毕业设计（论文）拉深模具设计.doc

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1、中文题目：拉深模具设计外文题目：DRAWING DIE DESIGN毕业设计（论文）共 页（其中：外文文献及译文 页） 图纸共 张 完成日期 年 月 答辩日期 年 月 目录前言11 概述21.1 国内外模具发展状况及前景21.1.1 国内模具工业发展状况及前景21.1.2 国外模具工业发展状况及前景31.2 我国模具行业存在问题和与国外的主要差距41.3 模具与模具的功用51.4 模具的类型51.5 本章小结62 圆筒形件的工艺分析72.1 零件的初步选择72.2 拉深变形特点及分析72.2.1 圆筒形件拉深特点82.2.2 拉深过程中毛坯各部分的料厚变化82.2.3 拉深件的修边余量82.3

2、 毛坯尺寸计算92.3.1 毛坯尺寸计算理论依据92.3.2 圆筒形件毛坯尺寸计算92.4 确定是否用压边圈112.5 确定拉深系数122.5.1 拉深系数的定义122.6 拉深次数的确定及工序尺寸计算132.6.1 判断能否一次拉出132.6.2 计算拉深次数132.6.3 无凸缘筒形件工序尺寸确定142.7 本章小结163 拉深模具总体设计173.1 拉深模的结构选择173.2 拉深模具分类173.2.1 无压边装置的首次拉深模173.2.2 有压边装置的首次拉深模183.2.3 以后各次拉深模183.3 压边装置的选择193.3.1 压边装置的类型193.4 圆筒形件压边装置的选择213

3、.5 拉深模工作部分结构参数的确定213.5.1 凸、凹模结构及形式223.5.2 凸、凹模结构及形式选择223.5.3 拉深凸、凹模的圆角半径及间隙233.5.4 拉深凸、凹模的尺寸及公差273.6 压边力、压边圈尺寸及拉深力计算293.6.1 圆筒形件压边力计算293.6.2 圆筒形件压边圈尺寸计算313.6.3 拉深力计算323.6.4 卸料力计算333.7 排样方式的确定及计算333.7.1 材料利用率333.7.2 排样方式确定343.7.3 排样计算353.8 压力中心计算及压力机的选择353.8.1 压力中心计算353.8.2 压力机选择353.9 本章小结364 模具主要的零件

4、及结构选择374.1 模具材料选择374.2 模架的选择374.3 凸模、凹模及凸模固定板的确定384.3.1 凸模尺寸确定384.3.2 凹模尺寸确定384.3.3 凸模固定板384.4 凸、凹模强度校核394.5 其他零部件的确定394.5.1 固定挡料销选择394.5.2 卸料部件设计394.5.3 弹性装置的设计404.6 模具闭合高度的确定404.7 圆筒模具的安装与调试404.7.1 拉深模的安装要求404.7.2 拉深模的安装414.7.3 深圆筒模具的调试424.7.4 进料阻力的调整424.7.5 拉深深度及间隙调整424.7.6 调整方法434.8 本章小结445 技术经济

5、分析456 结论46致谢47参考文献48附录A 50附录 57前言目前，随着科学技术的发展，模具行业的生产性服务业发展迅速，模具标准件、软件、材料供应等服务模式更为人性化，为企业一揽子解决问题的服务模式开始出现，这无疑对模具行业的发展有着很大的推动作用。现代模具制造业属于技术密集型和资金密集型产业。模具成形零件以其高效、高速、优质、低耗的特点，确定了它在制造业中独特的地位。随着产品更新换代速度的加快，新产品不断涌现，新技术日新月异，模具的使用范围已越来越广，对模具的要求也越来越高了。模具是制造业的重要基础工艺装备。模具在制造业产品生产、研发和创新中所具有的重要地位，使得模具制造能力和技术水平的

