一种盘式制动器卡钳体制造技术

本实用新型专利技术涉及一种盘式制动器卡钳体，包括盘式制动器卡钳体本体，所述盘式制动器卡钳体本体由连接侧部、非连接侧部和将连接侧部及非连接侧部连为一体的二个对称设置的桥接件构成；所述桥接件的外侧面呈弧形面；所述非连接侧部的上端面为平面，下端面具有拱形结构，拱形结构的拱形面呈平滑过渡结构；非连接侧部的上端面设有连接耳环。本实用新型专利技术在控制成本不增加、保证安装尺寸及安全使用性能的前提下对卡钳体进行先进材料和结构优化相结合的方式实现零部件的轻量化设计。本实用新型专利技术能满足在动态制动载荷状态下要求水平的刚度且在满足其它设计和制造约束的情况下把所用的材料量减到了最少；不仅能保证使用所要求的强度，而且重量较轻。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及汽车零部件领域，尤其涉及一种盘式制动器卡钳体。
技术介绍
盘式制动器由于其热稳定性好、制动力矩平稳、制动块上压力分布均匀、噪声低等优点在汽车行业中得到了广泛应用。卡钳体是整个制动系统的重要部件之一，卡钳体不仅外部形状复杂，零件的形状精度、位置精度较高，而且其安全使用性能的好坏直接关系到汽车制动性能，关系到驾驶员和乘客的生命安全。因此，卡钳体的设计是汽车制动系统设计中一项非常重要的工作。我国汽车年产量超过2500万辆，其卡钳体年需求量保守估计在2000万件，市场潜力非常巨大。目前，卡钳体零件主要采用QT550-5材料制造，此零件结构繁琐复杂，壁厚厚大，直接造成零件整体质量过大。现有的盘式制动器卡钳体中，一般包括连接侧部、非连接侧部和桥连接部。为了保证卡钳体强度，桥连接部弧形面壁厚达到17mm，非连接侧部也采用较厚的壁厚，主要厚度为45mm，而为了减轻重量，在非连接侧部的上端面自下开有多个凹槽，同样在非连接侧部下端面自上开有多个凹槽，但尽管如此，卡钳体的重量仍然在20多公斤。此现状与国家2016年提出的汽车底盘类零部件轻量化要求不符。因此，对卡钳体进行轻量化设计很有必要，实现“产品的升级换代”和“产品结构的提升”。
技术实现思路
本技术所要解决的问题是提供一种盘式制动器卡钳体，这种盘式制动器卡钳体不仅能保证使用所要求的强度，而且重量较轻。本技术提供的技术方案是：一种盘式制动器卡钳体，包括盘式制动器卡钳体本体，所述盘式制动器卡钳体本体由连接侧部、非连接侧部和将连接侧部及非连接侧部连为一体的二个对称设置的桥接件构成；所述桥接件的外侧面呈弧形面；所述非连接侧部的上端面为平面，下端面具有拱形结构，拱形结构的拱形面呈平滑过渡结构；非连接侧部的上端面设有连接耳环。所述盘式制动器卡钳体本体为牌号DCQT900-8等温淬火球铁材质的盘式制动器卡钳体本体。所述桥接件的弧形面半径为220～231mm，桥接件的壁厚为11mm。桥接件与非连接侧部的连接处内拐角表面呈圆弧过渡结构，外拐角表面呈倒角过渡结构，以减小连接拐角处的应力集中。本技术由于采用上述技术方案，保证在控制成本不增加、保证安装尺寸及安全使用性能的前提下对卡钳体进行先进材料和结构优化相结合的方式实现零部件的轻量化设计。本技术能满足在动态制动载荷状态下要求水平的刚度且在满足其它设计和制造约束的情况下把所用的材料量减到了最少；不仅能保证使用所要求的强度，而且重量较轻。附图说明图1本技术的结构示意图。图2为本技术盘式制动器卡钳体本体的底部结构示意图。具体实施方式参照图1-图2，本技术包括盘式制动器卡钳体本体，所述盘式制动器卡钳体本体由连接侧部4、非连接侧部2和将连接侧部4及非连接侧部2连为一体的二个对称设置的桥接件1构成；所述桥接件1的外侧面呈弧形面；所述非连接侧部2的上端面为平面3，下端面7具有拱形结构5，拱形结构5的拱形面呈平滑过渡结构；非连接侧部2的上端面设有连接耳环6，连接耳环6作为固定摩擦片挡板用插销孔。所述盘式制动器卡钳体本体为牌号DCQT900-8等温淬火球铁材质的盘式制动器卡钳体本体。所述桥接件1的弧形面半径为220～231mm，桥接件1的壁厚为11mm。桥接件1与非连接侧部2的连接处内拐角表面呈圆弧过渡结构，外拐角表面增大倒角过渡，以减小连接拐角处的应力集中。本技术具有以下优点：（1）本技术采用先进材料（DCQT900-8）代替现有技术卡钳体QT550-5材料，材料使用性能大幅提高。