【冲压模具设计】汽车刹车片模具设计【任务+开题+文献综述】【11张CAD图纸】
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1附件二：浙江理工大学本科毕业设计（论文）任务书赵天星 同学 （专业 /班级： 09机械设计制造及其自动化（ 4）班 ）现下达毕业设计（论文）课题任务书，望能保质保量地认真按时完成。课 题名 称汽车刹车片模具设计主 要任 务 与目 标1） 汽 车刹 车片 成 形方 案设 计 分 析汽 车刹 车片 的结 构特 点 、 尺 寸精 度 ， 利 用 绘 制二 维图 、三 维图 ，最 终确 定汽 车刹 车片 的工 艺成 型方 案和 模 具结 构设 计；2)根 据汽 车刹 车片 的工 艺方 案， 结合 汽车 刹车 片的 公差 等级 、制作 模具 的成 本、 精度 要求 和生 产效 率等 因素 ，确 定 模 具总 体结 构形 式 ， 完成 模具 的结 构设计 。 3） 零件 设计 和相 关计 算； 目标：得 出相 关二 维零 件图 ，装 配图 ，三 维零 件， 装配 图， 仿真 相关 动画 及相 关分 析图 ，写 出设计 论文 。主 要内 容 与 基本 要 求主要设计内容有：1） 测绘模型零件，并绘制零件的二维图和三维造型 ；2） 用 对 制件 进行 成形 工艺 性分 析， 确定 最佳 成形 工艺 方案 ；3） 冲 压 模 具 设 计， 完成 三维 、二 维图 纸；基本要求：零 件三 维造 型结 构合 理， 连接 位置 的形 状和 尺寸 正确 ，能 够进 行装 配， 完成 注 塑模 具的 总体 结构 方案 ， 完成 三维 、二 维装 配图 和零 件图 ，总 计不 少于 5张 图纸 ；完 成毕 业设 计要 求的 各种 文档 ，包 括文 献综 述、 开题 报告 、外 文翻 译及 毕业 设计 论文等 。 严 格按 照进 度安 排， 保质 保量 完成 所承 担的 任务 ；遵 守实 验室 规定 。2主 要参 考 资 料及 文 献 阅读 任 务1牟 红霞 模 具材 料的 发展 与动 向现 代制 造技 术与 装备 ， 206， 4： 83 842刘 全坤 ，王 成勇 ，刘 传经 模 具技 术的 现状 与未 来发 展重 点模 具工 业， 201， 37(5)1 43马 超， 浅 谈我 国冲 压模 具的 发展 趋势 ， 2012,35；4孔 炎 ， 梁 辰 。 赵 蒙 ， 聂 爱 琴 ， 汽 车 端 盖 零 件 的 冲 压 模 具 设 计 ， 文 章 编 号 ： 16746457(2012)06 0129 035洪 慎章 ， 曾 振鹏 密 封盖 落料 拉伸 冲孔 切边 复合 模设 计 J 模 具工 业 ， 2)： 23 266郝 滨海 冲 压模 具简 明设 计手 册 (第 2版 )M 北京 ：化 学工 业出 社， 209： 19 4，165 1827朱 家诚 机 械设 计课 程设 计 M 合肥 ：合 肥工 业大 学出 版社 ， 205： 250 2518周 淑 容 冲 裁 间 隙 对 冲 裁 件 质 量 的 影 响 及 其 选 择 方 法 J 科 技 信 息 ， 209(12)： 2 259崔 令江 覆 盖件 冲压 成形 技术 M工 业出 版社 ， 203.10刘 绪功 特 征的 汽车 覆盖 件冲 压成 形性 研究 D :南 京航 空航 天大 学， 205.1朱 东 波 ， 王 伊 卿 等 喷 涂 汽 车 覆 盖 件 冲 压 模 具 快 速 制 造 方 法 P 专利 :031450， 204.12程 应潮 ， 范 国辉 外 桥车 覆盖 件冲 压模 具设 计概 括 204） 043李 体彬 成 型工 艺 工 业出 版社 23458号 ： 19814李 德群 ， 肖 祥芷 展 概况 及趋 势 J工 业 ， 205（ 7） ： 95中 国模 具工 业协 会 行 业 “ 十 一五 ” 规 划 J工 业， 205（ 7） ： 36李 大鑫 ，张 秀锦 技 术现 状与 发展 趋势 综述 J制 造， 205（ 2） ： 17张 春水 外 冷冲 模技 术现 状及 发展 趋势 ， 191， 第 1期186098， 198719王 华， 尚振 国 压 模具 设计 中的 应用 ，中 国科 技信 息 208年 ，第 15期 ： 1420聂 兰启 ， 聂 伯扬 深 锥零 件的 拉伸 成形 . 模 具制 造 ， 208年 ， 第 8期 ， 2921邓 明 ， 吕 琳 成 形工 艺及 模具 版 ： 化 学工 业出 版社 ， 206年 ： 202,6(2):13023彭 建声 压 技术 问答 （ 上 册 ） 版 ： 机 械工 业出 版社 ， 206年 ： 翻 译任 务 阅 读 100字 符以 上的 外文 文献 ， 并 至少 翻译 50汉 字的 两篇 外文 文献 ， 若 一篇 篇幅 较长 ，则 另一 篇只 需翻 译开 头部 分。计 划进 度：起 止时 间 内 资 料准 备、 毕业 设计 任务 书、 文 献综 述、 外 文翻 译布 置。