复合材料传动轴模具设计
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复合材料传动轴的研制近年来,随着汽车工业的快速发展和科技的不断进步,汽车的制造和设计也在不断地创新和改进,其中的一个重要变革就是材料的应用。
相比于传统的钢铁材料,复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、降噪、减振等优点,因此在汽车制造过程中得到了广泛的应用。
本文将通过讨论复合材料传动轴的研制,来深入了解这一新型材料在汽车行业中的应用。
传动轴是汽车发动机和车轮之间传递动力的关键部件,也是汽车实现高速行驶和高扭矩输出的关键部件。
传统的传动轴通常由钢铁材料制成,但是随着汽车技术的不断发展和消费者对汽车性能的要求越来越高,传统的材料已经无法满足需求。
复合材料具有较高的强度和刚度,同时比传统材料的重量更轻,因此成为制造传动轴的理想选择。
在全球复合材料制造领域中,碳纤维复合材料是最常用的一种。
该材料具有较高的强度、刚度和断裂韧性,是制造高性能汽车零部件的理想材料。
但是,制造碳纤维复合材料传动轴依然面临着一些挑战。
首先,碳纤维复合材料的成本较高,这可能会对汽车制造商的成本造成影响。
其次,制造过程中需要掌握复杂的技术,例如制造过程的控制、产品设计、模具制造等等。
为解决这些问题,许多汽车制造商和科技公司一直在进行着复合材料传动轴的研发和制造。
例如,福特汽车公司于2016年推出了一款采用碳纤维材料的传动轴,在保证强度和刚度的情况下,该传动轴重量减少了50%。
最近一些科技公司也开始研究制造基于玻璃纤维和类似复合材料的传动轴,该材料相对于碳纤维材料具有更低的成本,但仍能保持其性能和强度。
总之,复合材料作为一种新型材料,广泛应用在汽车制造领域中。
传动轴作为汽车的关键部件,随着材料的更新换代,从传统的钢铁材料向复合材料的方向发展,将有望不断提升汽车的性能和安全性。
不过,同时也要注意复合材料传动轴在制造和应用过程中的一些挑战和问题,以期在实现新材料应用的同时,实现汽车制造成本的控制和效益的提升。
复合材料工艺仿真与模具设计研讨1复合材料传动轴注射过程模拟复合材料转动轴依据其构造形式可分为整体性和装配型两类。
装配型传动轴由于其工艺简洁和力学性能良好而被广泛应用,本文直升机尾翼复合材料传动轴的设计采纳的是装配型的设计,并采纳混合连接即同时使用胶连接和机械连接,其具有连接牢靠性大大提高,疲惫强度提高,减轻构造质量等特点,国内外最广泛采纳的连接方式。
本文复合材料传动轴的设计参数为:长1600mm,外径80mm,壁厚为4mm。
1.1数学模型在RTM工艺的模拟计算中,其数学模型假设制件中的增加材料为刚性体,树脂为不行压缩牛顿流体,其外表张力的影响也被忽视不计;由于模具的模腔的空隙远远大于增加材料间的孔隙,故树脂的流淌可以利用牛顿流体通过多孔介质的达西定律来描述,其Darcy方程可写成以下形式:其边界条件为:在流淌的前沿,压力值P=0;在注射口,常压注塑时,压力值P=P0,常流率注射时V=V0;在模具壁处,。
1.2注射过程模拟应用的RTM仿真软件为Polyworx公司的RTM-Worx,其是树脂注射工艺领域内具有世界领先地位的数字化仿真分析软件。
目前,RTM-Worx已经被广泛地应用在世界各地的航空、航天、材料加工、风力发电机等各个行业的复合材料构造设计领域。
RTM成型工艺中,工艺参数如注胶口、注射温度、注射压力、树脂的性能、真空帮助成型时的真空度的大小、排气口的位置和纤维含量和构造等都会影响到复合材料产品的性能。
因此使用该软件进展注射过程的仿真分析,可合理地确定注胶口、注射温度、注射压力和溢料口,从而大大提高模具设计的质量和效率,为模具设计供应设计参考,降低模具设计的本钱。
