汽車(chē)剎車(chē)片模具設(shè)計(jì)【含11張圖紙】

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選題的背景與意義汽車(chē)剎車(chē)片是汽車(chē)制動(dòng)的一個(gè)重要零件，對(duì)汽車(chē)的安全性能和質(zhì)量都有重要影響，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)實(shí)際中鈑金件零部件的設(shè)計(jì)，可以掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序規(guī)范和方法，培養(yǎng)綜合分析和解決專(zhuān)業(yè)的一般工程技術(shù)問(wèn)題的獨(dú)立工作能力，對(duì)于了解掌握沖壓成形技術(shù)和設(shè)計(jì)制造沖壓模具有很大的幫助。目前隨著汽車(chē)模具行業(yè)的快速發(fā)展，沖壓成形技術(shù)不斷應(yīng)用于汽車(chē)覆蓋件、汽車(chē)側(cè)圍等方面，同時(shí)也被廣泛應(yīng)用于能源、機(jī)械、信息、航空航天、國(guó)防工業(yè)1要方法，與切削加工相比，具有材料利用率高、能耗低、產(chǎn)品性能好、生產(chǎn)效率高和成本低等顯著特點(diǎn)。所以熟練掌握沖壓成形技術(shù)對(duì)于個(gè)人以后發(fā)展和從事機(jī)械制造業(yè)至關(guān)重要，為以后順利的走向工作崗位做準(zhǔn)備。1.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 沖壓成形技術(shù)介紹沖壓，是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓模具，是在冷沖2和日常生活的生產(chǎn)之中。采用模具生產(chǎn)毛坯或產(chǎn)品零件，是材料成型的一種重壓加工中，將材料(金屬或非金屬)加工成零件(或半成品)的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具(俗稱冷沖模)。一般冷沖壓的基本工序分為兩大類(lèi)分離工序：沖壓工件與板料沿要求的輪廓線相互分離。如切斷、中裁、切舌、切邊、剖切、整修、精中。成形工序毛坯在不被壞的條件下發(fā)生塑性變形，獲得防需形狀，尺寸和精度的 30T 方法。如彎曲、卷邊、拉彎、扭彎、拉深、變薄拉深、翻邊、翻孔、卷緣、脹形、起伏、擴(kuò)口、縮口、縮徑、旋壓、校平整形，冷擠壓、冷鐓、壓花。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖模是將材料(金屬或非金屬)批量生產(chǎn)成所需沖件的專(zhuān)用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒(méi)有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行,沒(méi)有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。1.1.2 沖壓工藝的發(fā)展優(yōu)勢(shì)沖壓工藝是一種成形加工方法，通常依靠外在壓力和模具對(duì)相關(guān)的板料施加力，使其板料發(fā)生分離或塑性變形，從而實(shí)現(xiàn)所需形狀和尺寸的沖壓件的有效獲取。與其他的機(jī)械、塑性等加工方法比較而言，沖壓加工工藝在其技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上具備了諸多的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1)沖壓加工工藝的操作便利，易于實(shí)現(xiàn)工藝的機(jī)械自動(dòng)化。由于沖壓加工工藝的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)沖壓模具、沖壓設(shè)備而完成的，而普通壓力機(jī)每分鐘的行程量可達(dá)到幾十次，若是高速的壓力機(jī)每分鐘的行程量則可為上百至千次，并且壓力機(jī)的每次行程都有可能獲取一個(gè)沖件，從而使其加工工藝的生產(chǎn)效率得到了大大的提高。2)沖壓工藝的質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性。這是因?yàn)樵谶M(jìn)行沖壓加工時(shí)，沖壓模具使其沖壓件的形狀尺寸的精度得到了良好的保證，沖壓件的表面質(zhì)量通常都會(huì)受到較好的保護(hù)，再加之所使用的沖壓模具的使用壽命較長(zhǎng)，從而使得同一沖壓模具制成的沖壓件具有一模一樣的特點(diǎn)。3)小到秒表大到汽車(chē)覆蓋，沖壓加工工藝可加工出形狀復(fù)雜、尺寸跨度大的零件，再加上板料在沖壓加工工藝過(guò)程中的冷變形硬化效應(yīng)，使其所得沖壓件的剛強(qiáng)度較高。4)沖壓加工工藝是一種省料、節(jié)能的加工方法，在其沖壓加工過(guò)程中幾乎沒(méi)有碎料的產(chǎn)生，使得材料的利用率較高，并且在此過(guò)程中無(wú)需外來(lái)其他的加熱設(shè)備，3因而所得沖壓件的成本也較低。由于沖壓加工工藝中所用的模具具有一定的專(zhuān)業(yè)性，沖壓模具是一種制造精度、技術(shù)要求都較高的技術(shù)密集型產(chǎn)品，而加工成形一個(gè)復(fù)雜零件時(shí)所需要的模具也較多，因此， 沖壓工藝的優(yōu)越性只有在沖壓件大量生產(chǎn)的情況下也會(huì)得到充分的體現(xiàn)，其所獲取的經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)隨之體現(xiàn)的更為突出。1.1.3 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志。