复合材料汽车制动缸的成型工艺和模具设计
复合材料模具设计课程设计
复合材料模具设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解复合材料的定义、性质及应用领域，掌握复合材料模具设计的基本原理；2. 使学生掌握复合材料模具的构造、分类及设计方法，了解不同模具参数对复合材料制品性能的影响；3. 引导学生了解复合材料模具设计过程中的材料选择、工艺参数优化等关键问题。
技能目标：1. 培养学生运用CAD软件进行复合材料模具设计的能力，提高其绘图速度和准确性；2. 培养学生分析实际工程问题，运用所学知识解决复合材料模具设计过程中遇到的技术难题；3. 提高学生的团队协作和沟通能力，使其能够就复合材料模具设计方案进行讨论、修改和完善。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对复合材料模具设计领域的兴趣，激发其创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨、务实的学习态度，使其能够遵循工程规范，注重细节，提高设计质量；3. 引导学生关注复合材料模具设计在环境保护、资源利用等方面的意义，培养其社会责任感和职业道德。
课程性质：本课程为专业选修课，旨在使学生掌握复合材料模具设计的基本知识，提高其实践操作能力。
学生特点：学生具备一定的材料科学、力学和机械设计基础，对复合材料模具设计有一定了解，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强化实际操作训练，提高学生的综合运用能力。
通过课程学习，使学生能够独立完成复合材料模具设计任务，为未来从事相关工作奠定基础。
二、教学内容1. 复合材料基本知识：介绍复合材料的定义、分类、性能特点及应用领域，重点讲解复合材料在模具设计中的应用优势。
教材章节：第一章 复合材料概述2. 复合材料模具设计原理：讲解复合材料模具设计的基本原理，包括模具结构、分类及设计方法。
教材章节：第二章 复合材料模具设计原理3. 复合材料模具设计流程：详细介绍复合材料模具设计流程，包括模具需求分析、材料选择、工艺参数确定等。
教材章节：第三章 复合材料模具设计流程4. CAD软件在复合材料模具设计中的应用：讲解CAD软件在复合材料模具设计中的应用，使学生掌握软件操作方法。
汽车中的复合材料
复合材料在汽车中的应用一、汽车用复合材料简洁概述随着全球能源危机、环境污染等问题的重视，汽车对于重量、噪声、耗油等方面的要求的越来越高。
另一方面，高档轿车的附加功能越来越多，又会增加轿车质量。
汽车的轻量化会可以降低油耗、节省能源、保护环境、改善汽车性能。
图一展现了各类不同汽车的车重和它们的百公里油耗比照状况。
从图中可以看出汽车车重平均削减100kg,汽车的百公里油耗削减0.7L。
值得提示的是，汽车部件的能耗可以从三个方面考察：原材料能耗、加工能耗和运载能耗，图一所示的只是运载能耗。
汽车轻量化设计最有效的途径就是更换新材料。
在现代的众多材料之中，聚合物基复合材料具有比强度和比模量高、耐疲惫、本钱低、减振和降噪性能良好、耐腐蚀和尺寸稳定等优良性能，生产耗能只有钢材的50%-60%,是Al、Mg 材料的70%・80%, 其实不仅是聚合物基复合材料具有以上几点特点，用复合材料替代传统材料，普遍表现出质量小、耐腐蚀、易修补、噪声小、燃油消耗低、成型工艺便利、易回收采用，已广泛应用与制造汽车车身、车门、发动机罩、油底壳、保险杠、板弹簧和驱动轴等。
例如: 美国的Pontiac Fiero轿车采纳纤维增加塑料车身，车重削减了80%o下面概述一下各种复合材料在汽车上面的应用。
金属基复合材料在汽车上的应用：目前应用与汽车工业的金属基复合材料主要有AI或Mg基的颗粒或者短纤维增加的材料，特点是：比强度和比刚度高，耐磨性好，导热性好，热膨胀系数低。
金属基复合材料适合制造汽车的制动器耐磨件，如制动盘等。
现在的汽车制动盘大多采纳铸铁制图一：汽车能耗与重量关系造，但是用铝基复合材料替代铸铁可以减重50%-60%,同时制动距离短，提高导热系数，制动过程中的大量的热量能够散发出去，提高了抗热震性能。
在反复连续制动的工况下外表温度基本维持在450℃,而铸铁刹车盘外表温度高达700C,止匕外，摩擦系数更为稳定。
金属基复合材料还广泛用于制造轻质连杆和活塞。
复合材料成型工艺技术课程标准
《复合材料成型工艺技术》课程标准一、课程基本信息二、课程定位《复合材料成型工艺技术》是复合材料加工与应用技术专业的一门综合性、操作性较强的职业能力必修课程。
通过本门课的学习要求学生掌握玻璃钢产品常用成型方法、工艺，具备一定的玻璃钢成型操作能力和工艺调整、创新能力。
三、课程设计思路本课程是基于玻璃钢生产成型工作过程开发的复合材料加工与应用技术专业课程体系的有机组成部分，贯彻实施“行动导向教学法”，努力做到“理实一体”，将本课程设计为五个项目，共计十个单元，项目设计结合生产实际又利于教学实施，每个单元均有明确可行的教学目标，科学严谨的教学程序，能充分调动学生的学习积极性，让学生真正做到“做中学，学中做”。
四、课程目标（一）能力目标1，玻璃钢成型基本操作能力。
2，玻璃钢成型加工工艺参数调整能力，生产质量控制能力。
3，解决实际问题能力，独立学习新技术的能力。
（二）知识目标1，玻璃钢成型工艺概貌。