资 料 (包 括外 文资 料 )， 撰写 文献 综述 、开 题报 告及 外文 资料 翻译 。开 题报 告。 开题 报告 答辩 。方 案设 计 ， 分析 计算 ， 结构 设计 。设 计， 分析 计算 ， 结构 设计 ，图 纸绘 制， 撰写 说明 书。设 计中 期检 查完 成情 况及 表格 与记 录的 填写 。 图 纸绘 制， 说明 书撰 写。 提交 毕业 设计 （论 文 ） 。设 计（ 论文 ）的 审阅 ；评 议小 组分 组审 阅。设 计答 辩。实 习地 点 指 导教 师 签 名 年 月 日系 意见 系 主任 签名 ： 年 月 日 学 院 盖 章 主 管院 长签 名： 年 月 日m ed,m m m m um 件 产 量 过 高 时 有 效 的 减 少 辅 助 操 作 的 步 骤 是 非 常 有 意 义的 。 一个好的冲压模具的选择连零件也包含在内 ， 比如 球轴承保持架 ，用于阴极射线管 ， 和电位器和断路器组件的网格杯 。 制作的材料包括铝，特殊金属，冷轧和不锈钢，和红色的金属，如铜，黄铜，铍铜 ，磷青铜等 。 工序的选择 包括传统的动力压力机进模 ， 多边滑落压力机运 行 的 多 边 滑 落 工 具 ， 或 拥 有 独 立 的 孔 传 输 工 具 的 凸 轮 式 柱 塞 压 力机。选择正确的流程是关键为平衡经济和零件质量 。 这里有几个考虑到帮助选择冲压的方法 。 渐进式模具生产平收 ， 形成和拉深部件将多个操作组合在一个 模具中 。 进料和到达的站点是在同一时间 。 每个站形成或削减特定 工艺 ， 如一个弯曲 ， 凹口或孔 。 当带材达到的最后一站 ， 零件是完整的和工具切割它们摆脱带材 。 有一个缺点就是边角料的剩余可能达到 50%。 任意组合的操作，如开槽，形成压印，攻丝和组件可以设计成一个只要进模的配置和公差仍然可以接受 。 用这种方法我们的公司印章材料厚为 但请记住 ， 有时需要执行 大概的 尺寸 ， 否则在模具中将难以控制 。 低生产量 时 ， 因为模具的复杂性 ， 往往 由于错我的感应而排除 一站 。 在这些情况下 ， 在二次操作整理零件的意义上说 ， 将 使它涉及更多的劳动 。 它也可能是需要排除站 ，如复杂的凸轮驱动站或需要 模具内部 攻丝的特定的空间 ， 因为可能会变得太长为可用的压力机 。 多边滑落 工具是一个不错的选择复杂的零件具有丰富的弯曲操作 性 ， 这将困难的进模执行 程序变得可行 。 多边滑落 工具也 是 良好的 选择 ， 当零件的成本太高 ， 生产 用 单站式 人工 式送料工具 ， 或拨打凸轮驱动站 。 从多个方面来说 ， 多边落料过程涉及的成型工具 ， 更加便宜 ， 而且废料很少或根本没有废料 ， 大批量生产和特种的材料应用就是一个明显的因素 。 多边落料机可以在模具中加工穿孔 ， 缺口或执行其他操作之前完成工具成型 ， 在进行复杂的零件加工时完成渐进式或需要多边落料的工具时 ， 它的生产价格也是一样的 。 可 控 的 变 量 包 括 材 料 的 使 用 和 运 行 速 度 。 我 们 公 司 流 程 材 料 2。圆头传输工具主要作为深冲部件 。 这种一站接一站的 “ 手指 ” ，用来代替进模的一种载体带钢。这种方法极大地节省了原料的损耗 。除此之外 ， 在每个过程中的控制都是独立的 。 更加完美的是 ， 它甚至为了更好的维护公差而考虑到了材料性能的微妙变化 。 凸模在小孔机器上式独立可调的 ， 而渐进式多模冲头的调整却是很困难的 ， 因为它们被安装在同一个支架上 。 由此根据零件的复杂性和必须的工作站数量 ， 圆孔传输的生产方法是它已经完成的一部分 ， 并不需要二次操作 。事实上 ， 该机器的功能特点 ， 比如在侧面钻孔或者凹口 ， 在车刀的边缘制作一种边缘或者表面 ， 通常需要二次操作 ， 从而制造出一种合适的工具 。 唯一的局限就是零件的大小和复杂性 ， 材料的厚度 ， 以及有限的压力机。圆头工具让人眼前一亮的地方就是它的超强的适应性 。模具修改的零件部分与其它方法相比成本是很低的 。 当在加工相同的部件时 ， 形状是完全一样的 ， 指引大小的不同而有所差异 。 再加工模具和生产时 ， 它更容易装载其他额外的配套工具 。 该圆头传输的加工方法可以使该公司生产的零件的最大加工深度到 %m nt m e,im e,C ,am um m m , m , m m ),s,m ,m m ,m /s, um m , 车辆门梁热冲压模具设计 中的应用关键字 ：热成型，超高强度钢，机械特性，汽车轻量化 纵观汽车的发展 ， 节能和安全可靠性是它永恒的主题 。 由于超高 强 度 钢 既 可 以 降 低 车 身 的 重 量 并 且 大 大 的 提 高 安 全 可 靠 性 这 双 重优点，它已经被广泛的应用在热冲压车身结构中。在这些研究中 ， 以汽车门梁的热冲压模具作为一个例子 ， 特别是通过数值模拟模具的强度来对整个模具结构和热冲压工艺进行优化 。 