还可估量注射的时间,合理确定各个工艺参数,再进展小量试验就可以得到高性能的产品。
由于在RTM产品中,模具的设计和制造对整个生产过程具有特别重要的影响,为了设计出合理的模具,仅仅依靠阅历是不够的,因此RTM产品的构造设计完成后,为了确定和优化注射过程中的工艺参数,必需在RTM 工艺仿真软件中对产品的注射过程进展模拟。
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与客户沟通,了解产品的要求和性能指标。
进行产品设计,包括形状、尺寸、结构等。
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。
复合材料传动轴设计及制造关键技术的研究传动轴是一种用于将动力从发动机传递到车辆驱动轮的关键零部件。
传统的传动轴主要由金属材料制造,如钢铁或铝合金。
然而,随着材料科学和工程技术的发展,复合材料开始被广泛应用于传动轴的设计和制造。
复合材料具有重量轻、强度高、疲劳寿命长和耐腐蚀性强等优点,因此,研究复合材料传动轴的设计和制造关键技术具有重要意义。
首先,复合材料传动轴设计中需要考虑的关键技术之一是材料选择。
不同的复合材料具有不同的力学性质和耐久性能,因此需要根据传动轴的工作条件和要求选择适当的复合材料。
例如,碳纤维复合材料具有较高的强度和刚度,是一种理想的选择;而玻璃纤维复合材料则具有较高的冲击韧性。
此外,还需要考虑复合材料的生产工艺和成本等因素。
其次,复合材料传动轴设计中需要关注的另一个关键技术是结构设计。
结构设计是实现传动轴轻量化和受力均匀的关键。
传统的金属传动轴通常采用中空圆柱形结构,而复合材料传动轴可以采用复杂的梁、壳等结构,以最大限度地提高材料的使用效率。
此外,还可以利用复合材料的各向异性特性进行设计,使得材料在不同部位具有不同的性能,以实现力学性能的优化。
第三,复合材料传动轴制造中需要关注的关键技术是工艺技术。
复合材料的制造过程相对复杂,需要注意材料的层压、固化、后处理等环节。
例如,层压工艺需要控制复合材料的纤维方向和层数,以确保材料的性能和强度;固化工艺需要控制温度和压力,以保证材料具有良好的结构和性能。
此外,还需要关注材料接头的设计和制造,以确保传动轴的整体性能。
最后,还需要关注复合材料传动轴的质量控制技术。
复合材料传动轴的质量控制需要从原材料的选择和检验开始,到制造过程的控制和检验,以及最终产品的质量检测。
通过建立科学的质量控制体系,可以保证复合材料传动轴的质量和性能。
综上所述,复合材料传动轴设计及制造关键技术的研究包括材料选择、结构设计、工艺技术和质量控制技术等方面。
通过提高这些关键技术的研究和应用水平,可以进一步提升复合材料传动轴的性能和可靠性,从而为汽车工业的发展做出贡献。
复合材料传动轴设计及制造关键技术的研究摘要:传动轴作为汽车、船舶等机械设备中重要的传动部件,其材料的选择和设计对于其性能和寿命有着至关重要的影响。
本文介绍了复合材料传动轴的设计原理、制造工艺以及在实际应用中的优势和局限性,并对未来的发展进行了展望。
关键词:复合材料;传动轴;设计;制造;优势;局限性一、引言传动轴作为机械设备中的重要传动部件,其主要作用是将发动机的动力传递到车轮或者船舶螺旋桨上。
传动轴的材料和设计对于其性能和寿命有着至关重要的影响。
一般来说,传动轴的材料需要具备一定的强度和韧性,同时还需要具备较好的耐疲劳性能和耐腐蚀性能。
传统的传动轴一般采用金属材料制造,如钢铁、铝合金等。
然而,由于金属材料的密度较大,容易受到腐蚀和疲劳的影响,因此在一些特殊的应用场合,需要采用轻质、高强度、高韧性的复合材料来制造传动轴。
二、复合材料传动轴的设计原理复合材料传动轴的设计需要考虑以下几个方面:1.材料的选择复合材料传动轴的材料需要具备较高的强度和韧性,同时还需要具备较好的耐疲劳性能和耐腐蚀性能。
