制动钳设计资料分解

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1、汽车制动系（乘用车）一、 结构设计二、 制动计算三、 零件检测四、 总成装配五、 产品试验六、 制动系故障七、 质量信息与处理八、 设计实例 概论：1、 制动性能和受力分析1.1、制动时车轮上作用力分析1.2、前后轮制动力的合理分配1.3、制动性能和制动距离的计算附：SY6480汽车制动力计算2、 制动器结构型式2.1、盘式制动器3、钳盘式制动器设计原理4、钳盘式制动器设计与计算4.1、设计参数的确定4.2、验算/确定摩擦片工作摩擦系数及制动管压4.3、主要配合部位尺寸与形状公差原则4.4、活塞密封部位的核算（压缩率）4.5、密封槽部位的设计（形状）4.6、钳体导向滑动部位设计4.7、导向部位

2、密封核算（压缩率）4.8、设计基准的确定（钳体，支架）4.9、摩擦片与制动盘的设定间隙（自由状态时）4.10、制动钳总成与周围零部件关系4.11、主要零件设计4.12、设计校核6、制动器零部件的检测与总成装配6.1、盘式制动器6.1.1、零部件检验6.1.2、制动钳装配6.2、鼓式制动器6.2.1、零部件检验6.2.2、鼓式制动钳装配7、制动系和制动器的试验与检测7.1、制动系试验7.1.1、滚筒式测力器7.1.2、汽车制动系道路试验7.1.3、制动系试验标准7.1.4、车辆路试概况7.2、制动器试验7.2.1、制动钳盘式制动器7.2.1.1、性能项目：密封性能-真空密封，高压密封，低压密封

3、所需液量，拖滞扭矩，钳体刚性，活塞滑动阻力，钳体滑动阻力7.2.1.2、强度项目：耐压破坏强度，扭转强度7.2.1.3、可靠性项目：高压耐久，扭转耐久，常温工作耐久，高温工作耐久，低温工作耐久， 振动耐久，防水性能，耐腐蚀性，低温泄漏，放气螺钉强度， 放气螺钉性能，螺纹破坏强度，长期存放橡胶件耐候性，耐泥水振动耐久7.2.2.2、液压制动轮缸技术条件7.2.3、制动器制动性能试验7.2.3.1、制动性能的试验项目7.2.3.2、制动性能的试验标准7.2.3.2.1、中国汽车行业标准7.2.3.2.2、日本汽车行业标准7.2.3.2.3、美国汽车行业标准7.2.3.2.4、德国汽车行业标准附录4

4、：中，日，德等制动器台架性能试验7.3、部件试验7.3.1、中国GB5763汽车用制动器衬片7.3.2、美国SAE J661a制动衬片质量控制试验程序7.3.3、德国大众公司PV3212制动衬片摩擦系数试验台上进行摩擦系数及磨损试验-盘式制动器 PVW3211制动衬片摩擦系数试验台上动摩擦力矩及磨损试验-鼓式制动器7.3.4、日本 JASO C 418制动器摩擦片摩擦性能试验方法7.3.5、日本 JASO C 427制动器摩擦片磨损在测功机上试验方法7.3.6、摩擦片,衬块的物理试验(中,日,美)7.3.7、制动钳的制动噪音试验(日,美资料)7.3.8、制动系其他主要部件的试验有关标准(中)7

5、.3.9、汽车防抱死装置(中,美,德)7.3.10、制动器橡胶密封件(中,日)附录:1典型国家和地区摩擦材料试验资料(定速机) 2日-丰田公司TSD7325G制动尖叫,异响,振动评价方法 3日-丰田公司TSD7301G 4德-SABS制动防抱死功能评价,路试规范 ATE 产品技术条件 ATE 集成电子控制产品技术条件 5日-丰田公司 盘式制动器防尘罩用橡胶材料8、制动系统故障8.1、制动系统故障概述8.2、制动系故障的形成和原因8.3、制动鼓和制动盘故障的形成8.4、制动系故障的分析9、用户的质量反馈与技术分析9.1、制动器安装的设计位置与外形干涉（新设计产品）9.2、制动器在悬架总成上工作状

6、况不良9.3、汽车调试线上制动力问题（单轮不足，两轮不均）9.4、试车中制动跑偏9.5、试车中制动侧滑9.6、试车中制动时车身抖动9.7、试车与使用中制动器发啃9.8、试车与使用中轮毂轴头发热9.9、使用中摩擦片过度磨损9.10、使用中制动盘的过度磨损9.11、使用中制动噪音9.12、生产者的质量责任10、设计实例（天津夏利汽车（TJ7100）制动计算10.1、理想制动力与实际制动力分配10.2、附着系数与制动效率10.3、踏板力制动管压，制动力，制动距离10.4、摩擦副能量设计评价SY6480制动钳总成装配一、 装配前的准备工作：1、 装配前各组装零部件应除尘、除油、清洁干燥1.1清洗液温度