而冷却管和其他相关的因 素 ， 以 及 梁 的 平 均 抗 拉 强 度 为 150伸 长 率 + 以此来确定该如何生产该模具 。 除此之外 ， 该零件的刚度比原来材料的管梁强度提高了 是在 通过减少横截面的厚度和深度的比较 ， 试验样本比原来的管状梁的重量可以减少 其中节能减排的效果显著。 更加注重乘客的被动安全性已经成为了汽车行业 发 展 的 趋 势 ， 而 与 此 同 时 节 约 能 源 和 环 保 的 意 识 也 在 被 社 会 所 关注 。 而超强度钢的重量轻与很好的安全性能这双重优点已使得它的需求量在迅速增长 ， 而其兼具的高强度和高精确度的特色 ， 也成为业界关注的热点 。 一方面 ， 热冲压技术的成型过程参数是关键点 ， 另一方面 ， 热冲压模具需要设置冷却系统 ， 从而保证冲压模具的各种功能和淬火的实现 ， 这与其他的普通冲压模具的表现并不相同 ， 而其中的主要参数包括加热温度，保温时间，成型速度，冲击压力，保压时间 ，开模温度 ， 流速等等 ， 在热温度方面的优化 ， 主要是为了保证冲压工艺成型件的高强度，高精度。以中国的一个自主品牌汽车作为例子 ，门梁的超高强度钢板的热冲压技术和轻量化设计进行了研究。 对热冲压模具的材料在冲压过程中的工艺优化 ， 变相通过模具加强了零件的形成 ， 所以需要在模具内部设计冷却水管 ， 从而实现了冷却淬火 。 从材料的属性角度来看 ， 模具材料必须具有很高的热传导系数 ， 以实现快速的并且均匀的冷却效果 ， 在长期交替加热和冷却的状态下 ， 这需要更好的耐热疲劳性和较高的高温强度 ， 高强度的耐磨损性，承受热摩擦的高温和表面氧化。高温工作下的模具钢材料含有较最高 的 在合金材料中 铬 （ 示于表 1） ， 用来提高其耐腐蚀性 ， 在正常温度下 ， 1（重量 %）C 1硬度高于 D， 可以保持 ， 在高温下依旧拥有很高的强度和良好的热稳定性 。 和一般的材料相比 ， 在同样温度下，耐磨性要优于三分之一。梁包括无缝管和有缝管两种 ， 其中有缝管最多的制作方式是通过焊接制造，用抗拉强度约 40缝管是在拉丝工 艺 生 产 之 后 ， 钢 板 的 拉 伸 强 度 高 达 60极 少 的 硬 质 管 可 以 得到抗拉强度为 140这些门梁具有结构简单 ， 制造成本低 ， 但是相对的防护性能较差 。 另一种防撞门梁叫做帽型梁 ， 主要 分为单帽形状（ 双帽形状（ ，其拉伸强度可达到 高于 150通过热冲压工艺从而获得更高的安全性能 ， 其被广泛的应用在欧系车和美系车辆之中 。 我们对一个门梁进行了优化 ， 从无缝管的两个帽子形状 （ 厚度为 2m， 长度 1071毫米和 与下面的形状示于图 1图 使得排布的冷却水管拥有良好地冷却效率 ， 如图 2所示图 底部被做成 以防止高速循环的冷却水泄露 ， 从而保证了冷却速率和在生产周期中调节水的流速，以及时当温度的冷却水。 并且影响着最终零件完成的性能。这些参数包括三个方面，模具表面的深度 ， 冷却管道与管道之间的间距（管的中心距离）和冷却用配管的直径 ， 集管 道 的 形 状 ， 安 排 及 位 置 。 对 初 始 的 条 件 进 行 了 模 拟 ， 初 始 温 度 我20 ，初始毛坯温度 890 ，冷却水的流速为 1m/所示，随着模具表面的深度与管之间的空间的增加 ， ，冷却管道的平均冷却速率减少 ， 而管道直径的增加 ， 平均冷却速率呈线性增加 。 而最大的影响要素 ， 式冷却管的深度 ， 从表面上看 ， 次要因素是管之间的间距最后是管的直径，经计算确定，对于模具表面 ， 冷却管道的深度 ， 应首先考虑设计过程中的模具的冷却系统 ， 并且根据该设计合理的排布管间距和管的直径。从模具表面深度为 10 管的间距为 150冷却管道的世纪应确保在冲压过程有足够的强度 ， 所以首先需要对模具的整体强度进行检查 。 接下来为模拟边界摩擦系数为 成速度我 50m/。图 模具没有损伤，因为最大的变形为 是在弹性变形范围内 。 而应力的仿真结果表明 ， 应力很少 ， 远不如机械强度，所以不会出现开裂等现象，相应的门梁模实体示于图 4门梁1浙江理工大学本科毕业设计（论文）开题报告班 级 机 械与 自动 控制 学院 09机 械类 （ 4） 班 姓 名 赵 天星课 题名 称 汽车刹车片模具设计开 题报 告 （ 包括 选题 意义 、研 究的 基本 内容 与拟 解决 的主 要问 题、 总体 研究 思路 与可 行性 分析 ， 预期 研究 成果 、研 究工 作计 划等 内容 ，非 艺术 类不 少于 30字 ）目 外 研究 现状 和发 展趋 工 艺的 发展 外 的 发展 文 献（ 开题 报告 全文 附后 ） 成 绩：2答 辩意 见 （ 从选 题 、 任 务工 作量 、 质 量预 期 、 可 行性 等几 个方 面） 答 辩组 长签 名：年 月 日系 主 任 审 核 意见 签 名：年 月 日汽车刹车片模具设计 赵天星机械与自动控制学院 09机械类（ 4）班 对 汽车的安全性能和质量 都有重要影响 ， 通过对生产实际中钣金件零部件的设计 ， 可以 掌握工程设计的一般程序规范和方法 ， 培养综合分析和解决专业的一般工程技术问题的独立工作能力 ， 对于了解掌握冲压成形技术和设计制造冲压模具有很大的帮助 。