汽車剎車片模具設(shè)計【含11張CAD圖紙+PDF圖】

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浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 1班 級 機械與自動控制學(xué)院 09 機械類（4）班 姓 名 趙天星 課題名稱 汽車剎車片模具設(shè)計 開題報告（包括選題意義、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題、總體研究思路與可行性分析，預(yù) 期研究成果、研究工作計劃等內(nèi)容，非藝術(shù)類不少于 3000 字） 目 錄 1 選題的背景與意義 1.1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.1.2 沖壓工藝的發(fā)展優(yōu)勢 1.1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀 1.1.4 技術(shù)的發(fā)展方向 2 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題 2.1 基本內(nèi)容 2.2 擬解決的主要問題 3 總體研究思路及預(yù)期研究成果 3.1 總體研究思路 3.2 可行性分析 3.3 預(yù)期研究成果 4 研究工作計劃 參考文獻(xiàn) （開題報告全文附后） 成績： （從選題、任務(wù)工作量、質(zhì)量預(yù)期、可行性等 幾個方面）  系 主 任 審 答 意 辯 見  答辯組長簽名： 核 意 見  簽名： 年 月 日 年 月 日 汽車剎車片模具設(shè)計 趙天星 機械與自動控制學(xué)院 09 機械類（4）班 B09300426 1 選題的背景與意義 汽車剎車片是汽車制動的一個重要零件，對汽車的安全性能和質(zhì)量都有重要 影響，通過對生產(chǎn)實際中鈑金件零部件的設(shè)計，可以掌握工程設(shè)計的一般程序規(guī) 范和方法，培養(yǎng)綜合分析和解決專業(yè)的一般工程技術(shù)問題的獨立工作能力，對于 了解掌握沖壓成形技術(shù)和設(shè)計制造沖壓模具有很大的幫助。 目前隨著汽車模具行業(yè)的快速發(fā)展，沖壓成形技術(shù)不斷應(yīng)用于汽車覆蓋件、 汽車側(cè)圍等方面，同時也被廣泛應(yīng)用于能源、機械、信息、航空航天、國防工業(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。所以熟練掌握沖壓成形技術(shù)對于個人以后發(fā)展和從事機 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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.1.1 沖壓成形技術(shù)介紹 沖壓，是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，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)成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批 量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行,沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實現(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 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，從而實現(xiàn)所需形狀和尺寸的沖壓件的有效獲 取。與其他的機械、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 上具備了諸多的獨特優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。 1)沖壓加工工藝的操作便利，易于實現(xiàn)工藝的機械自動化。由于沖壓加工工藝 的實現(xiàn)是通過沖壓模具、沖壓設(shè)備而完成的，而普通壓力機每分鐘的行程量可達(dá) 到幾十次，若是高速的壓力機每分鐘的行程量則可為上百至千次，并且壓力機的 每次行程都有可能獲取一個沖件，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。這是因為在進(jìn)行沖壓加工時，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，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。 3)小到秒表大到汽車覆蓋，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程中的冷變形硬化效應(yīng)，使其所得沖壓件的剛 強度較高。 4)沖壓加工工藝是一種省料、節(jié)能的加工方法，在其沖壓加工過程中幾乎沒有 碎料的產(chǎn)生，使得材料的利用率較高，并且在此過程中無需外來其他的加熱設(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，而加工成形一個復(fù)雜零件時所需要的模 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)的情況下也會得到 充分的體現(xiàn)，其所獲取的經(jīng)濟效益也會隨之體現(xiàn)的更為突出。 1.1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識 到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基 礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(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)計和制造需要較多的時間，這就延長了 新沖壓件的生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展簡易模具(供小 批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級進(jìn)模(供大量生產(chǎn))，以及研制快速換模裝置，可 減少沖壓生產(chǎn)；隹備工作量和縮短準(zhǔn)備時間，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 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 全過程，最大程度的實現(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)品制造全過程及生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展，汽車模具行業(yè)的發(fā)展，沖壓成型工藝 在汽車覆蓋件、側(cè)圍等方面應(yīng)用越來越多。