7、：5070 1.2干燥条件:60-80x60s以上2、活塞矩形密封圈的预处理：2.1润滑脂:橡胶润滑脂(TSK2511-2)/JIS K2228-2 种或硅脂75022.2温度:702 处理时间:1012小时3、装配前在钳体活塞孔底部喷涂防锈油(TSK7503-2)/JIS K2228-1种0.10.5g,说明:防锈油为非矿物质油4、装配活塞矩形密封圈时,应在钳体密封槽和矩形密封圈四周涂橡胶润滑脂0.20.5g5、装配活塞防尘罩时,应在钳体活塞防尘罩内涂橡胶润滑脂0.4g,装入卡簧(定位环)时,注意不能刺伤活塞防尘罩,并保证活塞防尘罩装配正确,不能有折边现象,卡簧装入到位.6、装配导向销部分时

8、；6.1钳体导向孔防尘槽应涂一定量的润滑脂;6.2导向防尘罩内壁及外圈应涂一定量的润滑脂6.3衬套内孔外圆周涂一定量的润滑脂6.4注意所有橡胶件装配后不能有损伤.折边现象,注意排除气阻.二、 装配过程：2.1、工序名称: 零件准备 内容: 矩形密封圈应用放大镜（510倍）全检,无毛刺、飞边、缺料、 破损、划伤等缺陷 矩形密封圈应提前做好预处理（恒温箱70x（1012小时）加一定量的橡胶润滑脂浸润 钢质零件清洗干净、干燥 衬套内外部涂脂 导套防尘罩内涂脂2.2、工序名称: 钳体、活塞矩形密封圈组装 内容： 钳体活塞孔内涂定量橡胶润滑脂（矩形密封槽及防尘罩槽） 矩形密封圈手工装入，周向抹平 批量生

9、产时，涂脂前钳体活塞孔底部应喷非矿物质防锈油2.3、工序名称: 钳体、活塞装入 内容： 活塞防尘罩套在活塞上（过渡段以上） 手工压入活塞至矩形密封圈处 如采用机械或气动装置装入活塞至钳体活塞孔底部，压入力应500N，当压入力500N时，产品应隔离，检查，查明原因。2.4、工序名称: 钳体、定位环装入防尘罩 内容： 定位环一端先装入活塞防尘罩内，小心装入，抹平定位环，装配后，定位环两端应有13mm间隙 用定扭矩扳手将放气螺钉拧入，力矩要求813N.m2.5、工序名称: 密封性检测 内容: 按要求作真空,高低压密封性检测, 低压密封性检查:气试:P=0.1MpaX5s,无泄漏 高压密封性检查;气试

10、P=3 MpaX5s,无泄漏2.6、工序名称: 支架与摩擦片装配 内容: 按要求装入锁片,装配到位, 报警片装入摩擦片凹坑内 将摩擦片分别装入支架槽内2.7、工序名称: 钳体衬套/导套/防尘罩安装 内容: 将长短衬套装入钳体 先将一个防尘罩装入钳体,一导套端部套装一个防尘罩,导套上的防尘罩配合部位装钳体,导套均匀穿过2个防尘罩2.8、工序名称: 钳体与支架组装 内容: 长短螺栓联接(扭力M=3545N.m) 两摩擦片距离27mm2.9、工序名称：拖滞扭矩检测 内容：检测产品外形轮廓， 拖滞扭矩小于3.5N.m 按要求包装汽车制动系一、概论:1、基本功能：1.1、以适当的减速度降低车速到所需要值

11、（包括零值）-减速、停车 1.2、原地停车或驻车2、组成部分：2.1、制动器-对车轮产生摩擦阻力2.2、驱动机构-对制动器进行驱动3、设计要求 3.1、可靠的制动能力 3.2、保证汽车在各车速和减速度工况情况下的制动力 3.3、制动能力的热稳定性 保证车辆在持续制动，重复制动的高温情况下，制动能力衰退率小，并且衰退后能较好地恢复。 3.4、制动能力的水稳定性 保证车辆在行驶中，制动器有水侵入时制动能力下降，出水后能较快地恢复到一定能力。 3.5、车辆制动的方向稳定性 设计和制造应保证前后轴间的制动力合理分配和左右两轮制动力差异大小，避免和减小车辆制动侧滑及跑偏。 3.6、车辆的驻坡能力 保证汽

12、车在规定路面上(坡度附着系数)，有效地停驻而不下滑。 3.7、部分失效可靠性 保证系统中，部分失效后，剩余制动能力的安全程度。 3.8、操纵轻便性 规定车辆一定的踏板行程及操作力，不能过大，也不宜过小。 3.9、作用滞后性 尽量减少制动作用开始滞后时间和解除制动恢复的滞后时间。 3.10、公害程度 减少粉尘污染和制动噪声。 3.11、调整和维修方便 制动衬片与制动鼓、制动盘间隙由于磨损而加大，需要调整方便而出现多种调整方法。 2.3.5.1、盘式制动器 Mf=Af.Pf.2.Rf(N.m) 式中:Af活塞作用面积(mm2) Pf前轮制动管压(Mpa) 前摩擦片摩擦系数 Rf活塞作用半径(mm)

13、例:SY6480 A=66.72x0.7854=3494(mm2) Pf=7 =0.35 Rf=103M单轮=3494x7x2x0.35x0.103=1864N.mFBF=M/r=1864/0.313=5956(N)=608(kgf) FBF:地面制动力 r-轮胎半径0.313m附:SY6480汽车制动计算1计算参数: 空载 Go 1675 Kgf Go1 899 Kgf Go2 776 Kgf Ho 617 mm 满载 Ga 2692 Kgf Ga1 1255 Kgf Ga2 1437 Kgf Hg 699 mm轴距 L 2590 mmLo1=1200 Lo2=1390 La1=1383 L