模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計(jì)和制造需要較多的時(shí)間，這就延長(zhǎng)了新沖壓件的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展簡(jiǎn)易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級(jí)進(jìn)模(供大量生產(chǎn))，以及研制快速換模裝置，可減少?zèng)_壓生產(chǎn)；隹備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進(jìn)沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。模具制造技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。為滿足這一要求，模具制造沖壓成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 21 世紀(jì)的沖壓技術(shù)將以更快的速度持續(xù)展，模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。沖壓成型技術(shù)將更加科學(xué)化、數(shù)字化、可控化。注重產(chǎn)品制造全過(guò)程，最大程度的實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)全局綜合優(yōu)化，優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單一成型環(huán)節(jié)向產(chǎn)品制造全過(guò)程及生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展，汽車(chē)模具行業(yè)的發(fā)展，沖壓成型工藝在汽車(chē)覆蓋件、側(cè)圍等方面應(yīng)用越來(lái)越多。隨著模具 CAD/CAM 技術(shù)的不斷發(fā)展，作為改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，模具 CAD/CAM 技術(shù)將會(huì)越來(lái)越多的應(yīng)用于沖壓成型工藝。1.1.4 技術(shù)的發(fā)展方向沖壓模具數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)沖壓模具數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)是國(guó)際公認(rèn)的提高模具整體水平的有效手段。該技術(shù)包括模具優(yōu)化設(shè)計(jì)與CADCAMCAE一體化技術(shù)，尤其是三維技術(shù)和計(jì)算機(jī)4仿真模擬分析技術(shù)、模具模塊化、集成化、協(xié)同化設(shè)計(jì)技術(shù)；模具企業(yè)ERP、PDM、PLM 、MES等信息化管理技術(shù)；快速成型與快速制模技術(shù)：虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及公共服務(wù)平臺(tái)的建立等。沖壓模具大型化和精密化制造技術(shù)沖壓模具大型化和精密化一直是模具的重要發(fā)展趨勢(shì)。該技術(shù)包括汽車(chē)大型覆蓋件模具生產(chǎn)技術(shù)；汽車(chē)零部件大型多工位級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)技術(shù)；高強(qiáng)度板及不等厚焊接板冷沖模生產(chǎn)技術(shù)；高強(qiáng)度板熱壓成形及模具生產(chǎn)技術(shù)；厚板精沖模具生產(chǎn)技術(shù)等。沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件制造技術(shù)模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具的重要組成部分，是模具基礎(chǔ)。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和應(yīng)用水平是衡量模具工業(yè)水平的重要標(biāo)志。該技術(shù)包括：球鎖式快換凸模及固定板、固體潤(rùn)滑導(dǎo)板和導(dǎo)套、斜楔機(jī)構(gòu)及其零部件，氨氣主彈簧等技術(shù)含量高、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、性能優(yōu)異、質(zhì)量上乘、更換便捷的具有個(gè)性化的產(chǎn)品。2 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題2.1 基本內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中主要完成的內(nèi)容包括：1）汽車(chē)剎車(chē)片成形方案設(shè)計(jì)；分析汽車(chē)剎車(chē)片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸精度，利用 CAD 和 Pro/E 繪制二維圖、三維圖，最終確定汽車(chē)剎車(chē)片的工藝成型方案。2）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；根據(jù)汽車(chē)剎車(chē)片的工藝方案，結(jié)合汽車(chē)剎車(chē)片的公差等級(jí)、制作模具的成本、精度要求和生產(chǎn)效率等因素，確定模具總體結(jié)構(gòu)形式，完成模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3）零件設(shè)計(jì)和相關(guān)計(jì)算；2.2 擬解決的主要問(wèn)題1) 汽車(chē)剎車(chē)片尺寸結(jié)構(gòu)的解決分析2)汽車(chē)剎車(chē)片模具的設(shè)計(jì)3)該模具的制作剎車(chē)片工藝過(guò)程過(guò)程2.3 解決方案1）根據(jù)已知的剎車(chē)片背板的圖紙，仔細(xì)研究剎車(chē)片的工作原理，配合公差尺寸等，設(shè)計(jì)出相對(duì)應(yīng)的剎車(chē)片，確定相應(yīng)的尺寸和公差標(biāo)準(zhǔn)。