目前随着汽车模具行业的快速发展，冲压成形技术不断应用于汽车覆盖件 、汽车侧围等方面 ， 同时也 被广泛应用于能源 、 机械 、 信息 、 航空航天 、 国防工业和日常生活的生产之中 1。 采用模具生产毛坯或产品零件 ， 是材料成型的一种重要方法 ， 与切削加工相比 ， 具有材料利用率高 、 能耗低 、 产品性能好 、 生产效率高和成本低等显著特点 。 所以熟练掌握冲压成形技术对于个人以后发展和从事机械制造业至关重要， 为以后顺利的走向工作岗位做准备 。 是在室温下 ， 利用安装在压力机上的模具对材料施加压力 ， 使其产生分离或塑性变形 ， 从而获得所需零件的一种压力加工方法 。 冲压模具 ， 是在冷 冲3压加工中，将材料 (金属或非金属 )加工成零件 (或半成品 )的一种特殊工艺装备 ，称为冷冲压模具 (俗称冷冲模 )。一般冷冲压的基本工序分为两大类分离工序 ： 冲压工件与板料沿要求的轮廓线相互分离。如切断、中裁、切舌、切边、剖切 、 整修 、 精中 。 成形工序毛坯在不被坏的条件下发生塑性变形 ， 获得防需形状 ， 尺寸和精度的 30 如弯曲 、 卷边 、 拉弯 、 扭弯 、 拉深 、 变薄拉深 、 翻边 、 翻孔 、卷缘 、 胀形 、 起伏 、 扩口 、 缩口 、 缩径 、 旋压 、 校平整形 ， 冷挤压 、 冷镦 、 压花 。冲压所使用的模具称为冲压模具 ， 简称冲模 。 冲模是将材料 (金属或非金属 )批量生产 成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模 ， 批量冲压生产就难以进行 ,没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具 、 冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素 ， 只有它们相互结合才能得出冲压件。 工 艺 是 一 种 成 形 加 工 方 法 ， 通 常 依 靠 外 在 压 力 和 模 具 对 相 关 的 板 料 施 加力 ， 使其板料发生分离或塑性变形 ， 从而实现所需形状和尺寸的冲压件的有效获取 。 与其他的机械 、 塑性等加工方法比较而言 ， 冲压加工工艺在其技术上和经济上具备了诸多的独特优势，具体表现在以下几个方面。 1)冲压加工工艺的操作便利 ， 易于实现工艺的机械自动化 。 由于冲压加工工艺的实现是通过冲压模具 、 冲压设备而完成的 ， 而普通压力机每分钟的行程量可达到几十次 ， 若是高速的压力机每分钟的行程量则可为上百至千次 ， 并且压力机的每次行程都有可能获取一个冲件 ， 从而使其加工工艺的生产效率得到了大大的提高。2)冲压工艺的质量稳定，具有良好的互换性。这是因为在进行冲压加工时 ， 冲压模具使其冲压件的形状尺寸的精度得到了良好的保证 ， 冲压件的表面质量通常都会受到较好的保护 ， 再加之所使用的冲压模具的使用寿命较长 ， 从而使得同一冲压模具制成的冲压件具有一模一样的特点。3)小到秒表大到汽车覆盖 ， 冲压加工工艺可加工出形状复杂 、 尺寸跨度大的零件 ， 再加上板料在冲压加工工艺过程中的冷变形硬化效应 ， 使其所得冲压件的刚强度较高。 4)冲压加 工 工艺是一种省料 、 节能的加工方法 ， 在其冲压加工过程中几乎没有碎料的产生 ， 使得材料的利用率较高 ， 并且在此过程中无需外来其他的加热设备 ，4因而所得冲压件的成本也较低。 由 于 冲 压 加 工 工 艺 中 所 用 的 模 具 具 有 一 定 的 专 业 性 ， 冲 压 模 具 是 一 种 制 造 精度 、 技术要求都较高的技术密集型产品 ， 而加工成形一个复杂零件时所需要的模具也较多，因此， 冲压工艺的优越性只有在冲压件大量生产的情况下也会得到充分的体现，其所获取的经济效益也会随之体现的更为突出。 市场竞争的日益加剧 ， 人们已经越来越认识到产品质量 、 成本和新产品的开发能力的重要性 。 而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标 志。 模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度 。 模具制造成本和寿命则是影响 冲 压件成本和质量的重要因素 。 模具设计和制造需要较多的时间 ， 这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具 (供小批量生产 )、复合模、多工位级进模 (供大量生产 )，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产 ； 隹备工作量和缩短准备时间 ， 能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产 。 