2，手糊成型原材料、工艺过程、工艺参数3，模压成型原理、工艺流程、工艺参数（三）素质目标1，培养学生认真负责的工作态度，严谨细致的工作作风；2，具有人际沟通、组织协调和执行任务的能力。
（四）其他目标说明：各专业可根据课程特色和需要对上述样表进行修改或完善。
六、课程实施建议（一）教学建议（从教学条件、教学方法与手段、课程资源的开发与利用、教材选用等方面进行说明）1. 扩建、完善复合材料实训室建设，包括通风设备、液压设备，模具等补充。
2. “行动导向教学法”。
3. 开发本课程PPT，收集整理相关视频、图片教学资料，部分成型工艺的动画制作；自编教材。
（二）考核建议本课程的考核分理论考核和实操考核两部分，总成绩为100分。
理论考核形式为闭卷考试，占总成绩比例的40%，所考内容涵盖所有任务项目内容。
实操考核为现场操作，占总成绩比例的50%，将操作过程细化到每一步的操作，不同的内容分值权重也不一样，最终形成实操考核成绩；另外还有10%的平时成绩，主要包括平时上课迟到、早退情况、课堂及试验表现情况、作业完成情况等综合评定。
汽缸体的机械加工工艺设计
汽缸体的机械加工工艺设计2011届分类号：单位代码：10452本科专业职业生涯设计我的汽车人生之路姓名学号年级2007专业车辆工程系（院）工学院指导教师2010年 12 月 24 日目录第一部分 (5)做汽车销售推广人 (5)2 我的梦想 (5)3 自我评价与分析 (5)3.1 自我评价——自信与热情 (5)3.1.1 性格品质 (5)3.1.2 个人素质 (5)3.1.3 学习能力 (5)3.2 职业兴趣——汽车人生 (6)3.3 职业个性——勇于追求，敢于拼搏 (6)3.4 职业价值观——综合选择 (6)3.5 我的缺点 (6)4 职业分析 (6)4.1 家庭环境分析 (6)4.2 学校环境分析 (6)4.3 职业分析 (6)4.4 职业环境分析 (6)4.5 社会环境分析 (7)5 职业定位 (7)5.1 职业定位 (8)5.2 我的计划 (8)5.2.1 五年计划（2010-2015） (8)5.2.2 中期计划（2015-2022年）错误！未定义书签。
5.2.3 长期计划 (8)第二部分 (9)汽缸体汽缸体的机械加工工艺规程和专用机床夹具设计摘要 (9)ABSTRAT ................. 错误！未定义书签。
1绪论 (11)2汽缸体的分析 (12)2.1 汽缸体的作用 (12)2.2 汽缸体的工艺分析 (12)3 机械加工工艺规程设计 (13)3.1 工艺过程定义 (13)3.2 机械加工工艺规程 (13)3.3 工艺规程的作用 (13)3.4 工艺规程的设计原则 (14)3.5 机械加工工艺过程与生产类型 (14)3.6 确定毛胚的制造形式 (14)3.7 基准的选择 (15)3.8 制造工艺路线 (15)3.9 机械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的确定 (18)3.10确定切削用量及基本工时 (20)4 端面铣专用夹具设计 (32)4.1 工件装夹的实质 (32)4.2 机床夹具的分类 (32)4.3 问题的提出 (32)4.4 夹具设计的基本要求 (33)4.5 粗铣平面专用夹具设计 (33)4.6 镗孔夹具的简要说明 (34)5 加工经济的技术经济分析 (36)5.1 方案比较 (36)5.2 技术经济指标 (39)结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录 (44)错误！未定义书签。
复合材料模具设计
复合材料模具设计
复合材料模具设计是一门综合性的学科，涉及材料科学、机械设计、制造工艺
等多个领域。
复合材料模具在现代制造业中具有重要的应用价值，能够满足对产品质量、生产效率和成本控制的要求。
因此，合理的复合材料模具设计对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。
首先，复合材料模具的设计需要充分考虑材料的选择。
复合材料是由两种或两
种以上的材料组合而成，具有优良的性能，如高强度、低密度、耐腐蚀等特点。
因此，在模具设计时，需要根据产品的具体要求选择合适的复合材料，以确保模具具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和高强度。
其次，复合材料模具的结构设计至关重要。
模具的结构设计应考虑产品的形状、尺寸、工艺要求等因素，确保模具能够满足产品的加工需求。
同时，还需要考虑模具的冷却系统、排气系统等辅助结构，以确保模具在使用过程中能够稳定、高效地工作。
另外，复合材料模具的制造工艺也是影响模具质量的重要因素。
在模具制造过
程中，需要选择合适的工艺方法，如复合材料的成型工艺、模具的表面处理工艺等，以确保模具具有良好的表面质量和精度。
最后，复合材料模具的使用和维护也是需要重视的问题。
在模具使用过程中，
需要根据产品的加工要求和模具的特点进行合理的使用，避免因误操作导致模具损坏。
同时，还需要定期对模具进行维护保养，延长模具的使用寿命，降低生产成本。
综上所述，复合材料模具设计是一个复杂而又重要的工作，需要综合考虑材料
选择、结构设计、制造工艺、使用维护等多个方面的因素。
只有在这些方面都做到合理、科学、严谨，才能设计出高质量、高效率的复合材料模具，为现代制造业的发展做出贡献。
制动主缸设计
