轮胎模具设计说明书

i本科生毕业论文（设计）题目：子午线轮胎模具设计专业代码：机械制造及其自动化作者姓名：赵树康学号：201133011053单位：机械设计制造及其自动化指导教师：戴宝山2013年5月17日ii摘要模具是工业生产中使用广泛的基础工艺装备、是国民经济的基础工业。随着中国经济的日益蓬勃发展和国际大形势的整体前进，汽车的数量越来越多，各种私家车、工程车层出不穷，数量也以几何倍数式发展，作为汽车上最易消耗品之一的轮胎的制造则显得越来越重要。轮胎质量的好坏直接影响车的安全性、速度、动力、油耗等至关重要的要素，而轮胎的外形制作则直接取决于模具的使用，因此，模具的质量与工艺则显示的尤为重要。由于对模具的要求越来越高，传统的制造模具的方法不能够满足生产的需要，所以就促使了CAD/CAM技术在模具制造业中的应用，模具CAD/CAM技术是先进制造技术的基础和重要组成部分，正在向着集成化、网络化、智能化的方向发展。在模具厂增多，面临的压力逐渐增大的情况下，提高模具的质量成为了首当其冲的问题。其流程规范化，工艺标准化成为了一个不可阻挡的大潮流，只有流程与工艺有了标准后才不至于出现同规格型号轮胎有略微不一样的情况，因为我们知道，一辆汽车四个轮胎如果差别超出了一个度那在安全系数等方面是极其危险的。所以我们需要制定统一流程化。标准化是很有必要的一个大趋势。课题首先对现在流行的CAD/CAM技术及其优越性进行了简单介绍，而UG是CAD/CAM软件的代表，具有工程制图、三维造型、机构分析、动画仿真等强大功能，所以本文对UG的功能在模具制造中的应用进行了研究、分析。最后分别介绍了在CAD/CAM技术下模具制造的三大块，结构、花纹以及刻字。关键词：轮胎花纹、侧板刻字、CAD/CAM技术、轮胎结构、活络模装配iiiAbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentoftheautomotiveindustryandasignificantincreaseincarownership,makingcarsincreasinglycloselinkswiththepeople'slife,trafficsafetyissuesareincreasinglyprominent.Increaseincaraccidentscausedbythelossoflifeandpropertydamage,havebecomeasocialproblemthatcannotbeignored.Automobilesafetyisveryimportant.Automobilesafetydesignasawholetakesintoaccount,inthetimeoftheaccidenttominimizethechanceofoccupantinjuries,sothepassivesafetyofvehiclesandrelatedequipmentincreasedbythemajorityofthepeopleofconcern.Soweneedaspecialtypeofbrakelights,moreintuitive,morevisualimpactofthebrakesignaltoremindtherearvehicledriversidentifyemergencystoporslowbrakeinatimelymanner,soastomoreeffectivelyreducevehiclecollisionoccurs.Thisdeviceisdesignedbybrakepedaltravel,whichmakemultiplehighbrakerearlanternslitandextinguishedonebyone,itsworkingprincipleismainlydrivenbythebrakepedalpressuresensorstransmitelectricalsignals,bysingle-chipcomputertoreceiveandprocesssignals,thusdecidedtoconnectordisconnectthebrakelightsset,multiplehighbrakerearlanternslitandextinguishedonebyone,finalwarningreachedtherearofvehicledrivers.Keywords：trafficsafety;brakelights;pressuresensor;brakesandslowbrakeiv目录第1章绪论..............................................51.1子午线轮胎简介及其特点1.2模具CAD/CAM技术及其优越性1.3UG/GRIP介绍第2章子午线轮胎模具结构设计和装配.......................................62.1模具结构设计要求2.1.1子午线轮胎模具结构设计技术要求2.1.2模具的选材2.1.3模具的设计特点和要求2.1.4模具的精度和粗糙度要求2.2活络模的装配2.2.1建立活络模零部件三维模型2.2.2装配过程2.3本章小结........................................................................................................................8第3章子午线轮胎模具花纹设计.....................................................93.1子午线轮胎的花纹3.1.1胎面花纹的组成与作用3.1.2对胎面花纹的要求3.1.3胎面花纹的类型3.1.4花纹沟深度3.2子午线轮胎花纹的造型3.2.1编程实现曲线的空间转换3.2.2由空间曲线生成三维实体3.3子午线轮胎的模具造型3.3.1轮胎造型3.3.2模具造型第4章子午线轮胎模具侧板刻字4.1轮胎侧板刻字的简单介绍4.2MastercamMillv8在轮胎侧板刻字中的应用4.2.1MastercamMillv8软件简单介绍4.2.2MastercamMillv8的功能4.2.3MastercamMillv8的优越性4.3子午线轮胎刻字设计流程v4.3.1子午线轮胎侧板排字4.3.2字体程序致谢参考文献错误!