14、a2=1207滚动半径 rk=314mm(比例阀调节曲线)图示4:2汽车静轴荷分配参数空戟满载整车载荷G(kgf)16752692前轴载荷G1(kgf)8991255前轴负荷分配%53.6746.62后轴载荷G2(kgf)7761437后轴负荷分配%46.3353.383汽车动轴荷分配 减速度变化时轴荷值(Gd)(kgf)j/g0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0空载前轴938.9978.81018.71058.61098.51138.41178.31218.21258.11298后轴736.1696.2656.3616.4576.5536.6496.7456.8416

15、.9377满载前轴1327.61400.314731546161816911764183619091982后轴1364.41291.71219114610741001928856783710减速度变化时轴荷分配比(%)j/g0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0空载前轴56.058.460.863.265.668.070.372.775.177.5后轴4441.639.236.834.632.029.727.324.922.5满载前轴49.352.054.757.460.162.865.568.270.973.6后轴50.748.045.342.639.937.234.5

16、31.829.126.44理想制动力计算 汽车以不同减速度(j/g)制动时,前后轮(轴)各需制动力 前轮: FF=GDF.j/g 后轮: FR=GDR.j/g (kgf)j/g0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0空载前轴93.9195.8305.6423.4549683.0824.8974.61132.31298后轴73.6139.2196.9246.6288.2322347.7365.4375377满载前轴133280.144261880910151235146917181982后轴1362583664585376016506857057105制动器实际产生制动力(地

17、面制动力) 前轮FB1=MF/rk=608(kgf)后轮FR1=MR/rR=298.2(kgf)前后轮制动力比例:FB1/FR1=2.039(线性比例)6前后轮同步抱死时的减速度 前后轮理想需要的制动力曲线与制动器实际产生的制动力直线相交,即为前后轮同时抱死点.解下列联立方程,可得出同时抱死点减速度值.(1) FB/FR= (GDF/GDR).(/g)(2) FB/FR=2.039由(1)(2)解方程得:空载时;(GoF+Go.Ho/L.j/g)/(GoR-Go.Ho/L.j/g)=(899+1675x617/2590Xj/g)/(776-1675x617/2590xj/g)=2.039j=0

18、.56g满载时:(GaF+Ga.Hg/L.j/g)/(GaR-Ga.Hg/L.j/g)=(1255+2692x699/2590Xj/g)/(1437-2692x699/2590xj/g)=2.039j=0.76g二、 制动器结构型式1、 盘式制动器2.1按结构型式固定钳式刚性好,较复杂,要求高浮动钳式较普通,较简单,成本低,刚性差2.2按活塞作用方式对置式如固定钳双缸/多缸式-减少径向布置尺寸,增大活塞作用半径,压力分布均匀三、 钳盘式制动器设计原理1、作用特点 制动力矩平稳效能BEF=2=K 线性关系 特别是乘用车采用 热稳定性好-摩擦件暴露,易散热,热衰退率低 水恢复性好浸水后易除水,又平

19、面接触,第1次即很高恢复力矩,鼓式需几次以后 间隙自调,易维护自动调整摩擦片间隙,维护方便,换件简易. 效能因数低(增益小)要求增大驱动力(增加液压)密封性和液体气化,要求高. 2、活塞回位原理与自动补偿功能图示53、盘式制动器制动力矩计算及参数设计3.1 制动力矩的计算：图示6：R1，R2 摩擦片内、外半径 摩擦片夹角Mr=RPr2drd式中为摩擦系数 P为摩擦片上的单位压力求解后:Mr=2PKRm 其中：K=2/3sin/2.(1-R1R2/(R1+R2)2)Rm=(R1+R2)/2摩擦片夹角增大,Mr制动力矩增大,故角度应适量.从4080Mr将增大6.6%3.2参数设计主要考虑尺寸布置和

20、材料情况.:0.300.45,承压面积(温升,磨损)P:一般10Mpa以下R1,R2应考虑安装间隙四、 钳盘式制动器设计与计算1、 设计参数的确定：1.1整车质量:空载时: Kg 前轴 Kg 后轴 Kg 满载时: Kg 前轴 Kg 后轴 Kg1.2车辆重心高度:空载时: Ho mm 满载时: Hg mm1.3轴距L mm L1 mm L2 mm1.4轮胎滚动半径r mm 1.5车轮轮网及辐条型式(或制动钳安装尺寸)1.6制动盘外缘直径及宽度,制动盘轮毂外缘直径1.7摩擦片材料设计要求(材料类型,指定性能,测试标准)1.8制动器总成性能设计要求(制动性能,基础性能,可靠性能)及试验标准和试验惯量