一般来说,复合材料传动轴的材料主要包括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、芳纶复合材料等。
其中,碳纤维复合材料具有较高的强度和刚度,但是其成本较高;玻璃纤维复合材料成本较低,但是强度和刚度相对较低;芳纶复合材料则具有较好的耐疲劳性能和耐腐蚀性能。
2.结构设计复合材料传动轴的结构设计需要考虑传动轴的扭转刚度和弯曲刚度。
一般来说,传动轴的扭转刚度需要较高,以保证其传递动力的效率;弯曲刚度则需要较低,以避免在使用过程中出现振动和疲劳断裂等问题。
为了满足这些要求,复合材料传动轴的结构设计一般采用多层叠加的结构,以提高其扭转刚度;同时采用变截面设计,以降低其弯曲刚度。
3.连接方式复合材料传动轴的连接方式需要与相应的传动系统相匹配,以保证其正常运转。
一般来说,复合材料传动轴的连接方式主要有两种,即机械连接和粘接连接。
机械连接一般采用螺栓和螺母等连接件,其优点是连接可靠性高,但是会影响传动轴的强度和刚度;粘接连接则可以充分利用复合材料的优异性能,但是要求连接面光洁度高,连接质量受到工艺控制的影响较大。
摘要本文通过对轴承隔套零件冲压模进行设计。
首先对冲件工艺进行分析,然后对冲压模具总体结构设计,画装配图。
冲压工艺与模具设计是进行冲压生产的重要技术准备工作。
冲压设备必须靠模具和设备完成加工。
其特点是:生产速度快,易于操作,容易融入自动化和机械化的进程,可以直接加工出比较复杂的难以制造的零件。
冲压有许多优点产品直接冲压一般不需要机械加工,毛料也不需要加热。
因此不仅可以节约材料和能源还能给公司省钱,冲压加工出来的产品刚性好,重量比较轻。
轴隔套模的设计尺寸和结构不复杂,计算也不繁琐。
【关键词】:隔套模,凸模,凹模,凸凹模,复合模目录引言 (1)一零件工艺分析 (2)二冲裁工艺分析及凸模与凹模刃口尺寸计算 (3)(一)冲裁工艺分析 (3)(二)冲压变形过程 (3)(三)裁件质量得影响因素 (4)(四)排样设计与计算 (4)1. 排样方式的确定 ..................................... . (4)2. 搭边值的确定 (5)3. 材料利用率 (6)4. 送料步距的确定 (7)5. 条料宽度的确定 (7)(六)计算凸凹模刃口尺寸 (7)1. 刃口尺寸计算的基本原则 (7)2. 刃口尺寸的计算 (8)三零件的选择 (10)(一)凸模设计 (11)1. 凸模结构形式 (11)2. 凸模长度的确定 (13)3. 凸模材料 (13)(二)凹模设计 (14)1. 凹模结构尺寸 (14)2. 凹模刃口形式的选择 (15)3. 凸凹模的的结构设计 (15)(三)定位零件 (17)1. 定位销 (17)2. 挡料销 (17)3. 导正销 (18)四模具总装图 (20)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)引言随着国家经济的发展,工业的进步,出现了各种各样的产品。
模具已经悄悄的进入了每个行业,对每个行业都产生了深远的影响。
所以当今社会工业生产离不开模具。
现在很多行业都依靠模具来生产。
模具已成为工业生产中不可缺少的一部分。
杭州电子科技大学毕业设计(论文)外文文献翻译毕业设计(论文)题目周置弹簧离合器设计翻译题目复合材料传动轴的设计与分析学院机械工程专业车辆工程姓名程烽班级11010513学号11015309指导教师龚友平复合材料传动轴的设计与分析摘要:用复合材料结构替代传统的金属结构具有很大的优势,因为复合材料有较高刚度比和强度比。
这项工作解决了汽车轴的汽车应用程序中,用一个单件的电子玻璃/环氧树脂,高强度碳纤维/环氧树脂和高模量碳纤维/环氧树脂复合材料驱动轴替换传统的钢制两片传动轴的问题。