模具制造技术的发展应该为适应模具产品“ 交货期短 ” 、 “ 精度高 ” 、 “ 质量好 ” 、 “ 价格低 ” 的要求服务。为满足这一要求 ，模具制造 冲压成型技术的发展趋势 21世纪的冲压技术将以更快的速度持续展，模具技术的发展应该为适应模具产品 “ 交货期短 ” 、 “ 精度高 ” 、 “ 质量好 ” 、 “ 价格低 ” 的要求服务 。 冲压成型技术将更加科学化 、 数字化 、 可控化 。 注重产品制造全过程 ， 最大程度的实现多目标全局综合优化 ， 优化将从传统的单一成型环节向产品制造全过程及生命期的系统整体发展 ， 汽车模具行业的发展 ， 冲压成型工艺在汽车覆盖件、侧围等方面应用越来越多。随着 模具 作为 改造传统模具生产方式的关键技术 ， 模具 压模具数字化设计制造技术是国际公认的提高模具整体水平的有效手段 。 该技术包括模具优化设计与 其是三维技术和计算机5仿真模拟分析技术 、 模具模块化 、 集成化 、 协同化设计技术 ； 模具企业 速成型与快速制模技术：虚拟网络技术及公共服务平台的建立等。 冲 压 模 具 大 型 化 和 精 密 化 制 造 技 术 冲 压 模 具 大 型 化 和 精 密 化 一 直 是 模 具 的 重要发展趋势 。 该技术包括汽车大型覆盖件模具生产技术 ； 汽车零部件大型多工位级进模生产技术 ； 高强度板及不等厚焊接板冷冲模生产技术 ； 高强度板热压成形及模具生产技术 ； 厚板精冲模具生产技术等。冲压模具标准件制造技术模具标准件是模具的重要组成部分，是模具基础 。 模具标准化程度和应用水平是衡量模具工业水平的重要标志 。 该技术包括 ： 球锁式快换凸模及固定板 、 固体润滑导板和导套 、 斜楔机构及其零部件 ， 氨气主弹簧等技术含量高、结构先进、性能优异、质量上乘、更换便捷的具有个性化的产品 。1） 汽车刹车片 成形方案设计；分析汽车刹车片的结构特点、尺寸精度，利用 绘制二维图 、 三维图，最终确定汽车刹车片的工艺成型方案。 2） 模具结构设计；根据汽车刹车片的工艺方案 ， 结合汽车刹车片的公差等级 、 制作模具的成本 、精度要求和生产效率等因素 ， 确定 模具总体结构形式 ， 完成模具的结构设计 。3）零件设计和相关计算；车刹车片尺寸结构 的 解决分析2)汽车刹车片模具的设计3)根据已知的刹车片背板的图纸，仔细研究刹车片的工作原理，配合公差尺寸等，设计出相对应的刹车片，确定相应的尺寸和公差标准。62） 画出摩擦片的三维图并加以修正。3） 根据所确定的刹车片模具的尺寸。4） 确定模具所用的材料为常用的模具钢，使用的模具为压制模。5） 设计出刹车片模具的三维图。6） 对所设计的模具进行强度和寿命校核与计算。3总体研究思路及预期研究成果 本 毕业设计 拟采用理论分析与三维建模与仿真实验的方法，在前人的基础上 ， 通过三维 环境完成 汽车刹车片的三维成型 ， 并对其进行初步的 冲压模具设计。 选择使用冲压模 ， 考虑到人工成本 、 生产效率等因素，可以选用压制模。 计 冲 压件。拉深毛坯展开计算：为了减少 钣金件 变形程度及方便定位 ，应根据 汽车刹车片 的形状及尺寸，选用与 汽车刹车片 毛坯展开后相同的尺寸 ， 其具体数据可通过软件计算得到。 2)确定毛坯形状及 两孔 尺寸 距离 。 毛坯形状及尺寸对 冲压 件的充填性能和模具寿命影响很大 。 根据 汽车刹车片 的形状特点 ， 计算孔间距离和 汽车刹车片的外形尺寸。3)验算许可变形程度 。 冲压 变形时 ， 必须要进行材料的许可变形程度 ， 否则 ，将得到破碎外形的制件 。 同时 ， 根据 汽车刹车片 外形对板材的冲压次数进行预算 。4)计算 冲 压变形力。 冲 压的变形力是设计模具的基础，选择设备的依据 ， 并可借以衡量挤压变形的难易程度 ， 分别对所许拉深力和冲裁力以及相关的其它力进行计算 。 在考虑应变力的情况下 ， 同时要考虑半成品件的回弹变形 ， 因此要对冲压 变形力进行综合考虑。 5)模具结构设计 。 根据 汽车刹车片 的形状 、 尺寸及加工工艺的要求 ， 设计出完成其相关功能的模具结构 。 根据以上选用的成型方法 ， 要设计 级进 模具结构来完成其主要功能，这需要借助软件对其模具进行实体造型。76)对设计出来的模具的经济和使用性进行分析探讨 ， 考虑其可否用于工业生产。 汽车制动中 的一个 重要 零件，对 汽车安全性、质量 都有重要影响 ， 是使用冲压模具加工生产出的一种零件 。 经过 国内外 的研究与发展 ， 冲压成形技术取得很大的进展且日渐成熟 ， 被广泛应用于 汽车、 能源、机械、信息 、航空航天 、 国防工业和日常生活的生产之中 。 在前人研究工作基础上 ， 本设计论文进行 汽车刹车片模具设计 ，在基本原理上是可行的。