21、1.9车辆规定最高速度 Km/h1.10车辆规定制动液种类1.11制动钳支架安装平面至制动盘两平面中心距离2、 验证计算确定摩擦片工作摩擦系数及制动管压根据测绘,求出活塞作用半径R根据设计文件提供的摩擦系数或制动管压,求得制动管路压力,一般P=78MPa3、 主要配合部位尺寸与形状公差原则3.1活塞,钳体活塞孔配合间隙配合:0.060.10(主要考虑密封,兼考虑密封槽同轴度等)钳体活塞孔 基孔制 H8 3050 0- +0.039 5080 0- +0.046活塞 松动配合 f7 3050 -0.025 -0.05 5080 -0.03 -0.06表面粗糙度3.2(活塞孔) 活塞表面1.6 3

22、.2导销与销孔 一般分为上(主)下(副)销不同配合型式 主孔(1) D(0+0.04)H9 导销 d(-0.15-0.19)b9 副孔(2) D(0+0.04)H9 导销 d(-0.29-0.33)a9 3.3形状公差 设计基准: 钳体:两爪内表面A 支架:安装孔端平面 设计要求: 活塞孔相对于A面有垂直度要求:0.080.10 销孔(1)(2)相对于安装面有垂直度要求:0.060.08 两销孔间有平行度要求: 0.080.105.1设计原则: 与矩形密封圈配合,形成压力密封带,保证密封能力. 活塞受力外移时,密封圈能产生一定的变形,此变形的弹性力能使活塞在解除压力时回复至原始状态.密封槽的轴

23、向宽度应留有余量(比密封圈宽度宽约1mm)以保证密封圈膨胀的需要.密封槽内侧倒角,选择合适型式.5.2钳体密封槽槽底形状: A槽底斜度: 活塞外移,密封圈随之移动变形,为保证密封圈内侧的密封,除了密封圈设计一定的压缩率,槽底应有一定的斜度.此数值视结构而不同,如浮动钳多为5少的为7,固定钳因对置活塞,每个活塞移动行程少.为3.5. B外侧倒角: 是影响活塞回位量的重要因素,一般倒角增大,回位量增大,角度3045底边0.450.9,例: 48(0.45X45) 51.1(0.45X41) 66.7(0.7X30)30倒角,活塞回位较稳定,采用比较多.固定钳,倒角小,多为0.30.4x45 C轴向

24、宽度:由于密封圈压入后,产生轴方向变形,制动液浸渍后膨胀,设计时应留有30%密封圈宽度的余量,例:密封圈宽3.2 槽宽4.2 D内侧倒角: 考虑槽内侧间隙内液体的充溢,设计有不同内侧倒角(15304560斜度等) E槽底V形槽 加工槽形时,为减少切削振动和铁屑在槽内卡滞,增加了此小槽,如果切削时振动不大和能保证铁屑的排除,可以不设此槽,注意加工时槽底锥形圆周面不能有振动波纹. F槽底两侧角度 考虑刀具磨损和对密封圈的挤压,此角度不大,一般0.20.5x45或R0.20.5.4、 钳体导向滑动部位设计6.1导向滑销类(SY6500) 此类配合型式为钳体上两长销与支架上两深孔配合,配合间隙两孔不同

25、,配合间隙也较大,主要考虑到钳体支架孔的间距误差和销与孔的形位公差.此种情况分为两种型式: A等径销孔:即两销孔孔径相同,两销子直径不同 例:有产品 两销孔11(0+0.04) 销111(-0.07-0.12) 销211(-0.30-0.34) B等径销子:即两销孔孔径不同,两销子直径相同 例:有产品 销孔19.1(0+0.04) 销孔29.4(0+0.04) 两销子9(0-0.04)意见: 考虑到导销防尘罩与销子的配合,一般多采用B等径销子型式.考虑到销的安装和销孔制造的形位公差,一般主销的配合间隙为0.10.2 (多为上方安装),副销配合间隙0.30.4(多为下方安装).另,主销应在制动盘

26、旋转的切入方向一侧. 6.2导向滑套类(SY6480) 此类配合型式为钳体两侧耳部是销孔结构,沿固定于支架或转向节上的销套滑动. 5、 导向部位密封核算（压缩率）7.1密封的重要性制动钳钳体滑动导向是影响制动器拖滞阻力的主要因素,处理好密封槽的设计,防尘罩的材料及性能,导向销(套)公差等是设计中重要注意问题,否则以下问题会导致阻力的加大甚至卡死.防尘罩压缩率过大(阻力增大);压缩率过小(阻力小,但密封易产生不良,易渗水,和湿气,导销/套易生锈卡滞);防尘罩本身压缩部分的厚度,材料老化性能(增大阻力或长期可靠性降低),导向销及滑动部位的润滑(润滑脂的定点,定量,润滑脂的性能影响了阻力和防尘罩的老

27、化).7.2压缩率计算 A导向销类例:一产品(54丰田科罗拉)导向销(d)11(0-0.04) 防尘罩径向厚度(t)3.6(+0.2-0.1) 其中橡胶厚度2.7(+0.2-0.1)铁件厚0.9 支架防尘罩槽孔径(D)17.150.05 压缩率max=tmax-(Dmin/2-dmax/2)/ tmax=(3.8-0.9)-(17.1/2-11/2-0.9)/2.9=25.86%min=tmin-(Dmax/2-dmix/2)/ tmin=(3.5-0.9)-(17.2/2-10.96/2-0.9)/2.6=14.61%B导向套类 导套直径15.90.08(短) 16.10.08(长)(d)