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)將會越來越多的應(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)計制造技術(shù) 沖壓模具數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)是國際公認(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)計與CAD／CAM／CAE一體化技術(shù)，尤其是三維技術(shù)和計算機 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。該技術(shù)包括汽車大型覆蓋件模具生產(chǎn)技術(shù)；汽車零部件大型多工位 級進(jìn)模生產(chǎn)技術(shù)；高強度板及不等厚焊接板冷沖模生產(chǎn)技術(shù)；高強度板熱壓成形 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、固體潤滑導(dǎo)板和導(dǎo)套、斜楔機構(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、更換便捷的具有個性化的產(chǎn)品。 2 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題 2.1 基本內(nèi)容 本次畢業(yè)設(shè)計中主要完成的內(nèi)容包括： 1）汽車剎車片成形方案設(shè)計； 分析汽車剎車片的結(jié)構(gòu)特點、尺寸精度，利用 CAD 和 Pro/E 繪制二維圖、三 維圖，最終確定汽車剎車片的工藝成型方案。 2）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計； 根據(jù)汽車剎車片的工藝方案，結(jié)合汽車剎車片的公差等級、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。 3）零件設(shè)計和相關(guān)計算； 2.2 擬解決的主要問題 1) 汽車剎車片尺寸結(jié)構(gòu)的解決分析 2)汽車剎車片模具的設(shè)計 3)該模具的制作剎車片工藝過程過程 2.3 解決方案 1）根據(jù)已知的剎車片背板的圖紙，仔細(xì)研究剎車片的工作原理，配合公差尺寸 等，設(shè)計出相對應(yīng)的剎車片，確定相應(yīng)的尺寸和公差標(biāo)準(zhǔn)。 5 2）畫出摩擦片的三維圖并加以修正。 3）根據(jù)所確定的剎車片模具的尺寸。 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)計出剎車片模具的三維圖。 6）對所設(shè)計的模具進(jìn)行強度和壽命校核與計算。 3 總體研究思路及預(yù)期研究成果 本畢業(yè)設(shè)計擬采用理論分析與三維建模與仿真實驗的方法，在前人的基礎(chǔ) 上，通過三維 Pro/E 環(huán)境完成汽車剎車片的三維成型，并對其進(jìn)行初步的沖壓模 具設(shè)計。 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)特點和設(shè)計要求，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)計的思路及步驟 1)設(shè)計沖壓件。拉深毛坯展開計算：為了減少鈑金件變形程度及方便定位， 應(yīng)根據(jù)汽車剎車片的形狀及尺寸，選用與汽車剎車片毛坯展開后相同的尺寸，其 具體數(shù)據(jù)可通過軟件計算得到。 2)確定毛坯形狀及兩孔尺寸距離。毛坯形狀及尺寸對沖壓件的充填性能和模 具壽命影響很大。根據(jù)汽車剎車片的形狀特點，計算孔間距離和汽車剎車片的外 形尺寸。 3)驗算許可變形程度。沖壓變形時，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，根據(jù)汽車剎車片外形對板材的沖壓次數(shù)進(jìn)行預(yù)算。 4)計算沖壓變形力。沖壓的變形力是設(shè)計模具的基礎(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，分別對所許拉深力和沖裁力以及相關(guān)的其它力 進(jìn)行計算。在考慮應(yīng)變力的情況下，同時要考慮半成品件的回彈變形，因此要對 沖壓變形力進(jìn)行綜合考慮。 5)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)汽車剎車片的形狀、尺寸及加工工藝的要求，設(shè)計出 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)計級進(jìn)模具結(jié)構(gòu)來 完成其主要功能，這需要借助軟件對其模具進(jìn)行實體造型。 6 6)對設(shè)計出來的模具的經(jīng)濟和使用性進(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 汽車剎車片是 汽車制動中的一個重要零件，對汽車安全性、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)過國內(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、能源、機械、信息、 航空航天、國防工業(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)計論 文進(jìn)行汽車剎車片模具設(shè)計，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，本設(shè)計的研究方法思路經(jīng)過深思熟慮，切實可行，能夠確保畢業(yè) 設(shè)計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)計出汽車剎車片的沖壓模具，完成三維建模。通過 pro/E 鈑金件設(shè)計分析， 保證設(shè)計能較好的滿足設(shè)計要求。 4 研究工作計劃 參考文獻(xiàn) 7 [1] 牟紅霞．模具材料的發(fā)展與動向現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2006，4：83—84 [2]劉全坤，王成勇，劉傳經(jīng)．模具技術(shù)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展重點模具工業(yè)，2011，37(5) 1—4 [3]馬超，淺談我國沖壓模具的發(fā)展趨勢，2012,35； [4]孔炎，梁辰，趙蒙，聶愛琴.汽車端蓋零件的沖壓模具設(shè)計，文章編號：1674—6457(2012)06 —0129—03 [5] 洪慎章，曾振鵬．密封蓋落料拉伸沖孔切邊復(fù)合模設(shè)計[J]．模具工業(yè)，2OOl(11)：23 —26． [6] 郝濱海．沖壓模具簡明設(shè)計手冊(第 2 版)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出社，2009：19—44， 165—182． [7] 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