一种汽车刹车片基体的制备系统的制作方法

本技术涉及刹车片基体成型制备的领域，尤其是涉及一种汽车刹车片基体的制备系统。

背景技术：

1、盘式刹车片是现代汽车制动系统的关键组成部分之一，其性能的好坏直接影响着汽车行驶的安全性能。盘式刹车片的材质可以分为有机、半金属和陶瓷三种。有机盘式刹车片使用有机摩擦材料，如有机树脂、纤维和金属粉末等混合而成。这种摩擦材料具有较好的制动性能、低噪音和较好的耐磨损性能。另外有机盘式刹车片还可以通过添加化学合成纤维织物来提高其抗拉、抗冲击和抗弯强度，并且可以在刹车片中加入加强纤维网及钢筋以增加其强度。

2、现有的有机盘式刹车片制备工艺为了提高刹车片强度，常采用多层分压的方式进行刹车片基体成型加工。即将铺层料(如化纤网、加强纤维网、金属网、玻璃纤维网等)铺入模具内，加料机将有机摩擦材料和树脂结合剂撒在铺层料上并刮抹均匀，启动热压机进行热压成型形成第一层基体。再重复上述过程将铺层料铺入模具内与第一层基体贴覆，加料机再次撒入物料并进行抹平，最后再次热压机进行热压成型形成由多层基体组合而成的刹车片基体。这样制造出的刹车片通过采用铺层料加强刹车片基体结构稳定性和耐用性，并且通过将有机摩擦材料层上下叠放，并在有机摩擦材料层之间设置玻璃纤维网片或网布，可以有效地分散和传递压力，从而减少有机摩擦材料层之间的直接接触和摩擦，避免有机摩擦材料层因局部过热而损坏。但是采用多层分压的方式，由于进行了多次热压且每次热压均要考虑上次热压的影响，导致固化温度曲线操控难度大，高温区时间过长会导致树脂的过固化，而温度不够以及温度控制差则容易出现分层、夹杂、脱粘、孔隙等制造缺陷。另外在多层增材热压接合过程中还容易出现晶界迁移问题导致键合界面变得曲折，进而影响刹车片的结构稳定性和使用性能。而若采用先多层铺料再一次热压成型的方式制备刹车片基体，则又容易因料层过厚导致刹车片结构较为松散的问题发生。因此如何在简化刹车片制备流程的基础上，提高刹车片质量是一个待解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本技术提供一种汽车刹车片基体的制备系统。

2、第一方面，本技术提供一种汽车刹车片基体的制备系统，采用如下的技术方案：

3、一种汽车刹车片基体的制备系统，包括用于对原料进行混合的混料机、用于对原料进行成型加工的成型模块、用于对成型后的刹车片基体进行硬化的硬化炉和制备控制器；所述混料机、成型模块和硬化炉均与制备控制器通信连接，所述制备控制器根据生产计划控制混料机、成型模块以及硬化炉进行刹车片基体的制备；

4、所述成型模块包括环形输送机以及沿环形输送机依次设置的多组用于铺层以及下料的铺料组件、用于热压加工的热压成型机、用于冷压加工的冷压成型机和取料组件，所述取料组件跨设在环形输送机上方且一端位于冷压成型机前端，另一端位于冷压成型机后端；所述环形输送机包括输送机架和环形承载板，所述环形承载板上输送有多组刹车片成型模具，所述热压成型机包括热压机架、热压冲头、热压动板和热压底座，所述热压动板与热压冲头固定连接，所述热压底座位于热压动板下方且顶部与环形承载板抵接，用于对环形承载板以及刹车片成型模具进行加热。

5、优选的，所述输送机架上沿环形承载板设置有四组推模部件，四组所述推模部件均包括呈水平设置的推料气缸和推料冲头，且相邻的所述推料气缸的伸缩方向相互垂直；所述推料气缸的输出端与推料冲头连接，所述推料冲头包括加强柱和套设在加强柱上的弹性缓冲套。

6、优选的，所述刹车片成型模具包括保护套环和模具本体，所述保护套环套设在模具本体外围，所述模具本体开设有成型腔，所述成型腔中部沿竖直方向设置有导向柱，所述导向柱穿设有下模和上模，所述下模和上模均滑动设置在成型腔内。