指导老师 曾教学我们冲压成形工艺，并 在 冲压成形技术 相关研究方面具有很多成功的经验 ， 本设计的 研究方法思路经过深思熟虑 ， 切实可行 ， 能够确保毕业设计的顺利完成并取得预期的研究成果。 车刹车片的冲压模具 ， 完成三维建模 。 通过 钣金件设计分析 ，保证设计能较好的满足设计要求 。4研究工作计划参 考 文 献81牟 红霞 模 具材 料的 发展 与动 向现 代制 造技 术与 装备 ， 206， 4： 83 842刘 全坤 ，王 成勇 ，刘 传经 模 具技 术的 现状 与未 来发 展重 点模 具工 业， 201， 37(5)1 43马 超， 浅 谈我 国冲 压模 具的 发展 趋势 ， 2012,35；4孔 炎 ， 梁 辰 ， 赵 蒙 ， 聂 爱琴 端 盖零 件的 冲压 模具 设计 ， 文 章 编 号 ： 1674 6457(2012)06 0129 035洪 慎章 ，曾 振鹏 密 封盖 落料 拉伸 冲孔 切边 复合 模设 计 J 模具 工业 ， 2)： 23 266郝 滨 海 冲 压 模 具 简 明 设 计 手 册 (第 2版 )M 北 京 ： 化 学 工 业 出 社 ， 209： 19 4，165 1827朱 家诚 机 械设 计课 程设 计 M 合肥 ：合 肥工 业大 学出 版社 ， 205： 250 2518周 淑容 冲 裁间 隙对 冲裁 件质 量的 影响 及其 选择 方法 J 科技 信息 ， 209(12)： 2259崔 令江 覆 盖件 冲压 成形 技术 M工 业出 版社 ， 203.10刘 绪功 特 征的 汽车 覆盖 件冲 压成 形性 研究 D :南 京航 空航 天大 学， 205.1朱 东 波 ， 王 伊 卿 等 喷 涂 汽 车 覆 盖 件 冲 压 模 具 快 速 制 造 方 法 P 专利 :031450， 204.12程 应潮 ，范 国辉 外 桥车 覆盖 件冲 压模 具设 计概 括 204） 043李 体彬 成 型工 艺 工 业出 版社 23458号 ： 19814李 德群 ，肖 祥芷 展 概况 及趋 势 J工 业， 205（ 7） ： 95中 国模 具工 业协 会 行 业 “ 十 一五 ” 规 划 J工 业， 205（ 7） ： 36李 大鑫 ，张 秀锦 技 术现 状与 发展 趋势 综述 J制 造， 205（ 2） ： 17张 春水 外 冷冲 模技 术现 状及 发展 趋势 ， 191， 第 1期186098， 19879王 华 ， 尚 振国 压 模具 设计 中的 应用 ， 中 国科 技信 息 208年 ， 第 15期 ：1420聂 兰启 ，聂 伯扬 深 锥零 件的 拉伸 成形 . 模具 制造 ， 208年 ，第 8期 ， 2921邓 明 ， 吕 琳 成 形工 艺及 模具 版 ： 化 学工 业出 版社 ， 206年 ： 172202,6(2):13023彭 建声 压 技术 问答 （ 上 册 ） 版 ： 机 械工 业出 版社 ， 206年 ： 361班 级 09机械设计制造及其自动化 （ 4） 班 姓 名 赵天星课 题名 称 汽车摩擦片模具设计 技术3 1软 件环 境3 2修 正回 弹的 对策3 3新 斜楔 机构 在外 覆盖 件模 具上 的应 覆 盖件 冲压 模具 的制 造技 教 师 审 批意 见 签 名：2年 月 日汽车摩擦片冲压模具设计 赵天星(机械设计制造及其自动化 09(4)班 我国轿车市场发展十分迅猛 ， 2002年在轿车销售超过 100万辆的基础上 ， 2003年则向 200万辆大关迈进 ， 达到了 197万辆 。 然而 ， 在轿车热迅速升温的同时，不得不尴尬地面对这样的现实 市场上热销的绝大多数车型是直接从国外引进的。由手国内轿车覆盖件模具设计制造能力从总体上看还比较薄弱，为了生产这些车型，各大汽车公司不得不耗资几亿、十几亿元采购海外模具。与国外大汽 车公司相比，由于生产规模比较小，这就造成单车均摊的模具成本远高于国外车， 这也是造成国产车整车制造成本居高不下的主要原因之一 1。汽模具制造有限公司、东风汽车模具厂、天津汽车模具有限公司、成飞集成科技股份有限公司、南京模具装备有限公司、上海 千缘汽车车身模具有限公司等等。作为国内最大轿车生产销售商 上海大众汽车有限公司 ， 也有自己的模具设计制造部门 (。 目前 ， 虽然国内模具商在轿车内覆盖件模具设计制造方面已小有能力，并可承接整车厂的部分模具开发项目，但对 于有很高型面精度和表面质量要求的外覆盖件，特别是中高档轿车的外覆盖件，整 车厂很少会将这类模具交由国内开发。 上海大众汽车有限公司为了降低整车生产成本，同时也为了提高公司的核心技术能力，从 2001年开始，涉足轿车冲压模具设计制造领域。 2001年 2002年完成3了 0只简单零件的模具，通过了公司质保部门验收并投产。 2002年开始向大型化、复杂化、自动化发展，设计制造了 6000该零件外形尺寸大 、 拉深深度深 、 形状复杂 )。 