未定义书签。6第1章绪论1.1子午线轮胎简介及其特点子午线轮胎区别于斜交轮胎，，胎体帘线按子午线方向排列，子午线轮胎根据材料不同可以分为全钢丝、半钢丝和全纤维子午线轮胎三种类型。与斜交胎相比具有许多优点：使用寿命长、滚动阻力小，油耗低、承载能力大、减震性好；子午线轮胎的缺点：轮胎胎侧较薄、侧向强度低，稳定性能差、工艺复杂，生产成本高、不能与普通斜交胎用于同一辆汽车、严格保持出厂时轮胎要求的标准气压等1.2模具CAD/CAM技术及其优越性模具是把所需要的材料填充在他的型腔中，用来获得需要的外部形状和基本尺寸的工具。按照加工方式和加工所用材料的不同，模具分类有橡胶模具、粉末模具、压铸模具等等模具的CAD和CAM技术是一项容易掌握的很高端的系统工种。是改变传统模具的老旧的加工方法的一个技术。它用计算机软件的形式作为加工工具，使加工编程的技术工人能进行加工设计和不断优化提高。模具的CAD和CAM技术的发展快，给产品的加工设计，制造和生产的水平的不断的发展带来了巨大提升，作为各种厂家不断信息技术化，集成技术化、网络技术化的最好的方面。近年来，模具的不断提高的制造的加工生技术在我国和其他国家都已经得到了迅猛的提升。经过几十年的发展，CAD/CAM技术已经在生产中占据了主导地位，其代表软件有UG、MastercamMill、CATIA，他们有着优越的设计、加工完备、计算准确、很强的实用性，可以从双轴加工到以五轴联动等不同的方式加工复杂的产品，减少了设计中的主观误差并利用了计算机各种优点来优化化方案，保证方案的可行性，同时使模具生产能够实现高精度、高自动化、高效率。极大地降低了生产成本，给模具制造业带来了巨大的经济效益。1.3UG/GRIP介绍大部分的厂商在引进了CAD/CAM种种软件之后在工作中发现，一般的CAD/CAM软件的功能虽然解决了他们的大部分需求，但是许多专业问题，例如贯彻本公司的标准、专业的设计方法和算法、产品管理以及数据处理等方面，解决起来比较困难，会遇到不少麻烦，这就需要二次开发工具。CAD/CAM软件的本地化，把本企业的专业知识、专利、规范等，与通用的CAD/CAM软件集成，使之成为一个高效、易用的应用系统，可以说，这些应用系统就是他们研制新产品、参与市场竞争的法宝。GRIP是GraphicsInteractiveProgramming的缩写，即图形交互语言，是UG最主要的二次开发工具之一。由于GRIP语言与UG的紧密结合，以及它的简单易学，被称为面向工程师的7语言。GRIP命令有三种表示方式：（1）陈述格式例如，用两个坐标点（0，0，0）和（10，0，0）生成一条直线，其陈述格式的GRIP语句为：LN1=LINE/0，0，0，10，0，0又例如，在直线LN1的下方，作一条间距为1.0的平行线，其陈述格式为：LN=LINE/PARLEL，LN1，YSMALL，1.0其中：LINE为主词，PARLEL1，YSMALL为辅词。（2）GPA符号格式例如&DENS用于设置线宽。（3）EDA符号格式一般的一个GRIP程序都可分为五部分，每个部分都要使用一组GRIP命令（1）声明语句部分ENTITY/LN1,P(9),SPLN1,SPFREVSTRING/STR（30）NUMBER/A（10），CD（3）（2）初始化语句部分STR=’请输入刀具参数’DATA/A(10),1,1,2,0,5,1,3,4,5,7DATA/CD(3),4.5,1.2,4（3）交互语句部分GPOS/'选择一点',xc,yc,zc,respPARAM/'输入边长','长：',dx,'宽：',dy,$'高：',dz,resp第2章子午线轮胎模具结构设计和装配子午线轮胎活络模由动模和定模两部分组成，也就是人们常说的上、下模，上模包括上盖、中模套、滑块、上侧板、花纹块，减磨板8及导向机构等，安装在硫化机移动模板上，在成型过程中，随合模系统运动；下模包括底座、下侧板，下钢圈，减磨板等，安装在固定模板上。成型时，上下模闭合，充气的胶囊形成封闭的型腔，成型的胚胎在胶囊外面，在张力作用下贴合在型腔内壁，高温保压进行硫化，成型后开模取出产品。图2-1轮胎活络模结构图2.1模具结构设计要求2.1.1子午线轮胎模具结构设计技术要求（1）确保轮胎产品能够满足工艺结构产品要求，内轮廓几何图形和钢圈参数，花纹形状满足花纹字体图的要求。（2）能够与硫化机安全准确安装（几何图形，参数要求，孔的大小）准确无误。（3）一定确保模具有足够的强度、硬度和刚度。（4）那些没有隔热板罩的热板导热模具胎冠部位的厚度要比常型硫化机所安装使用的模具增加10%到15%的厚度，确保使其能够安全的储备所需的热容量。以用来满足硫化机工艺过程温度的均匀、稳定和安全。（5）结构设计合理，加工制造工艺安全良好，装卸安全快捷，定位准确，运9输方便。（6）花纹圈分割面位置选取要合适，要利于硫化后进行轮胎脱模。（7）排气槽跟排气孔的布局要合理，不能影响模具的散热，不能影响模具的硬度、刚度、安全，不能影响客气的排出，最好不影响模具的美观。（8）型腔的粗糙度和加工工艺的参数要选取合适，模具要在保证工艺性的前提下提高其经济性，当然要根据实际情况各有侧重。2.1.2模具的选材活络模对精度的要求非常高，所以在选材时要充分考虑材料的耐磨性、强韧性、疲劳断裂性能、高温性能、耐冷热疲劳性能、耐蚀性等特点，来满足模具的可锻性、退火工艺性、切削加工性、氧化，脱碳敏感性、淬硬性、淬透性等工