液压制动主缸的设计方案1）主缸壳体主缸壳体应有足够的耐压强度，铸件表面不能有裂纹和疏松，一般在20MPa以内壳体不应有任何泄漏，壳体材料为灰铸件HT250，由于整车的整备质量为1060KG，所以选择紧凑型主缸。
为了保证其良好的密封性能，其表面粗糙度选择为0.20u2）活塞及其他部件活塞采用铝合金棒材铸铝，表面氧化铝膜处理。
活塞的配合直径名义尺寸与缸孔相同，其配合间隙在0.04-0.10mm范围。
制动主缸的防尘罩设计留通气孔支承座边缘与皮碗留有一定间隙橡胶密封件皮碗和皮圈选用SBR橡胶弹簧预紧力选择在40-120N之间轿车制动主缸采用串列双腔制动主缸。
如图2—3所示，该主缸相当于两个单腔制动主缸串联在一起而构成。
储蓄罐中的油经每一腔的进油螺栓和各自旁通孔、补偿孔流入主缸的前、后腔。
在主缸前、后工作腔内产生的油压，分别经各自得出油阀和各自的管路传到前、后制动器的轮缸。
主缸不制动时，前、后两工作腔内的活塞头部与皮碗正好位于前、后腔内各自得旁通孔和补偿孔之间。
当踩下制动踏板时，踏板传动机构通过制动推杆推动后腔活塞前移，到皮碗掩盖住旁通孔后，此腔油压升高。
在液压和后腔弹簧力的作用下，推动前腔活塞前移，前腔压力也随之升高。
当继续踩下制动踏板时，前、后腔的液压继续提高，使前、后制动器制动。
图2—3 制动主缸工作原理图撤出踏板力后，制动踏板机构、主缸前、后腔活塞和轮缸活塞在各自的回位弹簧作用下回位，管路中的制动液在压力作用下推开回油阀流回主缸，于是解除制动。
若与前腔连接的制动管路损坏漏油时，则踩下制动踏板时，只有后腔中能建立液压，前腔中无压力。
此时在液压差作用下，前腔活塞迅速前移到活塞前端顶到主缸缸体上。
此后，后缸工作腔中的液压方能升高到制动所需的值。
若与后腔连接的制动管路损坏漏油时，则踩下制动踏板时，起先只有后缸活塞前移，而不能推动前缸活塞，因后缸工作腔中不能建立液压。
但在后腔活塞直接顶触前缸活塞时，前缸活塞前移，使前缸工作腔建立必要的液压而制动。
复合材料在汽车上的应用
采用ＣＦＲＰ后，可以使原来通过中间轴承连接的两根金属传动轴用一
根ＣＦＲＰ传动轴取代。与钢材相比，不仅可减轻６０％的重量，而且具有
很好的耐疲劳性和耐久性。美国福特公司进行了大量的ＣＦＲＰ应用试 验，所有研究结果均表明ＣＦＢＰ具有作为汽车材料的优良特性。例如， 用ＣＦＲＰ制造的板簧零件强度高、模量大、热膨胀系数小，减磨性好， 质量只有１４ｋｓ，比现有材质减轻７６％。但由于成本太高，ＣＦＲＰ零件尚 未实现批量生产。专家推测，只有当碳纤维降到６．６１ ｌ美元钕时，才 有可能在汽车工业中推广应用碳纤维复合材料。一旦解决了成本问 题，就在汽车行业中使用大量的ＣＦＲＰ，应用组件包括发动机系统中
板）。与其他国家相比，我国用玻璃钢汽车部件较少，产品主要包括保
险杠、阻流板、车顶盖、电瓶托架、太阳能电池盖等，主要由手糊法或 ＲＴＭ法，劳动生产率低，产品质量难以提高。近年来，随着汽车相关部 件国产化和国产车型的改进和更新，越来越多的汽车开始使用玻璃钢 部件，大量应用在汽车上的玻璃钢复合材料将是中国汽车工业发展的 必然趋势。 １．２碳纤维增强塑料（ＣＦＲＰ）。ＣＦＲＰ是汽车轻量化最理想的材料。用 ＣＦＲＰ取代钢材制造车身和底盘构件，可减轻质量６８％，油耗下降 ４０％。ＣＦＲＰ在汽车匕应用比较成功的—个实例是美国摩里逊公司生 产的ＣＦＲＰ汽车传动轴，该传动轴应用于通用汽车公司载重汽车上。
【２】王东川，刘启志，柯枫．碳纤维增强复合材料在汽车上的应用叨．汽 车工艺与材料，２００５（４）：２０６．
万方数据
民蕾科技２０１４年第６期
科技论坛
复合材料在汽车上的应用
刘明 （黑龙江省农垦建三江管局七星农场交通科，黑龙江建三江１５６３００）
摘要：国内外现状表明，复合材料在汽车上将有广阔的应用前景，同时，也有很多问题有待解决。
热固性复合材料(BMCSMC)在汽车行业应课件
某品牌汽车座椅骨架应用BMC材料
总结词
高强度、轻量化、舒适性
详细描述
该品牌汽车座椅骨架采用BMC材料，通过注射成型工艺 制备。BMC材料的高强度和轻量化特性有助于提高座椅 的刚度和支撑力，从而提升乘坐舒适性。同时，BMC材 料的耐久性和低成本也有助于降低汽车制造成本和维护 成本。此外，BMC材料的加工性能良好，易于实现复杂 形状的成型，能够满足汽车座椅骨架的多样化设计需求 。
智能化与电动化
总结词
智能化和电动化是未来汽车行业的发展方向，BMC/SMC材料的应用将有助于实现汽车的智能化和电 动化。
详细描述
BMC/SMC材料具有良好的绝缘性能和尺寸稳定性，能够满足汽车电子部件的精密制造要求。同时， BMC/SMC材料的强度和耐久性也较高，能够保证汽车在行驶过程中的安全性和稳定性。此外， BMC/SMC材料的可塑性和加工性能也较好，能够实现汽车内部结构的复杂设计和制造。
特性
具有高强度、高刚性、耐腐蚀、 低密度等特点，同时具有良好的 加工性能和尺寸稳定性。
制造工艺与流程
制造工艺
采用预浸料、热压成型、注塑等工艺 ，将增强材料和热固性树脂结合在一 起。
流程
包括原材料准备、预浸料制备、成型 、后处理等步骤。
材料性能优势
高强度和刚性
热固性复合材料具有较高的拉伸、压缩和 弯曲强度，能够满足汽车结构件对强度和
CHAPTER 03
BMC/SMC在汽车行业的发 展趋势
轻量化设计
总结词
随着环保要求的提高和新能源汽车的快速发展，轻量化设计已成为汽车行业的重要趋势。BMC/SMC材料具有密 度低、强度高、耐腐蚀等优点，是实现汽车轻量化的理想材料。