7、优选的，所述下模顶部沿导向柱周向设置有截面呈等腰梯形的导向圆台。

8、优选的，所述取料组件包括跨设在输送机架上方的取料框架和用于收取成型后的刹车片基体的收料平台，所述取料框架上沿水平方向设置有x轴直线导轨，所述x轴直线导轨的滑块连接有同步取料横板，所述同步取料横板靠近热压成型机的一端设置有取模气缸，所述取模气缸沿竖直方向设置且输出端连接有用于吸取上模的模具吸盘；所述同步取料横板靠近冷压成型机的一端设置有取料气缸，所述取料气缸沿竖直方向设置且输出端连接有用于吸取刹车片基体的刹车片吸嘴。

9、优选的，所述模具本体底部开设有多个驱动孔，所述环形承载板底部设置有用于顶起下模的顶起气缸，所述顶起气缸的输出端在取模气缸取走成型腔内上模后插入驱动孔内顶起下模。

10、优选的，所述铺料组件包括沿环形输送机模具输送方向依次设置的用于向下模内铺设加强网的铺网部件、用于向下模内定量投放物料的放料机和用于将下模内物料抹平的抹平部件，所述抹平部件包括沿竖直方向依次设置在输送机架上方的抹平气缸和设置在输送机架底部的驱动平台，所述抹平气缸的输出端连接有用于抹平物料的抹平刮刀，所述驱动平台包括电动旋转平台和安装在电动旋转平台输出端的联合气缸，所述联合气缸的伸缩端连接有用于插入多个驱动孔内的联合插头。

11、优选的，所述制备控制器根据生产计划控制混料机、成型模块以及硬化炉进行刹车片基体的制备具体包括以下步骤：

12、所述制备控制器获取生产计划生成生产需求，所述生产需求包括性能需求、尺存需求和数量需求，所述性能需求包括粒度需求、有机摩擦材料种类需求、硬度需求、韧性需求、自锐性需求、导热性需求、导电性需求、耐磨性需求和磨削性需求中的一种或多种；

13、根据生产需求通过预设置的数据匹配模型匹配生成基体制备方案，所述数据匹配模型为机器学习模型通过历史数据训练得到，所述基体制备方案包括刹车片成型模具、基体配方、制备控制参数以及制备流程信息；

14、根据基体制备方案生成调度指令，工作人员根据调度指令将原料以及刹车片成型模具分别输送至混料机和成型模块处；

15、所述制备控制器将制备控制参数下发至混料机、成型模块以及硬化炉处，进行参数设置；

16、根据制备流程信息生成制备指令，控制混料机对原料进行均匀混料，再控制成型模块对原料进行成型加工制得刹车片基体初料，最后控制硬化炉对刹车片基体初料进行硬化处理制得所需的刹车片基体。

17、优选的，所述根据制备流程信息生成制备指令控制成型模块对原料进行成型加工制得刹车片基体初料具体包括以下步骤：

18、根据制备流程信息生成制备指令，根据制备指令控制环形输送机将下模依次输送至多组铺料组件处，控制多组铺料组件将各种原料和加强网铺入下模内；

19、根据制备指令控制取料组件将完成成型加工的刹车片成型模具的上模取出安装在铺有原料和加强网的下模上；

20、根据制备指令控制控制环形输送机将合模后的刹车片成型模具输送至热压成型机处，控制热压成型机对刹车片成型模具内原料进行热压固化，形成刹车片基体成型料；

21、根据制备指令控制控制环形输送机将热压成型后的刹车片基体成型料输送至冷压成型机处，控制冷压成型机对刹车片成型模具内的刹车片基体成型料进行冷压致密加工制得刹车片基体初料；

22、根据制备指令控制取料组件将装有刹车片基体初料的刹车片成型模具的上模取下盖合在前道工序铺有原料和加强网的下模上，并控制取料组件将刹车片基体初料从下模中取出。

23、优选的，所述根据生产需求通过预设置的数据匹配模型匹配生成基体制备方案具体包括以下步骤：

24、根据生产需求通过预设置的数据匹配模型匹配生成若干个备选制备方案；

25、根据各个备选制备方案的制备流程信息绘制热压成型时的热压温控变换曲线，通过预设置的方案评分计算公式计算各个备选制备方案的方案评分，所述预设置的方案评分计算公式具体为：