28、防尘罩径向厚度4.150.10(t) 密封槽底直径230.1(D)短导套:压缩率max=tmax-(Dmin/2-dmax/2)/ tmax=4.25-(22.9/2-15.98/2)/4.25=18.58%压缩率min=tmin-(Dmax/2-dmin/2)/ tmin=4.05-(23.1/2-15.82/2)/4.05=10.1%长导套:压缩率max=tmax-(Dmin/2-dmax/2)/ tmax=4.25-(22.9/2-16.18/2)/4.25=20.9%压缩率min=tmin-(Dmax/2-dmin/2)/ tmin=4.05-(23.1/2-16.02/2)/4.05

29、=12.59%建议:钳体滑动基本属于静密封,根据一般O型圈的静密封压缩率要求,滑动阻力的计算及滑动阻力试验,推荐压缩率为15%18%左右.6、 设计基准的确定(钳体,支架)盘式制动器影响制动效能,拖滞扭矩,摩擦片非常磨损,偏磨,发热等现象,除了其他因素外,钳体和联连支架的设计基准选定产品设计的关键问题之一.8.1钳体设计基准: 分析:活塞孔输出作用力,与活塞有较大间隙配合,其孔的公差/形状精度,影响制动钳性能的程度不是最重要的. 两耳内孔或孔端面该内孔是与导套(孔端面安装导向销)配合,但由于配合间隙较大,仍不为影响制动钳性能和其他现象的主要因素. 两卡爪内平面此平面受力直接压迫摩擦片贴紧制动盘

30、,应该以平面接触为好,解除制动时,此平面尽量没有残余压力在摩擦片上,如此可要求活塞孔对本平面的垂直度,导向孔对该平面的垂直度(或两耳孔端面对该平面的平行度).因此,建议选该平面(A)为钳体的设计基准.8.2 联连支架设计基准的确定; 分析: 此零件虽然只是一个支持钳体和固定制动器的桥架,在力学方面除保证一定强度,刚度,但影响制动器工作的质量,却需要注意某些相关联的尺寸和形位公差的设计,其中该件设计,制造的定位基准仍是一个关键问题. 选定该件与前后桥固定连接的安装面(A)为设计基准,其余导向销孔摩擦片安装槽等以A面设计要求,保证导向销和摩擦片的滑动正常.7、 摩擦片和制动盘的设定间隙(自由状态时

31、)分析:此间隙的设计与保证,是关系到整个制动器的性能(制动后拖滞,过热影响摩擦衰退,表面氧化增大输入易产生振动等)及耐久性(偏磨损及过度磨损等),是盘式制动器设计的中心.影响此间隙的因素较多,必须对其各因素影响程度设计和要求的合理,综合后的实际间隙能够保证设定的间隙值,同时又要考虑到制动盘实际的轴向跳动量.影响的主要因素:A钳体钳背的轴向变形 B内外摩擦片组件的压缩变形 C活塞自动回位量 一般,此间隙设定为0.120.15mm(两侧共计)为宜10制动钳总成与周围零部件关系10.1钳体 A钳体外轮廓与钢圈间隙考虑各零件的制造公差,钢圈圆度,跳动,最小间隙应3mm 一般轿车为46mm, B轴向两端

32、(初装与摩擦片磨损极限时),两卡爪外侧面特别是圆角过渡部位,主要考虑与轮辐间隙;C活塞孔底部外侧,主要考虑摩擦片磨损后,钳体移动极限与相近件的关系.D钳体开档内圆弧面,与制动盘外缘间隙,考虑公差累积,钳体倾斜,制动盘径跳,杂质进入,一般此间隙均在3mm左右,最小也要保证不小于2.5mm.10.2支架 A上(外)侧以导向孔为圆心圆周部分,此外圆周面与钳体外廓一样,应注意与钢圈的间隙,一般轿车46mm; B内侧圆弧面与制动盘外缘间隙与钳体同样原因,也应有2.5mm以上间隙,(但同时考虑导向孔的壁厚问题,不能过大间隙) C安装平面外侧与转向节加工平面的关系,此部分应考虑到安装于转向节平面时的干涉 D

33、安装面弧形部分与轮毂间隙,此部因测绘误差和毛坯制造误差而发生干涉,设计时应了解到轮毂的外周尺寸和毛坯的设计要求尺寸. E安装平面至制动盘旋转平面中心轴向尺寸及公差,此尺寸关系到前桥总成装配时,支架开档两侧与盘的间隙,在几个零件分别设计与制造时,轴向尺寸与公差的累积误差,会产生间隙差异过大,甚至偏向一侧而不能转动,有条件时,寻求总装厂的支持.无条件时作如下处理: 1安装侧厚度:名义(测绘)尺寸,走负差 2开档宽度:名义(测绘)尺寸,走正差11主要零件的设计11.1钳体 A材料:QT450-10(日系车多)或QT500-7(欧美车多) 建议:采用QT500-7 日本丰田技术对中国球墨铸铁制动钳用,