两种材料性能对比表（表1）。表1两种材料性能对比（2）对现有技术卡钳体受力情况分析，结合有限元分析方法测算应力分布情况及σmax和σmin值，把钳体的应力代入SN曲线（应力—疲劳寿命曲线）和SMITH公式推算卡钳体疲劳使用寿命均大于2.0x106次，因为对制动器测试要求寿命2.0x105次循环后制动器没有发生破坏视为合格，由此可见钳体有大幅减重的空间，可在原基础上降低安全系数值，依然能保证卡钳体的使用性能和安全性能。（3）对原卡钳体的结构和壁厚进行优化，桥接件两侧弧形面壁厚由外侧面直接减薄6mm，即弧形面半径由237mm变为220～231mm。填平非连接侧部上端面处的凹槽，填平非连接侧部下端面处的凹槽，并把凹槽外侧的外边框和外截面部位直接删除，优化后非连接侧部主要壁厚由45mm变为29mm。优化后结构示意图见图1。（4）对卡钳体进行结构力学计算，在装配孔处约束X、Y、Z方向的位移，并在前后两个加载面上加载160000N的力。提取端面和弧形面圆角处应力，计算此两处的优化前后的最大、最小和平均安全系数，具体见表2。表2卡钳体优化前后安全系数对比表（5）优化结果显示，端面处应力平均安全系数4.94与原来的3.093明显提高。弧形面处平均安全系数由于拐角处的应力集中影响有一定的下降，更改优化区域的倒角和倒圆后使应力集中现象有所缓解达到优化要求。对优化后的钳体，推算卡钳体疲劳使用寿命均大于0.8x106次，钳体仍有很高的疲劳使用寿命。技术优点及意义（1）在控制成本不增加、保证安装尺寸及安全使用性能的前提下对卡钳体进行先进材料和结构优化相结合的方式实现零部件的轻量化设计，整体优化后，零部件重量为17.34kg，较优化前零部件重量（20.30kg）减轻了14.58%。（2）通过对原卡钳体受力情况分析，结合有限元分析方法测算应力分布情况及最大应力，根据名义应力法和SMITH法推算卡钳体疲劳使用寿命大于2.0x106次，因为国家对制动器测试要求寿命2.0x105次循环后制动器没有发生破坏视为合格，由此可见钳体有大幅轻量化的空间，可在原基础上降低安全系数，大幅减轻零部件重量，利于更好的节约能源。（3）优化后的钳体，卡钳体疲劳使用寿命均大于0.8x106次，钳体仍有很高的疲劳使用寿命。优化结构处安全系数与优化前相当，完全满足使用性能要求。（4）采用先进材料和结构优化保证了零部件的使用性能和安全性能要求，实现了底盘轻量化，提高汽车的动力利用率，减少燃料消耗，降低排气污染，从而实现节能环保功能。在驾驶方面，汽车轻量化后其加速性能也将得到提高，并在碰撞时由于惯性小，制动距离也将减少，增强了安全性能。如上所述，本技术通过对零部件使用工况分析和材料性能要求，卡钳体采用等温淬火球铁材质，牌号为DCQT900-8。然后对卡钳体进行优化更改，删除了非连接侧部的多余结构，减轻桥连接件部弧形面壁厚，弧形面半径由237mm变为220～231mm，壁厚由17mm变成11mm。整体优化后，零部件重量为17.34kg，较优化前零部件重量（20.30kg）减轻了14.58%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盘式制动器卡钳体，包括盘式制动器卡钳体本体，其特征在于：所述盘式制动器卡钳体本体由连接侧部、非连接侧部和将连接侧部及非连接侧部连为一体的二个对称设置的桥接件构成；所述桥接件的外侧面呈弧形面；所述非连接侧部的上端面为平面，下端面具有拱形结构，拱形结构的拱形面呈平滑过渡结构；非连接侧部的上端面设有连接耳环。

【技术特征摘要】
1.一种盘式制动器卡钳体，包括盘式制动器卡钳体本体，其特征在于：所述盘式制动器卡钳体本体由连接侧部、非连接侧部和将连接侧部及非连接侧部连为一体的二个对称设置的桥接件构成；所述桥接件的外侧面呈弧形面；所述非连接侧部的上端面为平面，下端面具有拱形结构，拱形结构的拱形面呈平滑过渡结构；非连接侧部的上端面设有连接耳环。2.根据权利要求1所述的盘式制动器卡钳体，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，李志华，文宏，
申请(专利权)人：湖北省机电研究设计院股份公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42