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1、汽车刹车片模具设计浙江理工大学本科毕业论文摘要粉末冶金是一种不需要将材料融化的冶金方法,是冶金和材料科学的一个分支。而随着经济的发展,粉末冶金工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点,使其在现代工业中的地位也越来越高。相应的,粉末冶金模具作为现代高速成型技术在工艺装备中起到越来越大的作用。特别是在汽车行业中应用的比例越来越重,是现代汽车行业发展的重要支柱之一,现代工业发展的一个方向.本次设计了一套汽车刹车片的压制模。本课题主要是查找刹车片的压坯到模具模架的选择准则,了解各个零件的具体要求。从对零件压坯的尺寸,密度,质量和高度等计算,来确定阴模与模冲的类型,再通过对
2、压机的选择设计所需要的模具,顶出方式的选择,加热方式的选择,加热元件规格的计算与选择,对模具的材料进行选择,强度校核,粗糙度的确定,最后画出零件图和装配图。关键字:粉末冶金;压制成形;刹车片模具汽车刹车片模具设计AbstractPowdermetallurgyisabranchofmetallurgyandmaterialssciencewhoisanundesirablematerialmeltingmetallurgymethod.Withthedevelopmentofeconomy,Becauseofpowdermetallurgyprocesswithhighefficiency,s
3、tablequality,lowcostandcanbeprocessedwithcomplicatedshapesadvantages,sothatitspositioninmodernindustryaremoreandmoreimportant.Accordingly,powdermetallurgydieasamodernhigh-speedmoldingtechnologyplayanincreasinglyimportanttoleintheprocessequipment.Especiallyintheautomotiveindustry,anincreasingproporti
4、onofre-application,isoneoftheimportantpillarsofthemodernautomobileindustryandalsoisadirectionofModernindustrialdevelopment.Thisdesignisapressdieofbrakepads.Theprojectmustbasisonpartssize,density,heightandmasstodesignthemildsstampingtype.Thenbasisonpressmachinetochoicemoldstype.ThenIchoicethebestwayf
5、orpushing-outandboiling.NextstepareSelectingthematerialofthemoldandStrengthcheck.Thelastway,Imustdeterminetheroughnessanddrawthepartsandassemblydrawingsfinally.KeyWords:Powdermetallurgy;stampingshape;Brakepadsmold浙江理工大学本科毕业论文目录摘要Abstract第1章绪论11.1 粉末冶金概述11.2 模具工业在现代工业国民经济中的地位41.3 粉末冶金模具的现状.4第2章粉末冶金模具
6、设计的原则52.1 通用粉末成形压机的选择原则52.2 压坯的选用原则52.3 压制成形模具设计准则.6第3章模具的设计和材料选择.63.1 压坯的要求和压制方式的选择.63.1.1 压制方式的选择.93.1.2 顶出方式的决定113.1.3 加热管的排布方案与选择.123.2 阴模的设计133.3 上下模冲的设计.133.3.1 下模冲长度的设计.133.3.2 上模冲的设计143.4 其它模架零件的设计143.5 连接方式的设计.153.5.1 上下模座与固定板之间的连接153.5.2 下模座与阴模固定板之间的连接.153.6 阴模材料的选择153.7 模冲材料的选择.163.8 模架的材
7、料选择.16第4章强度的校核.174.1 压机的选择174.2 模冲强度校核17第5章模具间的余量的计算185.1 下模冲的弹性变形余量.185.2 阴模与下模冲的间隙185.3 压坯烧结率与回弹率的总收缩率计算.195.3.1 压坯的回弹率195.3.2 回弹率的影响因素205.3.3 烧结收缩率.20第6章主要零件加工后应达到的要求216.1 阴模.216.2 模冲226.3 其他零件22汽车刹车片模具设计总结与展望.24参考文献.27致谢.29浙江理工大学本科毕业论文第1章绪论1.1粉末冶金概述粉末冶金是一门制造金属粉末,以金属粉末（包括混入有废金属粉末者）为原料,用成形-烧结制造材料或
8、制品的技术学科。广义上,它也包括以氧化物、化物、碳化物等非金属化合物粉末为原料,用成形-烧结制造材料或制皮的技术。这里所讲的成形,系指赋予金属粉末等原料粉末以所要求的金属制品的形状与尺寸。在制造粉末冶金零件的过程中,所用的成型模具是如何设计的。模具设计与所使用的粉末原料的性能、使用的成形工艺与设备以及所制造的零件的材料性能、形状和尺寸大小等密切相关。特别是20世纪70年代以来,铁基粉末冶金零件的生产技术发展非常快,一句对所制造零件的技术性能要求,研发出了各种各样的金属粉末成形技术与设备,除常规的单轴向刚性模具压制工艺之外,还有粉末锻造、注射成型、温压、热压、冷等静压、热等静压、挤压、粉末轧制、