2003年 ，为 进 一 步 提 高 模 具 设 计 制 造 的 能 力 和 水 平 ， 他 们 涉 足 20000 位 压 力 机 和10000去上海大众在 20000部需进口，国内模具商还没有能力设计制造这样的模具。为此， 他们 选择了 10000成化自动化程度非常高，当然这对模具设计的要求也相应地提高。零件的送料高度、步距、机械手的位置有严格的要求，还要保证机械手在运动过程中 与模具无干涉，这样给予模具设计的空间就小了很多。在考虑诸多因素之后， 他们最终完成了整套模具的设计 。 另外 ， 他们 还完成了 0000去年的基础上更进一步。这些工作的顺利完成，标志着上海大众模具设计能力已经达到了国内先进水平，从而为今后上海大众汽车模具国产 化 打 下 了 坚 实 的 基 础 。 尽 管 如 此 ， 与 国 际 先 进 水 平 比 较 ，图 1内 板模 具装 配示 意图仍有较大差距 ， 比如在轿车外覆盖件具设计方面还是空白 。 a)上模装配示意图 (b)下模装配示意图在轿车冲模中 ， 难度最大的是外覆盖件模具设计，主要表现在以下两个方面：（ 1)克服由回弹造成的零件型面偏差破裂、起皱、回弹是轿车冲压件成形过程中的4主要缺陷 。由于轿车外覆盖件外形尺寸大、拉深深度浅、塑性变形程度低，一般不易拉裂，因而回弹就成为该类零件制造过程中的主要问题，它将严重影响零件间的相互配合 关系。有限元模拟软件在冲压模具设计中得到普遍应用，已经能够比较准确地预测破裂和起皱 ， 从而有助于设计合适的工艺补充面来改善拉深过程中材料的流动状况 ，提高零件的成形性。然而，迄今为止，大多数有限元软件还不能精确地预测冲压件 从模具当中取出后的回弹变形。因此，对外覆盖件回弹问题的处理，主要还是依靠 经验来修改模具型面，使冲压件过正成形，来抵消由于回弹导致的变形2。(2)冲压件的取件 由 于 外 覆 盖 件 (如 前 盖 外 板 、 车 顶 、 翼 子 板 )都 需 进 行 复 杂 的 翻 边 整 形 或 预 卷 边工艺，这就使得在模具结构设计时，必须考虑冲压件成形后的取件问题，目前，大都依靠复杂的多斜楔机构联动来实现模具工作部分对零件让位，以实现方便取件， 由此造成整个模具的结构十分复杂 3。技术目前，国外大汽车公司为了降低模具开发、制造成本，缩短生产周期，将除轿 车 外 覆 盖 件 之 外 的 大 部 分 轿 车 冲 压 件 的 模 具 都 交 由 专 业 模 具 公 司 (如 设计和制造，这些公司都有很强的开发能力，并在某些零件的模具制造方面拥有独到的 优势 。 但作为整车厂 ， 考虑到新车型开发过程中的保密 ， 对诸如翼子板 、 行李箱盖 、车门、侧围、车顶、前盖等敏感零部件的模具，则都由自己的模具制造部门来设计 和制造 4。3 1软件环境 冲压模具设计，除了必要的 大量应用了有限元模拟软件 ， 如 来辅助冲压工艺设计 。 下面 ， 以 明如何利用 序工艺补充面。 以用于薄板、拼焊板的冲压成形、液压胀形等 过程的模拟，配合不同的功能模块，还可以进行冲压件单步法成形模拟以及拉深工序 工 艺 补 充 面 ( 设 计 。 轿 车 冲 压 件 中 ， 约 有 2 3可 以 利 用 计 模块根据由设计者指定的或由软件自动5产生的压边圈型面 ， 以及工艺补充面的多条截面线 ( 能够快速地生成工艺补充面，用于拉深工序的模拟，如图 2所示。压边圈型面、 种快速设计是建立在对 曲面面片本身以及曲面面片之间的连续并非十分光顺，尽管这种曲面不能够直接用于模具表面的机械 加工 ，但是对于模拟精度的影响却不是很大。根据模拟结果，设计者可以很方 便 地 对 工 艺 补 充 面 进 行 调 整 ， 直 到 模 拟 结 果 满 足 设 计 要 求 。 最 后 ， 将 压 边 圈 、 在 并结合产品数模，就能够得到机加工可以使用的拉深工序模具数模5。图 2工 艺补 充面 示意冲压工艺传统设计方法 ： 首先 ， 在经验基础上 ， 利用 其次 ，将 根据模拟结果 ， 在 将新的 始新的模拟，直到满足要求为止。这是一个从 于每次在 此，整个过程所花费的时间就多得多。而新方法在冲压工艺设计初期，就用 传统的设计方法相比，就能够大大提高设计效率 6。由于 了在较短的时间内对复杂冲压件的成形过程进行评价，采用了膜单元来离散几何模型，必然要降低模拟精度，因此，有 些汽车公司在模具设计开始之前还要利用模拟精度高的 如德国大众就采用了 对拉深工序进行再次模拟 (够得到更为准确的计算结果，但是其计算所花费的时间通常是 几倍，该软件比较适用于最终验证 7， 所有拉深工艺必须通过 并验证为是可行的，才可用于模具设计。 模具设计完备 ， 应通过图纸结合泡沫模型进行验收 (图 3)， 各道工序用不同颜色的线条标记在泡沫模型上，这样做直观而清晰。还应组织包括工艺设计者、项目规划员、模具调试人员、模具操作者等相关人员进行讨论验收。对于在冲压工艺上 难以解决的成形问题，还应邀请产品开发人员一同讨论，寻求对产品进行更改设计 的 8。