52）畫(huà)出摩擦片的三維圖并加以修正。3）根據(jù)所確定的剎車(chē)片模具的尺寸。4）確定模具所用的材料為常用的模具鋼，使用的模具為壓制模。5）設(shè)計(jì)出剎車(chē)片模具的三維圖。6）對(duì)所設(shè)計(jì)的模具進(jìn)行強(qiáng)度和壽命校核與計(jì)算。3 總體研究思路及預(yù)期研究成果本畢業(yè)設(shè)計(jì)擬采用理論分析與三維建模與仿真實(shí)驗(yàn)的方法，在前人的基礎(chǔ)上，通過(guò)三維 Pro/E 環(huán)境完成汽車(chē)剎車(chē)片的三維成型，并對(duì)其進(jìn)行初步的沖壓模具設(shè)計(jì)。3.1 總體研究思路3.1.1 成形方法的選用根基零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，選擇使用沖壓模，考慮到人工成本、生產(chǎn)效率等因素，可以選用壓制模。3.1.2 設(shè)計(jì)的思路及步驟1)設(shè)計(jì)沖壓件。拉深毛坯展開(kāi)計(jì)算：為了減少鈑金件變形程度及方便定位，應(yīng)根據(jù)汽車(chē)剎車(chē)片的形狀及尺寸，選用與汽車(chē)剎車(chē)片毛坯展開(kāi)后相同的尺寸，其具體數(shù)據(jù)可通過(guò)軟件計(jì)算得到。2)確定毛坯形狀及兩孔尺寸距離。毛坯形狀及尺寸對(duì)沖壓件的充填性能和模具壽命影響很大。根據(jù)汽車(chē)剎車(chē)片的形狀特點(diǎn)，計(jì)算孔間距離和汽車(chē)剎車(chē)片的外形尺寸。3)驗(yàn)算許可變形程度。沖壓變形時(shí)，必須要進(jìn)行材料的許可變形程度，否則，將得到破碎外形的制件。同時(shí)，根據(jù)汽車(chē)剎車(chē)片外形對(duì)板材的沖壓次數(shù)進(jìn)行預(yù)算。4)計(jì)算沖壓變形力。沖壓的變形力是設(shè)計(jì)模具的基礎(chǔ)，選擇設(shè)備的依據(jù)，并可借以衡量擠壓變形的難易程度，分別對(duì)所許拉深力和沖裁力以及相關(guān)的其它力進(jìn)行計(jì)算。在考慮應(yīng)變力的情況下，同時(shí)要考慮半成品件的回彈變形，因此要對(duì)沖壓變形力進(jìn)行綜合考慮。5)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)汽車(chē)剎車(chē)片的形狀、尺寸及加工工藝的要求，設(shè)計(jì)出完成其相關(guān)功能的模具結(jié)構(gòu)。根據(jù)以上選用的成型方法，要設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模具結(jié)構(gòu)來(lái)完成其主要功能，這需要借助軟件對(duì)其模具進(jìn)行實(shí)體造型。66)對(duì)設(shè)計(jì)出來(lái)的模具的經(jīng)濟(jì)和使用性進(jìn)行分析探討，考慮其可否用于工業(yè)生產(chǎn)。3.2 可行性分析汽車(chē)剎車(chē)片是 汽車(chē)制動(dòng)中的一個(gè)重要零件，對(duì)汽車(chē)安全性、質(zhì)量都有重要影響，是使用沖壓模具加工生產(chǎn)出的一種零件。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外的研究與發(fā)展，沖壓成形技術(shù)取得很大的進(jìn)展且日漸成熟，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國(guó)防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。在前人研究工作基礎(chǔ)上，本設(shè)計(jì)論文進(jìn)行汽車(chē)剎車(chē)片模具設(shè)計(jì)，在基本原理上是可行的。指導(dǎo)老師曾教學(xué)我們沖壓成形工藝，并在沖壓成形技術(shù)相關(guān)研究方面具有很多成功的經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)的研究方法思路經(jīng)過(guò)深思熟慮，切實(shí)可行，能夠確保畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成并取得預(yù)期的研究成果。3.3 預(yù)期研究成果設(shè)計(jì)出汽車(chē)剎車(chē)片的沖壓模具，完成三維建模。通過(guò) pro/E 鈑金件設(shè)計(jì)分析，保證設(shè)計(jì)能較好的滿足設(shè)計(jì)要求。4 研究工作計(jì)劃參考文獻(xiàn)71 牟紅霞模具材料的發(fā)展與動(dòng)向現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2006，4：83842劉全坤，王成勇，劉傳經(jīng)模具技術(shù)的現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展重點(diǎn)模具工業(yè)，2011，37(5)143馬超，淺談我國(guó)沖壓模具的發(fā)展趨勢(shì)，2012,35；4孔炎，梁辰，趙蒙，聶愛(ài)琴.汽車(chē)端蓋零件的沖壓模具設(shè)計(jì)，文章編號(hào)：16746457(2012)060129035 洪慎章，曾振鵬密封蓋落料拉伸沖孔切邊復(fù)合模設(shè)計(jì)J模具工業(yè)，2OOl(11)：23266 郝濱海沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(第 2 版)M北京：化學(xué)工業(yè)出社，2009：1944，1651827 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