新型风力发电机制动片模具设计.doc

1、新型风力发电机制动片模具设计摘 要随着经济的发展，粉末冶金技术应用范围越来越广泛，在国民经济各部门中，几乎都有模具加工生产，它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活紧密相连。由于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，在汽车、轻工、电机电器、家用电器，航天航空，以及日常生活用品等行业应用越来越广泛。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，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。本设计的依托项目是采用粉末冶金法研制新型风力发电机制动器衬垫。本设计内容粉末冶金模具，是制备制动器衬垫的必要设备，制品的尺寸精度与成型或精整模

2、具尺寸精度密切相关，特别是异型复杂、集合尺寸精度高地零件，其精度主要靠模具保证。因此，本设计主要解决制动器衬垫的模具设计。关键字：粉末冶金；制动片；模具设计。The new wind turbine brake pads mold designAbstractWith the development of economy, powder metallurgical technology is widely used in national economic sectors, almost all mold processing production, it is not only closel

3、y related with the machinery industry, but also closely connected with peoples life. Because of powder metallurgy process with high efficiency, stable quality, low cost and can be processed with complicated shapes advantages, such as cars, light industry, motor in electrical appliances, household ap

4、pliances, aerospace, and daily necessities, etc. With the continuous development of industrial products, and constantly improve the level of production technology, powder metallurgy mould as modern high-speed molding technology in the process of equipment have played more and more important role. Th

5、e design of a hole, blanking mould. After data access, first to press before suppressed process analysis, the process analysis and contrast, using one-way pressing process, based on the quality, density, press with diameter of such height, preliminary determination of rods, Yin mold and die. To anal

6、ysis the press processing machine type selection for the design of the mould. The design that will die after each type of work will die parts design process, draw the part of assembly and die.Key words: Powder metallurgy, Eccentric, Mould design. 目 录1 绪 论11.1模具技术的发展11.1.1模具11.1.2模具工业在国民经济中的地位11.2模具工

7、业在国民经济中的地位21.3粉末冶金模具现状22 粉末冶金模具设计及方法32.1新风力发电机制动片概述32.2粉末冶金模具设计概述42.2.1粉末冶金模具设计基本原则42.2.2粉末冶金模具设计基本方法52.2.3压坯设计62.2.3.1压坯形状设计62.2.3.2压坯精度设计62.2.4压坯形状的分类92.2.5压坯密度分布与压制方式选择103 模具结构设计123.1成型模结构基本方案123.2成型模零件尺寸计算及材料选择133.2.1阴模及模套尺寸确定及结构133.2.2上冲模尺寸确定及结构153.2.3送料机构163.2.4料仓结构163.3弹簧浮动183.3.1阴模浮动183.3.2模

8、冲及压套浮动183.4成型模主要零件连接193.4.1阴模与模板的连接193.4.2上模冲的连接193.4.3导柱与模板的连接203.4.4模具装配图214 其他辅助零件设计及模具校核224.1其他辅助零件及材料选择224.2模具的强度校核235 工艺参数及其影响因素245.1 金属粉末松装密度及其影响因素245.2 压坯的回弹率及影响因素246 模具有限元分析266.1 有限元分析理论概述266.2 制动片模腔模型276.3 ANSYS有限元分析进程276.3.1 ANSYS环境简介276.3.2 ANSYS建模过程28总 结32致 谢33参 考 文 献344 1 绪 论1.1模具技术的发展

9、1.1.1模具在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中得到了广泛应用。由于采用模具进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本，并保证一定的加工质量要求，所以，汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、玩具和日常品等产品的零部件很多都采用模具进行加工。据国际技术协会统计，2000年产品零件粗加工的75 %，精加工的50 % 都由模具加工完成。在世界上一些工业发达国家，模具工业的发展是很迅速的，据有关资料介绍，某些国家的模具总产值已超过了机床工业的总产值，其发展速度超过了机床、汽车、电子等工业。模具工业在这些国家已摆脱了从属地位而发