26、

27、其中，c为预设置的标准原料成本参考值，b为备选制备方案的原料成本；n为刹车片基体性能需求总项数，qi为备选制备方案产生的工件对应性能需求中第i性能需求项的性能值，pi刹车片基体第i个性能需求项的性能需求值；t为备选制备方案进行成型加工时热压加工时长，wt为备选制备方案进行热压加工的变温操作时长，wmax为备选制备方案进行热压加工的最高加工温度，wmin为备选制备方案进行热压加工的最低加工温度，w为为备选制备方案进行热压加工时单位时长平均变温值，t为预设置的成型加工时热压加工推荐时长；x1为成本评分系数，x2为性能评分系数，x3为热压加工难度评分系数，且x1、x2、x3均由管理人员设置；

28、基于方案评分对各个备选制备方案进行排序，选取方案评分最高的备选制备方案作为基体制备方案。

29、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

30、1.通过成型模块的设置，通过多组辅料组件将所需原料以及加强网依次铺入刹车片成型模具内，取代以往一层加强网一层一次热压的多层分压方式，将原料有序一次性铺入刹车片成型模具内，再通过热压成型机热压成型制得刹车片基体成型料，能够有效简化基体成型流程并降低固化温度曲线操控难度，避免出现刹车片由于多次热压导致树脂的过固化以及晶界迁移导致键合界面变得曲折的问题，有助于提高刹车片的结构稳定性和使用性能；在完成热压成型后，环形输送机将刹车片成型模具输送至冷压成型机处进行冷压加工，制得结构致密稳定的刹车片基体初料，有助于提高刹车片基体的密度以及强度，实现精确控制刹车片基体尺寸，达到有效提高刹车片基体制备效率以及制备质量的效果；

31、2.通过导向圆台的设置，能够通过自身斜面对刹车片基体上各个加强网基于内口径差异进行分层固定，确保加强网能够稳定保持下模中的位置，便于加强网成型后的刹车片基体有效地分散和传递压力，从而减少有机摩擦材料层之间的直接接触和摩擦，避免有机摩擦材料层因局部过热而损坏，进一步提高刹车片成型质量；另外通过导向圆台的设置，能够有效缩减刹车片基体中心无效部位用料量，节约刹车片生产成本；

32、3.通过热压成型机对刹车片成型模具内多层原料进行一次热压成型，大大降低了热压过程中树脂固化温度曲线操控难度，避免出现刹车片由于多次热压导致树脂的过固化以及晶界迁移导致键合界面变得曲折的问题，同时热压底座对其抵接的环形承载板以及刹车片成型模具进行辅助加热，在有效通过热压成型效率的基础上，热压底座对环形承载板同步进行加热，能够传递至热压成型机进出口两侧的刹车片成型模具上，实现刹车片保温和原料预热，便于后续冷压工作顺利进行，避免因外界气候因素导致刹车片急冷出现裂纹的现象，达到有效提高刹车片成型质量的效果；

33、4.针对的数据匹配模型匹配生成的多个备选制备方案，从原料成本、成品性能以及热压成型过程中热压固化温控难度等方面对各个备选制备方案进行评分，在保证产品成本以及性能的基础上，优先选取变温操作时间短、变温操作幅度小的备选制备方案作为基体制备方案，降低热压温控难度，有助提高产品质量稳定性，提高良品率。

技术特征：

1.一种汽车刹车片基体的制备系统，其特征在于，包括用于对原料进行混合的混料机(1)、用于对原料进行成型加工的成型模块(2)、用于对成型后的刹车片基体进行硬化的硬化炉(3)和制备控制器(4)；所述混料机(1)、成型模块(2)和硬化炉(3)均与制备控制器(4)通信连接，所述制备控制器(4)根据生产计划控制混料机(1)、成型模块(2)以及硬化炉(3)进行刹车片基体的制备；

2.根据权利要求1所述的一种汽车刹车片基体的制备系统，其特征在于：所述输送机架(51)上沿环形承载板(52)设置有四组推模部件(54)，四组所述推模部件(54)均包括呈水平设置的推料气缸(541)和推料冲头(542)，且相邻的所述推料气缸(541)的伸缩方向相互垂直；所述推料气缸(541)的输出端与推料冲头(542)连接，所述推料冲头(542)包括加强柱(543)和套设在加强柱(543)上的弹性缓冲套(544)。