34、冲击强度项目,认为较低(9J/mm2以下),丰田提议1525 J/mm2-30时, 9.8J/mm2 设计毛坯时,应注意如下三点:1缺陷部位,缺陷程度(尺寸.形状,处数) 2球化率 3级以上(不低于75%) 3冷硬层 加工表面不许有 B表面处理:镀锌或电泳 电镀后应钝化处理.钝化后色泽不一样; 白色(白锌)-耐腐蚀能力较差 黄色(彩锌)-耐腐蚀能力稍好,价格一般 军绿色-耐腐蚀能力较好,价格高 C尺寸与形状设计 两卡爪内平面(设计基准),平面度是主要指标 活塞孔注意孔底圆角根部设计好 密封槽注意槽底振动波纹和跳动 防尘槽:精度不高,注意槽沿倒角及毛刺处理 孔底圆周表面与进油孔,放气孔相交应无毛

35、刺要求 进油孔放气孔的螺纹与直孔(3.5)的同轴度要求 活塞孔端面加工后,允许有黑皮现象 开档内侧圆角不小于R2,外侧圆角不小于R4 钳体与支架相邻处注意干涉,钳体两侧,活塞孔外周 导向孔或导向孔端平面,注意中心距公差,形位公差,毛刺等 进油孔,放气孔与活塞孔交点的设计,应注意该两孔径与大孔底面相切,并应注意放气孔角度其落点,应是制动钳安装时活塞孔的上端点,以利于排净气体. 两卡爪外圆弧凹形设计,此部分应考虑到加工时刀具的刚性及钳体的刚性,设计时,以刀杆可能的直径,给予较小的加工余量,即1mm左右,加工后有黑皮也可,如给成大R,比刀杆直径大较多如2mm以上,虽然少了一些加工,但钳体刚性减弱较多

36、,建议,给予小余量设计. 毛坯定位要求,加工余量要求: 钳体是一个形状不规则零件,除了设计基准选定好外,加工基准很重要,是保证各孔,面的均分,正确的前提,因此产品图转换成毛坯图时,应标明加工基准.提供开模和造型的注意.另外,铸造公差应有标准,注明在技术要求或标题栏内,重要部位应有公差,否则一般都是大余量公差,除浪费材料外还有可能发生尺寸干涉和孔,面偏离理想位置太多.11.2支架A材料:及表面处理要求同钳体一样B尺寸与形状设计设计基准以安装平面为基准,应有平面度要求(0.10即可)粗糙度一般3.2左右开档圆角处应有R2或2x45要求,开档两平面允许有黑皮,自行设计时,摩擦片安装地方可加工,其余平

37、面不加工摩擦片安装槽形应注意内外倒角,以考虑卡簧配合摩擦片安装两侧应把公差处理好,即支架,卡簧,摩擦片装配完,公差封闭后应有0.2-0.5间隙(两侧共计),过度紧松影响滑动和制动振动.两导向孔上下孔的形位公差处理好,共对安装面的垂直度和相互间平行度另孔的总深度和配合作用的有效深度应设计好,配合部位粗糙度3.2即可,毛坯定位和加工余量要求同钳体一样.11.3活塞A材料:45#钢,也有用20#钢,铸铁,铝合金(阳极化),工程塑料B尺寸和形状设计外径与缸孔的配合,粗糙度应严格0.4左右,圆度,圆柱度0.008-0.010外径尾部考虑装配时的啃伤密封圈,应有倒角和圆滑过渡,并要考虑活塞外移最大量时,密

38、封能力,不能有过长的倒角,一般2x20外端部平面,制动需要,同时应考虑振动,应有垂直度要求0.05-0.08防尘沟槽,除尺寸公差注明外,各倒角,圆角,目的是为防止尖角损伤防尘罩防尘沟槽底部厚度,压强需要,设计尺寸及公差应核算,一般根据孔径应不小于23.5mm表面防锈处理,电镀Cr居多,化学镀Ni-P者少,意见后者防锈能力好,均匀,但成本高,镀膜厚度8-12表面硬化处理,增加抗压,抗磨,一般采用加热硬化330x1h11.4导向销A、材料：45# 调质处理HB220240B、尺寸与形状设计 杆径按配合间隙确定,公差IT9(0.04) 螺纹孔端面安装基准,应与杆身有垂直度要求(0.030.05) 防

39、尘罩颈部沟槽,其宽度和直径应保证橡胶件密封,同时注意沟槽的各小倒角,以免损伤防尘罩 减振圈环槽,按上同样要求C表面处理:镀锌或镀Cr或Ni-P 低价选镀锌,高价选Ni-P同时防锈能力好,美观11.5螺栓A材料:联接作用,疲劳受力,材质较好,应以40Cr或35CrMo硬度HRC2936 10.9级B螺纹精度:6gC安装面:与螺纹应有垂直度要求0.10D表面处理:低档镀Zn,较高档达克罗或化学镀Ni-P11.6放气螺钉A材料:35#或45# HRC3038B螺纹精度:6gC配合圆锥面(90120)与螺纹同轴度要求0.10D表面处理:镀Zn11.7卡簧片A材料:日本爱信公司采用SUS301-CSP1

40、/2H,SUS631-SP1/2HCSiMnPSCrNi抗拉MPa屈服MPa伸长率%SUS301-CSP0.151.02.00.040.0316-186-893051010SUS301-631CSP0.091.01.00.040.0312-146108051Cr17Ni7DY(中)0.151.02.00.0350.0316-186-893051010选用中国1Cr17Ni7(DY低硬)冷轧带较好注意:上表中,日本提供2种材料,C,Cr含量和性能有些不同,硬度和F-S(力-位移)曲线也较相近,设计时与制造商协商一下.(日,硬度要求:HV380450)此类材料的热处理要求,日本以1/2H要求(4种