10、展成为独立的行业，是国民经济的基础工业之一。模具技术，特别是制造精密、复杂、大型、长寿命模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一1。1.1.2模具工业在国民经济中的地位模具在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成形。例如，冲压件和锻件是通过冲压或锻造方式使金属材料在模具内发生塑性变形而获得的：金属压铸件、粉末冶金零件以及塑料、陶瓷、橡胶、玻璃等非金属制品，绝大多数也是用模具成形的。由于模具成形具有优质、高产、省料和低成本等特点，现已在国民经济各个部门，特别是汽车、拖拉机、航空航天、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品

11、等工业部门得到极其广泛的应用。据统计，利用模具制造的零件，在飞机、汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表等机电产品中占6070；在电视机、录音机、计算机等电子产品中占80以上，在自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风扇等轻工产品中占85以上。据国际生产技术协会预测，到2000年，机械零件粗加工的75和精加工的50都将由模具成形来完成。模具技术，特别是制造精密、复杂、大型、长寿命模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。1.2模具工业在国民经济中的地位尽管我国的模具工业这些年来发展较快，模具制造的水平也在逐步提高，但和工业发达国家相比，仍存在较大差距，主要表现在模具品种少、精度差、寿命短、

12、生产周期长等方面。为了促进我国冲压模具技术的发展,从计算机技术、先进加工技术及装备、其它新技术与冲压模具等方面分析了我国冲压模具的技术现状。结果表明:经过几十年的发展,我国的冲压模具总量位居世界第三位,加工技术装备基本已与世界先进水平同步。以汽车覆盖件为代表的大型、复杂、精密冲压模,用CAD/CAM/CAE软件进行三维设计和模拟,靠高速、精密的加工设备生产,用新型研磨或抛光代替传统的手工研磨抛光,提高模具质量。这些都代表了冲压模具发展的趋势1。1.3粉末冶金模具现状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

13、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CM(DU)带材生产线，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CM(DU)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，挡住了进口。现在该厂年产量数以百万计，微型精密含油轴承是音像机器和微小型

14、电机不可替代的关键零件。我国生产这种含油轴承的能力已超过2亿件/年，材料有铜基、铁基及铁铜合金等。飞速发展的粉末冶金制品，也给模具制造带来了飞速的发展。有单一的整体式的模具到复杂的组合式的模具一应俱全，产品数量直线上升。这就为现在的模具设计提出了新的要求：高的寿命，高的强度，高的耐磨性，高的韧性，高的耐热性等。这就给设计工作者提出了更高的要求。这不仅要求对模具制造工艺了如指掌，而且要对材料的性能及特点非常熟悉。国外在偏心轮模具制造方面已经实现自动化，我国也已向这方面迈进。不久的将来我们可完全掌握全自动化加工工序1。2 粉末冶金模具设计及方法2.1新风力发电机制动片概述制动衬垫是制动器的一个重要

15、零部件，制动性能好、坏对其有直接的关系。风力发电机上使用的制动衬垫与普通的工业制动器有很大区别：风力发电制动衬垫要求产品能在风沙、雨雪、盐雾等恶劣的气候条件下保持稳定的性能；要求产品寿命能达到10年以上的工作周期；要求产品保证良好的耐磨性同时对被动盘的损伤小；要求保证适中稳定的摩擦系数等。零件材质为AZ91，压坯密度为1.81g/cm2,原料粉末的松装密度为0.84g/cm2。零件图基本尺寸如下：图2-1 零件图由上述条件知压缩比k=1.81/0.84=2.15装分高度h粉=2.1518=38.7mm2.2粉末冶金模具设计概述粉末冶金是制取金属粉末并通过成型和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末混合成制品的加工方法，既可制取普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。粉末冶金材料和工艺与传统材料相比，具有以下优点：（1）材料利用率高。用一般切削加工方法制造机械零件时，材料利用率约为40%到50%，甚至更低，而粉末冶金方法的材料利用率可达95%以上。（2）生产效率高。随着粉末冶金压制设备和烧结设备的自动化程度提高，一台粉末冶金专用压机，产量通常为1000