制动器是车辆制动系统的核心部件,其作用是产生制动力以阻碍车辆运动或运动趋势,可分为鼓式和盘式两种类型。制动鼓作为鼓式制动器的摩擦偶件,除强度和刚性严格要求外还应有高而稳定的摩擦系数及适当的耐磨性、耐热性、散热性和热容量等,其可靠性直接影响车辆的行驶安全。传统整体铸造方法所生产的重型汽车制动鼓受限于产品设计、工艺条件等质量亟待改进;近年来应用复合技术生产的新型制动鼓因自重轻、抗变形及高寿命的优异效果而受到市场热捧。本文对采用“旋压成型与离心浇铸”复合成型方法生产重型汽车双金属制动鼓进行了研究,主要开展了以下工作:第一,对比国内外汽车制动鼓的发展状况,通过对鼓式制动器工作原理、制动鼓工作条件及其失效形式进行分析,总结了制动鼓发展的研究概况和关键技术,提出了重型汽车制动鼓采用“旋压成型与离心浇注”复合成型的设计方案。第二,对复合双金属制动鼓的外壳利用低碳钢板旋压成型进行阐述,确定B380CL材质作为复合成型制动鼓的外壳材料,完成了旋压设备的选型、工艺参数的设计,达到制动鼓外壳异形截面及轻量化设计的目标,为下一步离心浇铸作为型腔打好基础。第三,对复合双金属制动鼓的灰铸铁基体开展微合金成分调整及优化,设计自动离心浇铸系统。将优质低碳钢作为外壳旋压成型,并以此为型腔将成分微合金化的灰铸铁水进行离心浇铸,通过化学扩散及融合,生产出复合结构的新型制动鼓。第四,对复合双金属制动鼓设置边界条件开展了有限元分析,得出结论:复合双金属制动鼓的最大许用应力及疲劳强度均显著优于传统灰铸铁制动鼓,但变形相对较大。考虑到变形对制动鼓的动平衡量的影响较大,开展了新型制动鼓的工装、刀具优化,改进动平衡的控制方法,最终实现稳定的批量生产能力。最终结果表明,“旋压成型与离心浇铸”复合成型的双金属制动鼓实现了产品设计改进的预期目标,产品自重更轻,工作条件改善,温升及热裂得到有效控制,综合性能良好,具有明显的经济和社会效益。本文的研究工作对国内重型汽车新型制动鼓复合成型技术的发展提供了一定的参考价值。