6、高低已成为衡量国家制造业水平和创新能力的重要标志。近20多年来，我国的模具产业高速发展，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，涌现了一批具有竞争力的模具制造企业。但是模具工业的总体水平依然落后于国际先进水平很多年，模具产出依然不能满足模具市场需求，整个国产模具对市场的满足率不到80。尤其是模具技术含量高的中高档模具，其满足率还不到60，为了满足国内市场的需求，中国每年不得不大量进口模具，每年国内进出口模具贸易逆差达到10亿美元，虽然我国模具总量目前已达到相当规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。受全球金融危机的影响，与去年相比，预计中国模具行

7、业今年全国总销售额只能增长5%到10%，增幅回落将超过10%。在这次全球金融危机所带来的经济发展滞缓之中，对中国模具工业运行情况的基本估计是：模具生产企业基本未受到影响或影响尚未显现的约占20%，已受到影响和影响已经很大的企业约占40%。被调查的企业普遍认为2009年情况会比今年更差，发展速度将进一步减缓，总体还是比较乐观。但全行业的运行发展情况要差于被调查企业的情况，但是随着模具行业加快结构调，国内中低端模具企业品牌经营与可持续发展，虽然2008年金融危机席卷全球，中国模具工业积极突围，中国机械、家电、汽车电子及IT电子信息产业等模具用户需求进一步拉动，国际采购商到中国采购的比例逐年增大，中

8、国模具行业产需两旺，持续快速运行，模具网CEO、我们坚信2009年中国模具业仍将阳光灿烂。 1 概述1.1 国内外模具发展状况及前景1.1.1 国内模具工业发展状况及前景近些年来，中国模具工业有了突飞猛进的发展一是已进入模具生产大国之列，但还不是模具强国进入新世纪以来，我国模具销售额以年平均20%左右的速度增长，2006年模具销售额达到720亿元人民币，居日本、美国之后第三位；模具出口突破了10亿美元。我国模具生产厂、点达到了约3万家，从业人员近100万人。这些都说明我国模具工业有了相当的规模。但是，我国现在每年还要从境外进口20多亿美元的模具，这些大都是国内尚不能生产的高中档模具。国内中高档

9、模具的自配率只占50%左右；大型、精密、复杂、长寿命等技术含量较高的模具只占到模具总量的30%左右。我国模具行业全员劳动生产率还较低，平均只有15万元 /人年左右；我国模具商品化率还只有50%多（发达国家达70%以上）；模具标准件使用覆盖率也较低，只有50%左右；模具生产专业化水平还较低。这些都说明我国的模具工业还不够强大，我国还不是模具强国。二是模具产品水平有了很大提高，但差距还很大。近些年来，中国模具的设计和制造水平有了很大提高，CAD/CAE/CAM等计算机辅助技术、高速加工技术、热流道技术、气辅技术、逆向工程等新技术得到广泛应用。现在，中国已能生产精度达到2微米的多工位级进模，寿命可达

10、3亿冲次以上。个别企业生产的多工位级进模已可在2000次/分的高速冲床上使用，精度可达1微米。在大型塑料模具方面，中国已能生产43英寸大屏幕彩电和65英寸背投式电视的塑壳模具、10公斤大容量洗衣机全套塑料件模具以及汽车保险杠、整体仪表板等塑料模具等。在精密塑料模具方面，中国已能生产照相机和手机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及精度达5微米的7800腔塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模、汽车后桥齿轮箱压铸模以及汽车发动机壳体的铸造模具等。在汽车覆盖件模具方面，国内已能生产中档新型轿车的覆盖件模具。午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出成形模、精铸或树脂

11、快速成形拉延模等，也已达到相当高的水平，制造出来的模具可与进口模具媲美。我国生产的最大模具单套重量已超过100吨。但是，我国模具的制造从总体上看，产品还只是以中低档为主，中高档模具很多还要依赖进口；企业虽然重视推广应用新技术，但这些新技术应用的水平还不够高。我国模具产品水平总体上与发达国家相差有1015年的差距。三是模具骨干企业队伍已经形成，但还不够壮大。经过十多年的快速发展，我国模具企业骨干队伍已经形成。它们一般都有较好的生产装备，生产都达到了一定的规模，技术水平较高，产品水平也达到了一定的高度，而且产品有了自己的特点。在各个模具行业骨干企业队伍中也涌现出了本行业的龙头企业。2006年中国模