图 3冲 压工 艺泡 沫模 型3 2修正回弹的对策 由前已知 ， 回弹是轿车外覆盖件成形过程中的主要问题 ， 现以前盖外板为例 ，对此进行详细分析。通常外覆盖件的回弹有以下两类：7 大片平坦曲面由弹性回复造成的拱起或塌陷，如图 4中 线表示零件从模具中取出并发生回弹后的位置。这类问题，工艺设计时通常不加以考 虑，工艺数模中产品型面部分的数据与来自于产品开发部门的数据相一致，并用于 模具制造。待试模之后，将试件与检具进行对比测量，根据偏差对拉深模型面进行修正。如果设计人员对于这类问题的控制拥有非常丰富经验的话，也可以事先估计 出曲面弹性回复的方向以及偏移量，并将其反向叠加到产品数模上去，求得考虑回 弹变形的拉深工艺曲面，这个计算过程需要由专门的计算机软件来完成，在德国大 众，采用的是 翻边整形部分由弯曲变形回弹造成的折边转图 4平 坦曲 面由 弹性 示 意图角变化，如图 4中 于这类问题， 该处除拉深和剪边外，还包括翻边和斜楔整形 ， 整形工艺需过正成形 2 3 ， 以抵消弯曲回弹 。 该工艺由工艺设计完成，并体现在工艺方案的数模中9。前，新车型的很多外覆盖件，如翼子板前盖外板、车顶等的翻边整形工序中，采用了一种称之为 “ 旋转斜楔 ” 的新工艺16。其工作原理 为 旋转进程。斜楔上的凹槽部分是冲压件需整形的区域，当整形过程完成后，气缸驱动的托架推动旋转 斜楔绕滚筒转动，从而达到对零件让位的目的，方便整形后的零件从模具上取出。8旋转斜楔的优点是：因整形部分与冲压件托料部分的拼接处非常光顺，故零件上无 明 显压痕；模具结构简单；维修保养简便且费用低。车覆盖件冲压模具的制造技术方法有很多，具体用那种方法要看汽车覆盖件冲压模具的难易程度和制造精度。 速成型技术是基于离散 、 堆积成形思想的新型成形技术 ， 即由三维 是继数字驱动设计（ 数字驱动制造（ 后的又一项为制造业带来巨大变革的数字化制造技术 10。快速成型技术中，三维形体在离散过程中被沿着一至三个方向分解，生成形体的各 个离散面、离散线和离散点，将这些离散体（面、线和点）转换成实体，并将它们 依照原先的顺序堆积还原成三维形体的实体形状15。 通过离散获得材料堆积的路径 、顺序和方式，生成一系列二维层面数据，再将分层后的数据进行处理，加入加工参 数，生成数控代码，在数控系统控制下将材料逐层 “ 迭加 ” 起来形成三维实体，实现数字化成形，构成三维物理实体。快速成形技术的特点有：（ 1） 高度柔性 。 不需要传统的专用工具和生产装备 ， 而利用信息技术把生产加工的重组集成到制造系统中； （ 2） 各种先进技术的高度集成；（ 3） 快速性 。 传统加工方式开发一个复杂形状的产品 ， 从设计 、 工艺规划到加工完成，可能需要几天、几个月甚至上年的时间，而采用快速成形技术，从实体建 模到原型或零件加工完成，可以在几十小时或几个小时内完成； （ 4） 自由成形性。因此能够制造特别复杂的实体；（ 5）材料的广泛性。不同的工艺可制造树脂、塑料、纸、石蜡、复合材料 、 金属材料、陶瓷等原型。采用分层实体制造工艺。分层实体制造将激光用于箔材（主 要是涂敷纸）的切割，逐层粘切完成后，清除被切割的废料，就获得了所需要的原 型。该技术可保证原型件精度；能制造出大型甚至超大型的设备，得到最大尺寸， 运行费用设备中为最低。磁成型技术最先起源于美国。随着科学技术的进步和制造业的发展，电磁9成型技术逐渐发展成为制造业中一种新型的金属塑性加工方法。它是利用瞬间的高 压脉冲磁场迫使金属产生塑性变形达到成型金属零件的目的。电磁成型加工是一种 高速能的工艺，目前，电磁成型技术已广泛应用于航空航天、原子能、汽车、仪器 仪表、电子以及玩具等领域11，主要是金属板材的冲孔、压印或压花以及管材的胀形、缩颈、冲孔、翻边等。电磁成型的理论基础是物理学中的电磁感应定律，在电 场周围会产生变化的磁场，而随时间变化的磁场在其周围空间激发涡旋电场，所以 当有导体处于此电场中时就会产生感应电流 (涡流 )。在电磁成形过程中，磁场力是工件成型的动力。电磁成型是利用脉冲磁场力来使金属坯料变形的，脉冲磁场力是 由电容器通过工作线圈瞬间放电所产生的。脉冲磁场里是磁场间相互排斥或相互吸 引的作用。 电磁成型加工的工艺特点：非机械接触性加工，电磁力是工件变形的动力，它不同于一般的机械力，工件变形时施力设备无需与工件进行直接接触，因此工件表 面无机械擦痕，也无需添加润滑剂，工件表面质量较好；工件变形源于工件内部带 电粒子受磁场力的作用 14。因此，工件变形受力均匀，残余应力小，疲劳强度高，使用寿命长，加工后不影响零件的力学、物理、化学性能，也不需要热处理；施力元件 (线圈 )相对压力机尺寸小，易在真空和气保下进行，将感应加压一次完成；由电磁力的控制精度其误差可在 内，因此加工精度高；加工效率高、时间短 、成本低，便于实现生产的自动化；
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