详细描述
BMC/SMC材料的密度较低，能够显著降低汽车的整体重量，从而降低燃油消耗和二氧化碳排放，提高燃油经济 性。此外，BMC/SMC材料的强度和耐腐蚀性能也优于传统金属材料，能够提高汽车的可靠性和安全性。
[复合材料模压工艺]复合材料模压成型工艺
![[复合材料模压工艺]复合材料模压成型工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/929d26f131126edb6e1a105d.png)
[复合材料模压工艺]复合材料模压成型工艺复合材料模压工艺复合材料由于其众所周知的优异性能及各种工艺的日益成熟、原材料来源丰富、成本下降、可靠性提高,使其受到用户与生产者双方的青睐,越来越多地取代传统金属材料,我们的时代已进入了复合材料时代。
据美国塑料工业协会复合材料所(SocietyofthePlasticsIndustry"sInstitute)1997年元月27日发表的年度统计报告表明:1996年美国复合材料的销售量为161万吨,比1995年的158.5万吨增长约1.6%,是复合材料的销售量连续第五年增长。
据预测,1997年以及以后五年内复合材料销售量仍会连续增长。
聚合物基复合材料模压成形工艺在各种成形工艺方法中占有重要地位,主要用于异型制品的成形,因而所用的成形压力高于其它工艺方法。
由于模压成形工艺所需设备简单,又能对纤维料、碎布、毡料、层压制品、缠绕制品、编织物进行模压成形,因而被各种规模的复合材料生产企业所普遍采用,复合材料模压工艺也几乎为各生产单位家喻户晓。
因此,本文并不打算对模压复合材料制品工艺进行系统介绍,仅就影响复合材料制品质量的一些重要环节谈谈体会,因为就复合材料复杂结构异型件而言,保证质量、提高合格率比一般制件更为重要,难度也更大。
一、对复合材料模压制品质量产生影响的因素模压成形工艺的基本过程是将一定量的经过一定预处理的模压料放入预热的压模内,施加较高的压力使模压料充满模腔。
在预定的温度条件下,模压料在模腔内逐渐固化,然后将制品从压模内取出,再进行必要的辅助加工即得到最终制品。
从上述过程看,完成最终制品涉及的因素有模压料本身、压模模具、加压加温的热压机等;最重要的当是压制工艺,本文将单列一节予以重点讲述;还有工作环境和辅助加工等。
1.模压料任何形式的模压料(碎布料、毡料、长、短纤维),在装模前均应使其按预定比例与树脂均匀浸渍。
对经溶剂稀释的树脂溶液,在浸渍纤维后应充分晾置使溶剂挥发。
铝基复合材料的分类
铝基复合材料的分类铝基复合材料是指以铝为基体材料，通过添加一种或多种增强材料，经过加工制备而成的一种具有优良性能的复合材料。
铝基复合材料广泛应用于航空航天、汽车、船舶、电子等领域，具有重量轻、强度高、刚性好、耐热性好等优点。
根据不同的增强材料和制备工艺，铝基复合材料可以分为以下几类：1. 碳纤维增强铝基复合材料碳纤维增强铝基复合材料是将碳纤维作为增强材料与铝基体材料相结合而成。
碳纤维具有优异的机械性能和热稳定性，能够显著提高铝基复合材料的强度和刚度。
碳纤维增强铝基复合材料在航空航天领域得到广泛应用，如飞机结构件、导弹外壳等。
2. 碳化硅颗粒增强铝基复合材料碳化硅颗粒增强铝基复合材料是将碳化硅颗粒作为增强材料与铝基体材料相结合而成。
碳化硅具有高硬度、高熔点和良好的耐磨性，可以显著提高铝基复合材料的耐磨性和高温性能。
碳化硅颗粒增强铝基复合材料广泛应用于汽车发动机缸套、摩擦制动器等高温摩擦部件。
3. 碳纳米管增强铝基复合材料碳纳米管增强铝基复合材料是将碳纳米管作为增强材料与铝基体材料相结合而成。
碳纳米管具有优异的力学性能和导电性能，能够显著提高铝基复合材料的强度和导电性能。
碳纳米管增强铝基复合材料在电子领域得到广泛应用，如电子封装材料、散热器等。
4. 陶瓷颗粒增强铝基复合材料陶瓷颗粒增强铝基复合材料是将陶瓷颗粒作为增强材料与铝基体材料相结合而成。
陶瓷颗粒具有高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性，可以显著提高铝基复合材料的硬度和耐磨性。
陶瓷颗粒增强铝基复合材料广泛应用于机械制造领域，如轴承、齿轮等耐磨件。
铝基复合材料根据不同的增强材料可以分为碳纤维增强铝基复合材料、碳化硅颗粒增强铝基复合材料、碳纳米管增强铝基复合材料和陶瓷颗粒增强铝基复合材料等多种类型。
这些铝基复合材料在不同领域具有广泛的应用前景，将为相关行业的发展带来巨大的推动力。
未来，随着科技的不断进步和材料制备技术的不断改进，铝基复合材料的性能将会进一步提升，为各行各业的发展提供更多可能性。
双金属复合汽车制动鼓的制造方法
双金属复合汽车制动鼓的制造方法1. 材料选择：双金属复合汽车制动鼓一般由铸铁和铝合金两种材料制成。
铸铁用于制作制动鼓的内部骨架，提供强度和耐磨性；铝合金用于制作制动鼓的外壳，提供轻量化和散热性能。
2. 铸铁部分制造：选取高质量的铸铁材料，经过熔炼、净化和捞渣等工艺，确保铸铁的纯度和质量。
然后，将熔化的铸铁注入制动鼓的模具中，待其冷却凝固后，取出铸件。
3. 铝合金部分制造：选择适合制动鼓外壳的铝合金材料，常用的有ADC12等。
将铝合金加热至适当温度后，注入制动鼓模具的外壳部分，再次冷却凝固。
4. 铸件清理与修整：将铸铁和铝合金部分的铸件从模具中取出后，进行清理，去除残留的砂砾和氧化物。
然后，使用机械加工设备将铸件修整成制动鼓的指定尺寸和形状。