用对复合材料传动轴的重量最小化的目标对设计参数进行优化。
引言:复合材料已被广泛地用来改善各种类型结构的性能。
与传统材料相比,复合材料的主要优点是其质量的优越刚度比,以及重量的高强度比。
由于这些优势,复合材料已越来越多地纳入各种工业领域的结构组件。
一些实例是直升机旋翼桨叶,航空航天工程中的飞机机翼,土木工程中桥梁结构的应用。
一些复合的材料的基本概念在下一节中进行了讨论,让我们更好地熟悉复合材料的特征。
1.1复合材料的基本概念复合材料基本上都是用多种材料形成的杂化材料,为了利用其在一个单一的结构材料中个别结构的优势。
成分在宏观的层次组合在一起,并且不溶于对方。
关键是材料其中的各个组件的宏观检查可以通过肉眼识别。
不同的材料可以在微观尺度进行组合,例如,合金化的金属,但所得到的材料是,对于所有的实用的目的,从宏观上是均匀的即组件不能用肉眼区分,并基本上表现为在一起的。
复合材料的优点是,如果设计得好,他们通常会表现出自己组件或成分的优秀品质,经常具有一些没有构成的特质。
某些属性是可以通过形成的有强度,疲劳寿命,刚度,温度依赖行为,腐蚀性,隔热性,耐磨性,热导电性,吸引力,隔声和重量的复合材料来改进的。
当然并不是所有这些属性都被改进,同时通常也没有任何要求这样做。
事实上,一些属性是互相冲突,例如热绝缘与导热。
其目的只是希望创造一种只有特种需要执行设计任务的材料。
模具工业2009年第35卷第2期
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图1传动轴结构示意图
(a)气囊放入纤维编织体并充气
组合模具整体制备此复杂结构件。
首先把气囊放入玻璃纤维编织体的空腔中,向气囊内预充压约0.05MPa,使气囊定型;然后合上金属凹模并盖上上、下盖板,各分模之间用螺栓紧固,再将气囊充压到0.1MPa.压实玻璃纤维编织体;然后通过模具上盖板上的真空孔抽真空,使树脂在负压作用下从底部进料口自动流入浸润纤维编织体,纤维编织体完全浸润好后,密封进料口和抽气孔;加热固化后脱模,去掉内部气囊,得到传动轴制品。
(b)合模后气囊充(c)真空辅助下树脂气到0.1lVP
浸润纤维编织体
图2气囊辅助网M工艺制备工艺流程
3成型模具设计
传动轴结构复杂,尺寸精度高,对模具设计、制造水平提出了很高要求。
根据成型工艺特点设计的金属凹模结构如图3所示,气囊(凸模)根据传动轴内部型腔采用硅橡胶制备。
图3金属凹模结构1.上盖板2.下盖板3.侧板
A.螺栓连接孔B.抽真空孔C.橡胶密封槽
D.进料口E.气囊充气孔
3.1金属凹模设计
3.1.1模具材料选择
(d)加热固化后脱模得到的制品
制作RIM模具的材料很多,例如碳钢、铸铁、铝、木材以及复合材料等,通常根据生产数量、制品尺寸精度和使用何种树脂来决定。
对于产量较低、尺寸精度要求不高的模具,材料可选用增强塑料或层压板复合材料,对于产量大或尺寸要求高的模具,材料—般选用硬度较高的金属(铝合金或钢材)。
本制品采用玻璃纤维编织体作增强体。
树脂使用中温固化环氧树脂,凹模材料选用45钢。
3.1.2模具分模面设计
模具设计应遵循结构简单、合理、功能完备、经济实用原则。
模具由侧板、凸模(气囊)和2个端盖组成,因为制品形状复杂,将侧板均分成3块,侧板之间及侧板和上、下盖板之间用螺栓连接。
3.1.3进料口与溢料孔(抽真空孔)设计
进料口及分流道是树脂浸渍编织预制件的通道,树脂进料口位置设计应使树脂浸润长度较短,各个方向上的距离较为均匀。
根据制品形状,模具采用中央进料121。
位置设计在模具下盖板的中心。
树脂进料nJ'l"形为圆形,直径约拳8n'rao
为了使树脂完全浸润纤维增强体,不留下缺料
区,设计了8个抽真空孔均布在模具上盖板上。