3.根据权利要求1所述的一种汽车刹车片基体的制备系统，其特征在于：所述刹车片成型模具(53)包括保护套环(531)和模具本体(532)，所述保护套环(531)套设在模具本体(532)外围，所述模具本体(532)开设有成型腔(533)，所述成型腔(533)中部沿竖直方向设置有导向柱(534)，所述导向柱(534)穿设有下模(535)和上模(536)，所述下模(535)和上模(536)均滑动设置在成型腔(533)内。

4.根据权利要求3所述的一种汽车刹车片基体的制备系统，其特征在于：所述下模(535)顶部沿导向柱(534)周向设置有截面呈等腰梯形的导向圆台(537)。

5.根据权利要求3所述的一种汽车刹车片基体的制备系统，其特征在于：所述取料组件(9)包括跨设在输送机架(51)上方的取料框架(91)和用于收取成型后的刹车片基体的收料平台(92)，所述取料框架(91)上沿水平方向设置有x轴直线导轨(911)，所述x轴直线导轨(911)的滑块连接有同步取料横板(912)，所述同步取料横板(912)靠近热压成型机(7)的一端设置有取模气缸(913)，所述取模气缸(913)沿竖直方向设置且输出端连接有用于吸取上模(536)的模具吸盘(914)；所述同步取料横板(912)靠近冷压成型机(8)的一端设置有取料气缸(915)，所述取料气缸(915)沿竖直方向设置且输出端连接有用于吸取刹车片基体的刹车片吸嘴(916)。

6.根据权利要求5所述的一种汽车刹车片基体的制备系统，其特征在于：所述模具本体(532)底部开设有多个驱动孔(538)，所述环形承载板(52)底部设置有用于顶起下模(535)的顶起气缸(521)，所述顶起气缸(521)的输出端在取模气缸(913)取走成型腔(533)内上模(536)后插入驱动孔(538)内顶起下模(535)。

7.根据权利要求6所述的一种汽车刹车片基体的制备系统，其特征在于：所述铺料组件(6)包括沿环形输送机(5)模具输送方向依次设置的用于向下模(535)内铺设加强网的铺网部件(61)、用于向下模(535)内定量投放物料的放料机(62)和用于将下模(535)内物料抹平的抹平部件(63)，所述抹平部件(63)包括沿竖直方向依次设置在输送机架(51)上方的抹平气缸(631)和设置在输送机架(51)底部的驱动平台(632)，所述抹平气缸(631)的输出端连接有用于抹平物料的抹平刮刀(633)，所述驱动平台(632)包括电动旋转平台(634)和安装在电动旋转平台(634)输出端的联合气缸(635)，所述联合气缸(635)的伸缩端连接有用于插入多个驱动孔(538)内的联合插头(636)。

8.根据权利要求3所述的一种汽车刹车片基体的制备系统，其特征在于，所述制备控制器根据生产计划控制混料机、成型模块以及硬化炉进行刹车片基体的制备具体包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种汽车刹车片基体的制备系统，其特征在于，所述根据制备流程信息生成制备指令控制成型模块对原料进行成型加工制得刹车片基体初料具体包括以下步骤：

10.根据权利要求8所述的一种汽车刹车片基体的制备系统，其特征在于，所述根据生产需求通过预设置的数据匹配模型匹配生成基体制备方案具体包括以下步骤：

技术总结
本申请涉及一种汽车刹车片基体的制备系统，其包括用于对原料进行混合的混料机、用于对原料进行成型加工的成型模块、用于对成型后的刹车片基体进行硬化的硬化炉和制备控制器；所述成型模块包括环形输送机以及沿环形输送机依次设置的多组用于铺层以及下料的铺料组件、用于热压加工的热压成型机、用于冷压加工的冷压成型机和取料组件，所述环形输送机包括机架和环形承载板，所述环形承载板上输送有多组刹车片成型模具，所述热压成型机包括热压机架、热压冲头、热压动板和热压底座，所述热压动板与热压冲头固定连接，所述热压底座位于热压动板下方且顶部与环形承载板抵接。本申请具有有效提高刹车片基体制备效率以及制备质量的效果。

技术研发人员：沈安居,谭志海,蒋辉秋
受保护的技术使用者：苏州骏创汽车科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23