41、1/4H,1/2H,3/4H,H),中国相当于低硬度级DY(分D,B,Y,T),设计者应根据零件的自由状态至装配状态压缩的尺寸,给出F-S曲线(一般S=13mm,F=1030N)例:国内制造此类产品: 1Cr17Ni7 热处理300X1h HV380400 0Cr19Ni9 热处理350X1h HV4304440技术要求:除材料的硬度和荷重F-S要求外,应注意以下要求:1主要弯曲部分应考虑钢带的压延方向,2注意最小圆角特别是避免90直角尖锐弯曲.11.8摩擦片的减振片 A材料:钢板冷板10#,日本:SPCC,一般t-0.4 表层两侧0.100.13,NBC材料(丁腈-丙烯) B技术要求:橡胶附

42、着力(钢板清洁无油,无脱胶)表面状态(无变形,碰伤,划伤,变色,无油类附着)设计时注意:与摩擦片配合卡紧部位的圆角,角度和导入部分的形状,配合尺寸及公差,以免变形和松脱11.8涨紧定位环 A材料:日本爱信公司采用SUS304,相对应于中国0Cr18Ni9CSiMnPSCrNi抗拉MPa屈服MPa伸长率%SUS3040.081.02.00.0450.0318-208-10520206400Cr18Ni90.071.02.00.0350.0317-198-11590-740/30B尺寸与技术要求:活塞防尘罩用:注意:装配状态是正圆形,而且外径正是防尘罩内层的直径,闭合后,不能并圆,应有34mm间隙

43、,口部不能有锐边和毛刺.材料应用轻拉,抗拉7801180Mpa日本爱信有产品材质改,抗拉18102108Mpa,镀Zn,建议采用65Mn(YB/T5103-1993,油淬火-回火碳素钢钢丝B类17161863Mpa)C表面处理:镀ZnD应有压紧力要求:一般10N(104N)其他涨紧卡簧:材料,热处理,表面处理同上,注意:装配后的工作尺寸,设计时应考虑好,各转角,圆角仔细处理好,无锐边和毛刺.11.9橡胶件类 活塞密封圈: A材料:EPDM,因其作用重要,材料性质和制品特性都较重视,制造商应提供其标准或设计者提供标准,通常应对硬度和比重进行检验. 设计:压缩率计算:前面已讲过,控制在815% 内

44、径:比活塞直径大11.2mm(考虑密封圈装入钳体沟槽时涨贴槽底,活塞装入时,密封圈受到压缩,对槽和活塞压力与密封都较均匀. 径向厚度:轿车一般采用3mm,公差0.100.12,有的设计取中差3.060.06,考虑此公差较大,建议3.060.04 轴向厚度:一般33.2mm,断面略成方形,有的设计为3.18(即1/8) 0.125,可采用材料和制品硬度HS705,比重1.101.15两侧面应对内/外径有垂直度要求如0.2,但检验困难,与制造商协议,切制时把握好,零件应有密封包装和存放及时间要求(如1年)活塞防尘罩: A材料:EPDM如近海水,盐雾作业,选氯丁胶 B设计;外径:与钳体槽直径相同 内

45、径:比活塞凹槽直径小56mm左右 外径端宽度:比钳体槽宽0.20.5mm左右,定位环卡紧. 内径端宽度:比活塞槽小0.20.5mm左右 厚度一般0.50.8mm左右 各折弯处的内,外圆角一定设计好 硬度HS605导销(导套)防尘罩: A材料:EPDM同活塞防尘罩 B设计:压缩率设计:已前述 防尘部分:内孔比销(套)槽直径小23mm左右,宽度比销(套)槽宽小0.20.7mm销轴减振套: A材料:EPDM B设计:宽度:以槽宽小0.20.4mm 径向厚度:此尺寸很重要,处理的原则要清楚,即配合后,最小胶层应比销轴的直径表面高出一些,最大厚度也应在销孔的直径内,这样既能起减振而不致于滑动过紧.11.

46、10摩擦片 A材料:摩擦材料,半金属(日,美多采用少金属或复合纤维基价格高) 底板:20#钢板 B设计:摩擦性能:关键项目,由于设计者根据整车制动系计算,确定本制动器的效能因数 (摩擦系数),以满足制动器制动扭矩和前后轴匹配的需要,同时考虑部分失效及驻车的需要 制造基准:上下方向:一般选择与安装槽配合的上下平面 摩擦材料的上下圆弧:上圆弧应在制动盘外缘尺寸内11.5mm左右 下圆弧应在摩擦平面内34mm 底板两侧平面:此尺寸应与支架槽,卡簧配合后,应达到配合间隙0.20.5mm(两侧计) 形状公差:底板平面度:0.100.13mm(除去边缘,凸柱,凹坑圆周3mm) 摩擦平面:平面度0.120.