12、具工业协会对各行业的50家模具企业授予第一批“重点骨干模具企业”称号。中国模具骨干企业队伍目前还在成长之中，各方面都有待进一步提高，技术待进步，管理待加强，产品有待更加适应市场的需求。这就是我国模具工业发展的简要状况。 当前，我国制造业的快速发展，特别是受汽车制造业发展的拉动，国内模具市场不断扩大；跨国集团到我国进行模具国际采购不断增加，而且国际上将模具制造逐渐向我国转移的趋势十分明显。由此展望未来，中国模具工业将会有一个持续快速发展的机遇期。我们要很好地把握住这个机遇期，使我国模具工业有一个很大的提高。面对这种形势，中国模具行业当前的任务是：推进改革，调整结构，开拓市场，苦练内功，提升水平，

13、上新台阶。企业不但要做大，更要做强，产品生产要更专、更精，企业管理要更加有效率。数字化、信息化是装备制造业现代化的必由之路，也是现代模具制造业实现升级、提高的重要途径。模具企业在自身发展的过程中已经逐渐体会到企业实现数字化、信息化制造的必要性、重要性和紧迫性。现在，在模具行业中正在形成新一轮的企业信息化、数字化改造的热潮。2008年行业进步明显，主要表现在：重点骨干企业队伍的进一步扩大，实力增强；企业信息化建设和技术创新取得了新的成绩，以信息化为主要内容的技术改造热潮正在进一步形成；模具技术专利、“精模奖”获奖数量和国家级新产品推荐的模具数量都比往年有所增加，水平有所提高；许多高水平模具和模具

14、标准产品都填补了国内空白替代了进口产品，有许多已达到或接近了国际先进水平等。当然有全球经济危机影响，从2008年四季度开始，模具行业生产销售开始严重下滑。由于前三季度基本正常，全年模具销售额仍会有近%10的增长率。1.1.2 国外模具工业发展状况及前景现今随着模具技术发展日趋完善模具行业竞争也日益激烈，例如：日本模具产能占全球的40%，居世界第一每年向国外出口大量模具，但随着市场竞争的激烈程度日本模具也在努力降低成本。模具行业是人力成本较高的行业，日本的人力成本是中国及东南亚地区的几十倍，而人力成本中有70%以上是非核心技术人员。因此，现在日本模具工业正逐渐将技术含量不高的模具转向人力成本低的

15、地区生产，只有本国生产技术含量较高的产品。其次是日本使用模具主要企业有加快向国外转移的趋势，这使日本本国模具使用量减少。随着模具工业全球化布局的发展，模具行业在美国工业总产值中所占的比重呈现出不断下降态势，但是美国模具在全球模具的高端产品仍占据着重要地位。德国是世界上主要制造大国之一，在模具制造方面具有领先技术。德国拥有世界领先的汽车、船舶等制造技术，受上游行业需求影响，德国模具在世界上具有较重的地位。由于德国将技术含量较高的制造业作为其立国之本，预计未来德国不会放弃模具制造领域，相反会加强技术含量较高的模具的研究和开发。1.2 我国模具行业存在问题和与国外的主要差距虽然我国模具总量目前已达到

16、相当规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。当前存在的问题和差距主要表现在以下几方面1）总量供不应求。 国内模具自配率只有70%左右。其中低档模具供过于求，中高档模具自配率只有50%左右。2）企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构均不合理。我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达60%左右，而国外模具超过70%属商品模具。专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专”、“小而精”。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上。2004年，模具进出口之比为

17、3.7?1，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具净进口量最大的国家。3）模具产品水平大大低于国际水平，生产周期却高于国际水平产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命及结构等方面。4）开发能力较差，经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是1520万美元，有的高达2530万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。造成上述差距的原因很多，除了历史上模具作为产品长期未得到应有的重视，以及多数国有企