5. 焊接：将铸铁和铝合金部分通过焊接工艺进行连接。
对铸件进行预热处理，使其达到适合焊接的温度范围。
然后，使用适当的焊接方法，如摩擦焊接或TIG焊接，将两个部分焊接在一起。
焊接完成后，进行温度退火处理，以提高焊接强度。
6. 表面处理：通过喷砂、抛光等工艺对制动鼓的表面进行处理。
这样可以去除表面的粗糙度和杂质，增加制动鼓的光洁度和美观度。
7. 热处理：通过热处理工艺对制动鼓进行强化处理。
将制动鼓加热至适当温度后，保持一段时间，然后冷却。
这样可以提高制动鼓的耐磨性和耐腐蚀性。
8. 配重块安装：根据需要，在制动鼓上安装配重块，以平衡制动鼓在旋转过程中的重量分布，减少振动和噪音。
9. 孔加工：使用钻床或其他加工设备，在制动鼓上加工制动孔。
这些孔用于安装制动蹄和制动片，实现制动功能。
10. 精细机加工：通过机械加工工艺，对制动鼓的尺寸、孔距和表面光洁度进行精细调整和加工。
这可以确保制动鼓与车辆的其他部件的配合和性能。
11. 检测和质量控制：对制动鼓进行各项检测和质量控制，包括尺寸测量、硬度测试、耐腐蚀性检验等。
确保制动鼓符合相关的质量标准和要求。
12. 表面涂层：根据需要，对制动鼓的外表面进行涂层处理。
汽车复合材料制动缸的模态分析
３ ４
工程塑料应 用
２０ ０ ７年， ３ 第 ５卷 ， ｌ 第 ０期
汽 车 复 合 材 料 制 动 缸 的 模 态 分 析
孟春玲 张 力 田正兵 叶都 长
１０ ３ ） ００ ７ （ 北京工商大学机械 自动化学院 ， 北京
摘要
结合 现代 测 试 手段 和 模 态分 析技 术 ， Ｅ １ １ 以 Ｘ ０ ５型 汽 车 制 动 缸 为 例 ， 自行 研 制 的 ３种 汽 车 复 合 材 料 制 对
料制 动缸生 产工 艺 和工业 化应 用方 面 的相关报 道 。
必须遵循 以下几个基本假设 ： ①线性假设 ； ②时不变 假设 ； ③可观测性假设 ； ④互易性假设 。
在上 述 假 设 条件 下 ， 弹性 体 结构 动 力 学 的振 动
方程 为 ：
ＭＳ＋硒 ＋Ｃ ８＝ Ｆ ｔ （） （） １
率 和振 型 。 ２ 制 动缸 的实 验模态 分 析
图 １ Ｅ １１ Ｘ ０５制动缸
近 十多 年来 ， 由于计算 机技 术 、 速傅 立 叶变换 快 （Ｆ ） ＦＴ 分析 仪 、 ｒ 高速数 据采 集 系统 以及振 动传感 器 、
收稿 日期 ：０ ７ ０ —２ ２ ０ — ７１
１ 模 态 分析理 论
模 态 分 析 是 研 究 结 构 动 力 特 性 的 一 种 近 代 方 法 ， 系统 辨别 方 法 在 工程 振 动 领 域 中的 应用 。振 是
维普资讯
盂春玲 ， ： 等 汽车复合材料制动缸的模态分析
动模态是弹性结构的固有 的、 整体的特性 ， 每一个模 态具有 特 定 的 固有 频 率 、 尼 比和 模 态 振 型 。这些 阻
模 态参 数 可 以通过 实验或 计算 取得 。如 果通 过实验 将 采集 的系统输 入 与输 出信号 经过参 数识 别获 得模 态参数 ， 为实 验模 态分 析 ； 称 如果模 态参 数是 由有 限 元 计算 的方 法取 得 的 ， 为计算 模态 分析 。 称 模 态分 析实 质是 一种 坐标 变换 的过程 。它 建立 了从物 理模 型 到模 态模 型之 间 的桥 梁 ， 建立 了频 率
汽车发动机缸体模具设计及低压铸造工艺
汽车发动机缸体模具设计及低压铸造工艺摘要：目前，对于汽车铝合金发动机缸体采用压力铸造的方法较为广泛。
因此，压铸造工艺在汽车发动机缸体铸造中的应用过程，通过缸体模型合理的设计，调整与优化相关工艺参数，可以达到提高合格率的目的。
关键词：汽车发动机；模具设计；低压铸造工艺引言下缸体是汽车发动机上的重要零件,其上部与气缸体、下部与油底壳相连；气缸体与下缸体之间安装有曲轴。
下缸体在发动机工作过程中的特点是：处于高温状态下工作,承受较大的热冲击作用和承受较大的力,工作条件较为恶劣。
下缸体对气密性要求较高。
另外,此铸件在缸体的螺栓孔处及水泵孔凸台处较为厚大,极易产生铸造缺陷。
选择低压铸造工艺方法,采用合理的工艺参数、模具结构及局部快冷生产此铸件,不仅能解决铸件上厚大部位铸造缺陷的问题,同时也能满足此铸件组织致密性的要求。
1汽车发动机缸体结构本次研究以GM-L850发动机下缸体为例，铸件重为10.3 kg，轮廓尺寸为471 mm,371 mm和91mm，壁厚平均为4.0 mm。
材质是铝合金，这种材料具有力学性能好以及铸造工艺性能好的特点，因此，在汽车发动机铸造中应用比较广泛。
为了满足具体的工艺条件，在结构设计中进行的主要措施有两个：①在曲轴孔半圆处对工艺余量增加，以能够在下部形成一个厚大部位；②为了能够对模具结构简化，可以不铸出产品机械加工斜孔。
发动机铸件结构如图1。
2发动机缸体铸造模具设计铸造模具设计中所采用的是UG软件CAD模块，依照具体的工艺和产品毛坯三维模型，实施分型拆模，从而得到模具型芯、型腔、滑块以及镶块等，之后将这些模具分型与标准或者是非标准零件结合实施装配，经过一系列干涉检查、成型分析等流程之后，也就能够获取模具。
在进行模具三维设计中，重点是要表而形成分模成型特征，其他特征则较易实现。
汽车发动机缸体模具工作流程如图2.3模具设计3.1模具结构形式为了顺利开模，模具分型要采用多分型面，模具有6个方向开模，分别是：底模、顶模、右模、左模、前模及后模（具体模具结构见图3）。
汽车制动鼓的制造工艺流程
汽车制动鼓的制造工艺流程
