易耗体），同样拥有巨大的需求和市场，且市场需求增长与汽车工业的发展息息相关（汽车产量和保有量决定了刹车片的产量，它与刹车片产销量之间存在很强的正相关关系），中国汽车工业的快速发展将直接带动摩擦材料（刹车片、离合器片）生产企业的更高速发展。本课题对半金属刹车片模压模具进行设计，并根据图纸和模压工艺制造模具。1.3.2 对压制成型工艺的特点与要求压制成型又称为压塑、压缩或者压胶成型，主要用于成型热固性塑件的制件，还可以成型热固性塑性塑料制件。其工艺的主要优点与制件的主要要求有如下几点：（一） 制件质量高与热固性塑料注射或压注成型相比，制件的收缩率较小、变形小、各项性能比较均匀，塑料流动距离较短，收填料的定向影响少，制件案的尺寸变动和变形小，故力学性能稳定。（二） 制件尺寸精度高适用于流动性差的塑料，从而比较容易成型大型制件，尺寸精确，表面光洁，质量稳定，可换性好。（三） 模具结构简单与注塑成型等相比，使用的设备和模具比较简单。制