47、15mm与底板平面平行度0.120.15mm 表面硬度:材料不同,硬度有差别,一般钢丝纤维类:HRS70100(孔处允许6595)最好控制在7090范围内, 其他非金属纤维类: HRS5080孔处略低5度左右,希望能控制在6080范围内 密度:影响材料刚性和磨损的因素,一般设计人员对此项不要求,建议,对此应了解: 半金属基一般3g/mm3左右,非金属或少金属一般2-2.5g/mm3 材料强度:此项性能一般设计中,设计人员不加要求,但也建议应了解,提高设计水平 拉伸强度:一般1.84.0Kgf/cm2 剪切强度:一般2.06.0Kgf/cm2 粘接强度:摩擦材料与底板抗切向力的能力要求,一般按产

48、品类别(车型,片面积)有45Mpa要求,建议设计者根据额定力矩时切向力的大小,乘以2.5倍安全系数,此数值如在F/S(切向力/面积)45Mpa时,可定此力为技术要求的剪切力,如低于4Mpa时,取4Mpa的应保证的力作为技术要求. 粘接强度要求切断时,粘接残留面积比率,现有产品有80%以上和95%以上. 粘接面有湿度变化的生锈要求,考虑工作环境,应无生锈(恒温恒湿试验) 粘接面应加隔热层,即材料+石棉垫层,厚度1.5mm左右, 表面软化处理:此类产品不多,即用600左右钢板与材料表面接触几秒,也有建议火焰喷射烧蚀,软化表面层,利于初期磨合. 表面防锈处理;多为喷塑,颜色黑色,有浸液化学着色处理.

49、 11.11制动盘 A材料:HT200或HT250 硬度:HV190240 铁素体含量5% B设计:静平衡:100g.cm 厚度变化:同一圆周0.007以下,同一半径0.05以下 两平面要求:跳动0.03相对于安装平面及定位孔12设计校核 12.1制动钳总成和其他部件的间隙 钳体和车轮钢圈:直径方向:最小间隙2.5mm 轴向: 最小间隙2.5mm 制动钳与制动盘:径向: 最小间隙3mm 轴向:两侧共计最小间隙2.5mm12.2各主要件组合公差检查 A活塞与钳体: 活塞外径与钳体活塞孔间隙:配合间隙最好控制在0.060.09 活塞底部与钳体活塞孔底部间隙:新品时,最小间隙1.5mm 活塞尾部直径

50、部分在产品使用极限时,应能保持0.5mm B摩擦片(内片)与制动盘内侧面的最小间隙 新品时,钳体两卡爪面压紧外摩擦片贴着制动盘外侧面,此种状态时,内摩擦片与制动盘内侧面应能有间隙,此间隙应0.5mm12.3钳体各部 钳体活塞孔入口直径尺寸滑动部长度,此段尺寸在密封槽外侧,起导向作用,应在1.53mm为宜,钳体密封槽外侧壁厚度,设计2mm; 两耳部固定导向销平面,应检查新品时,与支架(或转向节)的尺寸及摩擦材料完全磨损后,离开的距离,此两尺寸,涉及到导向销的初压缩和被拉伸最大长度. 活塞密封槽的深度尺寸:计算活塞,密封圈和密封槽的极限值的最大/最小压缩率 钳体防尘罩的深度,宽度:计算与防尘罩的配

51、合过盈量,最小过盈量应0.12.4支架各部 导向孔有效深度及粗糙度:新品状态时,导向销装配的极限尺寸,考虑加工成本,此段内粗糙度可用3.2,其作部位则用6.3即可 内圆弧与制动盘外缘间隙:根据转向节,支架组合,校核此圆弧面与制动盘极限值. 导向孔周边臂厚:校核径向(外,内)厚度,最小臂厚应1.5mm 导向孔与导向销配合间隙:根据钳体,支架的中心距公差,孔与销的偏差,校核两导向销的配合间隙极限值 12.4.1支架与钳体,轮毂,转向节的干涉 根据零件两侧相邻处,每侧面应有最小间隙1.5mm 新品时,钳体缸孔下端与支架相邻处, 应有最小间隙2.0mm 新品时,钳体两卡爪外侧与支架相邻处, 应有最小间

52、隙2.0mm 支架后端加强筋圆弧与轮毂处缘应有最小间隙2.0mm 支架安装转向节平面时相邻周边应有最小间隙2.0mm12.4.2支架与摩擦片间隙支架,弹簧片,摩擦片组合,应有间隙,两侧共计: 0.20.5mm12.4.3支架与制动盘两侧的最小间隙,单边应0.50mm根据转向节,轴承,轮毂,制动盘,支架组件后,校核最小间隙(最小间隙是弹簧片侧面与制动盘平面间隙)12.4.4导向销孔内防尘罩与槽配合的压缩率校核12.4.5校核计算钳体安装在支架上的倾斜角度 即是按导向销,孔的间隙,极值(最大,最小)时的倾斜角度.12.5强度校核12.5.1钳体 钳体开档两侧圆弧底根部,按额定压力计算此两侧断面的变曲强度,应保证n3活塞孔圆周断面:按额定压力计算此断面的抗拉强度和安全系数n5活塞孔底部断面:按额定压力计算此断面的抗剪切强度,安全系数n512.5.2支架 侧面摩擦片传递制动时摩擦力矩的强度 应计算内侧摩擦