汽车制动鼓的制造工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 原料准备：选用适当的材料，如铸铁或铸钢，进行熔化和准备。
2. 模具制造：根据制动鼓的图纸要求，制作出相应的模具，用于浇注熔融金属。
3. 铸造：将熔化的金属倒入模具中，待其冷却后，取出铸件。
4. 除砂：将铸件取出后，进行除砂处理，去除表面的砂粒和不规则的部分。
5. 精修：对铸件进行机械加工，如切除多余的材料，修整表面平整度等。
6. 焊接：若制动鼓由多个部分组成，需要进行焊接工艺，将各部分焊接在一起。
7. 动平衡：进行动平衡测试，确保制动鼓在高速旋转时不会产生过大的振动。
8. 热处理：对制动鼓进行热处理，以提高其硬度和耐磨性。
9. 修磨：对制动鼓进行修磨处理，使其表面平整度达到要求。
10. 表面处理：可进行表面喷涂或镀铬等处理，以提高外观和防腐性能。
11. 质检：对制动鼓的各项指标进行检测，如尺寸、材质、硬度等。
12. 组装：将制动鼓安装到汽车制动系统中，与其他零部件连接。
13. 最终检验：对组装后的制动鼓进行最终的检验，确保其正常运行。
14. 包装和出厂：对合格的制动鼓进行包装，并出厂销售。
复合材料汽车制动缸的成型工艺和模具设计
目前 ，我 国 的很 多汽车 零部 件 已用复 合材 料制 造 并投 人应 用 ，也 有关 于用复 合材 料制造 汽 车制 动缸 的
相关论 文 发表 － Ｊ ｌ ，但 尚未见 到复合 材料 汽 车制 动 缸 生产 工艺 和模 具设 计 以及工业 化应 用 的报 导 。
１ 复 合 材 料 汽 车 制 动 缸 的成 型 工 艺
维普资讯
第３ ５卷 第 ４期 ２０ ０ ７年 ４月
塑 料 工 业
ＣＨＩ ＮＡ Ａ ＳＴ ＣＳ Ｉ ＰＩ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲ１
复合材料汽车制动 缸的成型工艺和模 具设计
张 力 。孟 春 玲 ，张 扬
（ 京 工 商 大 学 机 械 自动 化 学 院 ，北京 １０３ ） 北 ００７ 摘 要 ：在 对 国 内 Ｅ １１ 制 动 缸 进 行 分 析 研 究 的基 础 上 ，进 行 了复 合 材 料 汽 车 制 动 缸 的 材 料 设 计 、成 型 工 艺 研 Ｘ ０５型
究 和 模 具 设 计 ，完 成 了 复合 材 料 制 动 缸 样 件 的 制 造 。 为 建 立 复 合 材 料 汽 车 制 动 缸 工 业 化 生 产提 供 理 论 和 试 验 基 础 ， 为 汽 车 行 业 零 部 件 复合 材料 化提 供有 实 用 价值 的参 考 。 关 键 词 ：复 合 材 料 ；制 动 缸 ；成 型 工 艺 ；模 具 设 计
目 前 我 国 对 汽 车 制 动 缸 的 需 求 量 很 大 。 以
１２ 复合材 料汽 车制 动缸 材 料设计 ．
本 文采 用玻纤 增 强酚 醛复 合材 料制 造制 动缸 。增
强 材料采 用短 切玻 璃纤 维 ，成 本较 低 ，且能满 足使 用
Ｅ １１ Ｘ ０ ５型制 动 缸 为 例 ，如果 采 用 复 合 材 料 生 产 制 造
铝基碳化硅复合材料
铝基碳化硅复合材料
铝基碳化硅（Al/SiC）复合材料是一种性能优异的复合材料，具有高强度、高刚性、耐热性和耐腐蚀性等优点，因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到了广泛的应用。
本文将对铝基碳化硅复合材料的制备方法、性能特点及应用领域进行详细介绍。
首先，铝基碳化硅复合材料的制备方法包括粉末冶金法、溶液浸渍法、热压法等。
粉末冶金法是将铝粉与碳化硅颗粒混合后在高温下进行烧结得到复合材料；溶液浸渍法是将铝液浸渍在碳化硅纤维预制件中，再经过热处理形成复合材料；热压法则是将铝和碳化硅粉末层层堆叠后进行热压成型。
这些方法各有优缺点，可以根据具体的应用需求选择合适的制备方法。
其次，铝基碳化硅复合材料具有优异的性能特点。
其高强度和高刚性使其在航空航天领域得到广泛应用，可以用于制造飞机结构件、导弹外壳等；耐热性和耐腐蚀性使其在汽车制造领域有着重要的地位，可以用于发动机缸体、制动系统等零部件；同时，铝基碳化硅复合材料还具有良好的导热性和导电性，因此在电子设备领域也有着广泛的应用前景。
最后，铝基碳化硅复合材料的应用领域不断拓展。
随着科技的进步和工艺的改进，铝基碳化硅复合材料的制备成本逐渐降低，性能不断优化，因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域的应用将会更加广泛。
同时，铝基碳化硅复合材料的可持续发展也将成为未来的研究热点，人们将不断探索其在新能源、环保等领域的应用潜力。
综上所述，铝基碳化硅复合材料具有制备方法多样、性能优异、应用领域广泛等特点，是一种具有巨大发展潜力的复合材料。
随着科技的不断进步和工艺的不断改进，相信铝基碳化硅复合材料将在未来的各个领域中发挥越来越重要的作用。
陶瓷基复合材料在汽车制造中的应用
陶瓷基复合材料在汽车制造中的应用汽车制造行业一直致力于寻找更加轻便、坚固和高效的材料，以提高汽车的性能和安全性。
在这个领域中，陶瓷基复合材料正逐渐成为一种备受关注的材料，其在汽车制造中的应用正逐步扩大。
陶瓷基复合材料的定义是将陶瓷基材料与其他增强材料（如纤维、颗粒等）进行复合而成的材料。
它具有低密度、高强度、耐高温、耐腐蚀等一系列优点，使其成为汽车制造中的理想选择。