9、粉浆浇注、喷射成形及无模成形等。其中多种成型工艺都涉及到模具设计问题。粉末冶金是一门古老的冶金技术。我国早在2500多年前的春秋末期,就已用块炼铁（即海绵铁）锻造法制造铁骑了。块炼铁是用木炭还原铁矿制成海绵铁,这和现在还原铁粉的生产工艺相似,故可称之为早期的粉末锻造技术。这项技术后来由于炼铁技术的兴起而从历史舞台上消失。进入18世纪后,为制取金属铂,粉末冶金重新焕发了青春。从而,使粉末冶金这么古老的冶金技术开始进入现代科学技术发展的行列。继金属铂之后,在19世纪后期至20世纪初,用粉末冶金方法制取了具有划时代意义的钨。之后粉末冶金方法制取了钼、铌等难熔金属,从而为现代电子和电光源工业的发展奠定
10、了基础。20世纪初,继难熔金属之后,用粉末冶金技术陆续研制成功了硬质合金,多孔性金属含油轴承、钨-钢与钨-钢镍复合材料等。1汽车刹车片模具设计2003年全球粉末货运总量约为88万吨,其中美国占51%,欧洲18%,日本13%,其他国家和地区18%。汽车工业的发展推动了现代粉末冶金技术的进步。汽车制造业现已经成为粉末冶金工业最大的用户,20005年欧洲生产的粉末冶金结构零件80%用于汽车制造,在日本为90%,北美为75%。一方面汽车的产量在不断加,另一方面粉末冶金零件在单辆汽车上的用量也在不断增加。北美平均每辆汽车粉末冶金零件用量最高,为19.5公斤,欧洲平均为9公斤,日本平均为8公斤。中国由于汽
11、车工业的高速发展,拥有巨大的粉末冶金零部件市场前景,已经成为众多国际粉末冶金企业关注的焦点。信息行业的发展也为粉末冶金工业提供了新的契机。日本电子行业用的粉末冶金产品已经达到了每年4.3亿美元,其中热沉材料占23%,发光和电极材料占30%。现代粉末冶金工业,除了通常所讲的生产铁粉、铜粉等金属粉末和生产铁基、铜基粉末冶金制品等产业外,广义的讲,还应包括用粉末冶金技术制造的所有产品门类的产业,诸如难熔金属制品、硬质合金、金刚石-金属制品、软磁与硬磁铁氧体元件、技术陶瓷、电触头材料、多孔性金属过滤器、金属-石墨材料业。现在用粉末冶金技术制造的材料或制品,大体上可以分为五类:1) 粉末冶金机械零件,其
12、中包括烧结金属自润滑轴承、烧结金属结构零件及烧结金属摩擦材料与制品等;2) 铁氧体磁性材料,其中包括永磁铁氧体材料、软磁铁氧体材料3) 硬质合金材料与制品,其中包括工具材料、耐磨材料、耐高温与耐腐蚀材料;4) 难熔金属或高熔点金属材料与制品,诸如钨、钼、?、铌;5) 精细陶瓷材料与制品。粉末冶金机械零件是当前粉末冶金工业的主导性产品。广泛使用的粉末冶金机械零件材料有烧结铁、烧结碳钢、烧结低合金钢、烧结合金钢、烧结不锈钢、烧结铝和烧结铝和金、烧结同和烧结铜合金、烧结镍合金等。早期的粉末冶金机械零件主要是含油轴承与垫圈之类的制品,形状简单且力学性能较低。近40年来,由于钢铁粉末、粉末成形压机、模具
13、、烧结炉等的不断改进,组合烧结、粉末锻造、注射成形、温压及冷、热等静压等工艺技术的相继开发,制造的粉末冶金结构零件形状愈来愈复杂,材料的力学性能越来越高像2浙江理工大学本科毕业论文汽车发动机中承受动态应力最高的连杆,现在不但可用粉末锻造生产,甚至可用一次压制-烧结工艺制造。利用温压技术,用一次压制-烧结就可以使铁基粉末冶金零件的材料密度达到7.4g/cm3以上,从而使材料的力学性能显著增高.因此,粉末冶金机械零件的市场一直在不断扩大。1.2 模具工业在现代工业国民经济中的地位模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、操作简单、生产过程易于实现机械化与自动化、生产成本低而获得广泛的应用,利用模
14、具可以加工出薄壁、重量轻、刚性好、形状复杂的零件;产品质量有模具保证,具有一模一样的特点;这是其它加工制造业所无法完成的;模具是现代工业,特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、医疗器械、电子通信、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备。据资料统计,利用模具制造的零件数量,在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占80%以上;在电冰箱、洗衣机、空调、电风扇、自行车、手表等轻工业产品中占90%以上;在子弹、枪支等兵器产品中占95%以上;在日用金属产品中占95%以上。可见,研究和展模具技术,对于促进国民经济的发展和工业现代化具有特别重要的意义。目前,模具技术已
15、成为衡量一个国家产品制造的水平的重要标志之一。1.3 粉末冶金模具的现状80年代后,我国的一些主要粉末冶金机械零件生产企业,先后从日本、欧洲及美国引进了高压缩性雾化铁粉成套雾化装备,铁粉精还原炉,卧式雾化铜粉装置,机械式与液压式粉末冶金压机,网带式、推进式及步移梁式烧结炉,氮基气氛装置,水蒸汽处理炉,连续式双金属带材和CMDK材生产线，喷撒法生产铜基摩擦片生产线,以及铁基结构零件、微型精密铜基含油轴承,电机车受电弓滑板，铜基过滤元件，铜基摩擦材料，双金属带材和CMDU带材等的制造技术。通过消化、吸收这些引进技术与设备,有力地推动了我国粉末冶金机械零件工业的技术进步,使其生产技术水平有了明显提高。例如:1.hl含油轴承洗衣机、电机用含油轴承1983年以前全部从日本进口,1987年北京粉末冶金工业公司实验厂试制成这种轴承后,挡住