首先，陶瓷基复合材料在汽车制造中的最主要应用之一是制动系统。
汽车制动系统中使用的制动盘和制动片通常由金属材料制成，但由于金属材料在高温下容易产生褪色和磨损，陶瓷基复合材料的使用成为一种解决方案。
陶瓷基复合材料可以在高温下提供更好的制动效果，并且具有更长的使用寿命，大大提高了制动系统的性能和安全性。
其次，陶瓷基复合材料还可以用于汽车发动机部件的制造。
发动机部件需要具备高强度、耐磨耗和耐热能力，而陶瓷基复合材料可以满足这些要求。
例如，在汽车内燃机的活塞和缸套上使用陶瓷基复合材料，可以显著减少摩擦和磨损，并提高发动机的效率和寿命。
此外，陶瓷基复合材料还可以用于制造汽车的汽缸盖、气门和气门座等零部件，使其更加耐用且减少能源损失。
此外，陶瓷基复合材料还可以用于汽车车身和结构部件的制造。
传统的金属车身在保证刚度和安全性的同时也增加了车辆的重量，而陶瓷基复合材料可以实现车身重量的减轻，并提供与金属相媲美的刚度和安全性。
因此，汽车制造商可以利用陶瓷基复合材料制造更轻、更节能的车身，从而降低油耗和尾气排放。
陶瓷基复合材料还可用于其他汽车零部件的制造，例如悬挂系统、排气系统、底盘和转向系统等。
这些零部件需要在严苛的环境下工作，高温、高压和耐腐蚀的特性使陶瓷基复合材料成为理想的选项。
使用陶瓷基复合材料可以提高这些部件的性能和可靠性，同时减少维护和更换的频率，从而降低了汽车制造成本。
需要注意的是，尽管陶瓷基复合材料在汽车制造中有广泛的应用前景，但同时也存在一些挑战和限制。
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第３５卷第４期２【）０７年４月
塑料工业
（：ＨＩＮＡＰｌ，ＡＳ，Ｉ’ＩＣＳＩＮＤＵＳｒｌ｛、
复合材料汽车制动缸的成型工艺和模具设计。
张力。
孟春玲，张扬
（北京工商大学机械自动化学院，北京ｌ（）【）（）３７）
摘要：在对国内Ｅｘｌ０１５型制动缸进行分析研究的基础上，进行了复合材料汽车制动缸的材卡：｝设计、成型工艺研究和模具设计，完成了复合材料制动缸样件的制造。
为建立复合材料汽车制动缸工业化生产提供理论和试验基础，为汽车行业零部件复合材料化提供有实用价值的参考。
关键词：复合材料；制动缸；成型工艺；模具设计
中图分类号：Ｔ０３２０．６６＋９文献标识码：Ａ文章编号：１００５—５７７０（２００７）（）４一００３９一０２
ＰｒＯｃｅｓｓｉｎｇＴｅｃｈｎＯｌＯｇｙａｎｄＭＯｄｅｌＤｅｓｉｇｎ０ｆＡｕｔ０Ｂｒａｋｉｎｇ
ＣｙｌｉｎｄｅｒＭａｄｅｆｒｏｍＣｏｍｐｏｓｉｔｅ
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（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｎｇ．，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（）ｆＴｂｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＢｕｓｉｎｅｓｓ，Ｂｅ巧ｉｎｇｌ（）００３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｈｏｍｅ－ｍａｄｅＥＸｌｏｌ５ｂｒａｋｉｎｇｃｙｌｉｎｄｅｒ，ｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｄｅｓｉｇｎ，ｐＩｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈ－
ｎｏｌｏｇｙａ１１ｄｍｏｄｅｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｂｍｋｉｎｇｃｙｌｉｎｄｅｒｍａｄｅｆｒｏｍｃｏｍｐｏｓｉｔｅｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｔｈｅｃｙｌｉｎｄｅｒｓａｍｐｌｅｍａｄｅｆｒｏｍｃｏｍｐｏｓｉｔｅｗａｓｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ，ｗｈｉｃｈｐｍｖｉｄｅｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄｅｘｐｅｄｍｅｎｔａｌｆｏｕｎｄａ“ｏｎｆｏｒｔｈｅｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｐｍ．ｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｙｌｉｎｄｅｒ眦ｄｅｆ南ｍｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，ａｎｄｏ￡ｆ．ｅｒｅｄｕｓｅｆｕｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆａｕｔｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐａｒｔｓｍａｄｅｆｍｍｃｏｍｐｏｓｉｔｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ；ＢｍｋｉｎｇＣｙｌｉｎｄｅｒ；ＰｍｃｅｓｓｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇ）ｒ；ＭｏｄｅｌＤｅｓ远ｎ
目前，我国的很多汽车零部件已用复合材料制造并投入应用，也有关于用复合材料制造汽车制动缸的相关论文发表－１。
ｊ，但尚未见到复合材料汽车制动缸生产工艺和模具设计以及工业化应用的报导。
美国、日本和欧洲等国已有大量的复合材料汽车零部件应用在汽车工业中。
而用复合材料代替金属材料制造汽车制动缸在我国处于刚刚起步阶段Ｈｊ。
本文在对国内Ｅｘｌ０１５型制动缸进行分析研究的基础上，通过对复合材料汽车制动缸的材料设计、成型工艺研究和模具设计，为建立复合材料汽车制动缸工业化生产提供理论和试验基础，为汽车行业零部件复合材料化提供有实用价值的参考。
目前我国对汽车制动缸的需求量很大。
以Ｅｘｌｏｌ５型制动缸为例，如果采用复合材料生产制造制动缸，预计成本可降低３０％左右，如果推广应用，并形成复合材料汽车制动缸零部件系列化、通用化及标准化的质量管理，将会产生量大面广的经济效益。
１复合材料汽车制动缸的成型工艺
１。
１制动缸结构
Ｅｘｌ０１５制动缸结构如图１所示。
目前国内生产汽车制动缸都是用金属铸造成型。
图ｌＥｘｌＯｌ５制动缸
Ｆ唔ｌＥｘｌｏｌ５ｂｒａｋｉｎｇｃｙｌｉｎｄｅｒ
１．２复合材料汽车制动缸材料设计
本文采用玻纤增强酚醛复合材料制造制动缸。
增强材料采用短切玻璃纤维，成本较低，且能满足使用要求，基体材料为酚醛树脂，为改善玻璃纤维表面与树脂的粘接，还应加入适当的偶联剂Ｌ５Ｊ。
玻璃纤维增强酚醛树脂模压料的配方见表ｌ。
＊北京市委组织部有人才资助项目
作者简介：张力，１９５９年生，女，教授、工学博士，院长，博士生导师，研究方向为复合材料零部件设计、制造及应用。
ｚｈａＩｌｄｉ＠ｔｈ．ｂｔｂｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
表ｌ玻璃纤维增强酚醛模压料配方（质量份）
ＴａｂｌＦｔＩｒｎ】ｕｌａｔｊ‘＿＇ｎｈｇｌａｓｓｆ’ｂｃｒｆｅｉ血，ｒｃｅｄｐｈｃｎ¨ｌｉｃ
ｍｔＪｕｈｌｉＩｌｇｃｌＪＪｌｌｐ‘Ｊｕｎｄ（１１１ａｓｓｆｈｃＩｊＩｍ）
１．３模压成型工艺
本文采用了预混法模压工艺流程制造复合材料制动缸。
先将短切玻璃纤维与树脂胶液混合，经烘干预混料，最后模压得制品，其工艺流程如下。
短切玻
璃纤维
酚醛
树脂
１．４模压成型工艺条件
将１５—３０ｍｍ长度的短切玻纤进行热处理以去除纤维表面的石蜡。
热处理温度控制适当范围内，热处理温度高，则时间短，热处理温度低，则时间长。
按配方要求配制胶液，控制一定黏度和相对密度。
常温下于混合机中进行混合操作。
用撕松机将料蓬松后铺放于钢丝网上。
在８０℃左右烘干，时间为３０１１１ｉｎ左右。
模压前先预热模具和涂脱模剂，最好预热预混模压料，便于保证模压时充模快速，有利于制品质量的提高。
酚醛预混料的模压成型工艺为：１）预压成型：在９０～１１０℃下烘２—４ＩＩｌｉｎ，立即在冷预成型模内预压成坯料；２）坯料的预热：在８０．１００℃预热５．１５ＩＩｌｉｎ；３）成型压力：２５ＭＰａ左右；４）成型温度：上、下加热板温度为１６０～１８０℃；５）加压程序：装模后即加全压，保压１０～１５ｓ后，在１ｍｉｎ内连续加、卸压１—３次以排气；６）保温时间：５～１０血ｎ；７）脱模温度：在成型温度下脱模。
１．５主要生产设备
预混料混合机用普通的ｚ型捏合机。
采用天津锻压机床厂的ＹＢ３２．１００型四柱万能液压机。
２复合材料汽车制动缸模具结构设计与制造本文选择金属模具进行模具设计。
Ｅｘｌ０１５型制动缸的结构是关于轴线对称结构，因此模具的初步设计是将模具分为上模、下模和模芯，同时考虑模具的顶出装置，以实现在模压完成后能将模压制品顺利地顶出。
模压过程中由于较大的压力作用，模压料会在模具腔内流动，同时要实现模具具有导向的功能，在下模的外面又设计了一个金属套，金属套与下模和上模之间均采用滑动配合，以方便组装下模和金属外
２（ｍ７年
套。
另外金属模芯应具有一定的拔模斜度，在设汁中，金属模芯的拔模斜度为５度。
在加工完成之后，还应该进行模具的表面处理，以提高表面的光洁度。
加：Ｉ＝完成后的模具图如图３。
图２加工完成后的模具图
Ｆｉｇ２Ｐｉｃｔｕｒｅｏｆ６ｎｉｓｈｅｄｍｏｌｄ
３复合材料汽车制动缸性能检测
通过对复合材料汽车制动缸和金属制动缸的ＡＮ．ＳＹｓ模态分析和模态试验研究１６’７Ｊ，得到Ｅｘｌｏｌ５型金属和复合材料制动缸的固有频率、阻尼和振型等模态参数和制动缸在实际工况下的位移、应力和应变场。
通过对比分析，可以看出：复合材料制动缸的固有频率低于金属制动缸，而模态阻尼高于金属材料，所以有较好的减振性能，满足制动缸工作的各项要求。
４结束语
１）复合材料汽车Ｅｘｌ０１５型制动缸采用玻纤增强酚醛复合材料制造，其成型工艺选用预混法模压成型，研究确定了成型工艺条件。
２）设计的复合材料汽车Ｅｘｌｏｌ５型制动缸金属模具，结构合理、制造容易、操作方便、造价低廉。
３）测量所得到Ｅｘｌｏｌ５型灰铸铁制动缸的质量为２９９．７ｇ，所研究设计制造的Ｅｘｌｏｌ５型玻纤／酚醛树脂复合材料制动缸的质量为７５．２ｇ，减轻了缸体自身的质量。
复合材料汽车Ｅｘｌｏｌ５制动缸ＡＮｓＹｓ模态分析和模态试验表明，与金属制动缸相比，复合材料制动缸有较低的固有频率和较高的模态阻尼，具有良好的减振性能，满足制动缸工作的各项要求。
参考文献
ｌ郑家杰，张力，孟春玲．北京工商大学学报（自然科学版），２００５，（５）：２３
（下转第４３页）。