18、业机制不能适应市场经济之外，还有下列几个原因：1）国家对模具工业的政策支持力度还不够。虽然国家已经明确颁布了模具行业的产业政策，但配套政策少，执行力度弱。目前享受模具产品增值税的企业全国只有185家，大多数企业仍旧税负过重。模具企业进行技术改造引进设备要缴纳相当数量的税金，影响技术进步，而且民营企业贷款十分困难。2）人才严重不足，科研开发及技术攻关投入太少。模具行业是技术、资金、劳动密集的产业，随着时代的进步和技术的发展，掌握并且熟练运用新技术的人才异常短缺，高级模具钳工及企业管理人才也非常紧张。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关重视不够，科研单位和大专院校的眼睛盯着创收，导致模具行业

19、在科研开发和技术攻关方面投入太少，致使模具技术发展步伐不大，进展不快。3）工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低。近年来我国机床行业进步较快，已能提供比较成套的高精度加工设备，但与国外装备相比，仍有较大差距。虽然国内许多企业已引进许多国外先进设备，但总体的装备水平比国外许多企业低很多。由于体制和资金等方面的原因，引进设备不配套，设备与附件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较妥善的解决。4）专业化、标准化、商品化程度低，协作能力差。由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，模具专业化水平低，专业分工不细致，商品化程度低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占40?左右，其余为自产自用。

20、模具企业之间协作不畅，难以完成较大规模的模具成套任务。模具标准化水平低，模具标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响。1.3 模具与模具的功用在工业生产中，用各种压力成形机械（如压力机、塑料注射机、压铸机等）和装在其上的专用成形工具，通过压力把金属或非金属材料制成所需形状的零件或制品，这种专用成形工具统称为模具。模具是由机械零件构成，它与相应的压力成形机械配合，具有直接改变金属或非金属材料的形状、尺寸、相应位置和性质，使之成形为合格制品或半成品零件。它是一种高效率的工艺装备。在工业生产中，用模具进行各种材料的成形，可实现高速的大量生产，并能在大量生产条件下稳定地保证制件的质量。同时，具有

21、节约原材料、制件成本低廉等一系列优点。因此，在现代工业生产中，模具的应用日益广泛，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。模具工业的水平和发展状况已被认为是衡量一个国家工业水平的重要标志之一。1.4 模具的类型模具是制造业的重要基础工艺装备。模具品种繁多，按其材料在模具内成形的特点，可分为：冷冲模具和型腔模具。冷冲模具包括：冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模、冷挤压模、精冲模。型腔模具包括：锻模、合金压铸模、塑料模、陶瓷模、橡胶模、粉末冶金模、玻璃成形模。其中冲压模具、塑料模具、铸造模具、锻压模具、橡胶模具、粉末冶金模具、拉丝模具、无机材料成形模具等是最主要的八大类，用于制造业中的几乎所有产品

22、的生产。1.5 本章小结本章主要介绍了国内、国外模具发展现状和未来发展趋势，同时也强调指出了国内模具行业和国外模具行业的差距，希望引起广大群众的注意，争取努力发展本民族行业为国家为人民生活创造更为优越的条件，以弥补我们发展中国家与发达国家的差距。另外，模具关系到各行各业各种产品，可以说在机械、电子、轻工、通讯、交通、军工，建材等部门如果没有模具就很难生产和开发产品。现代模具业已成为技术密集型和资金密集型的产业，它与高新技术已成为相互依托的关系，一方面模具直接为高新技术产业化服务的不可缺少的装备，另一方面模具本身又大量采用高新技术，因此模具制造已成为高新技术产业的重要组成部分。通过模具成形零件的

23、快速、优质、低耗、环保体现了国家可持续发展的战略和科学发展观。2 圆筒形件的工艺分析2.1 零件的初步选择本次设计拉深零件属于圆筒形零件，需要多次拉深，材料的机械性能对拉深系数的影响是很基本的，材料的性能好（即、大），且屈强比小（即），则m可小些，对于拉深件，一般选用含碳量很低的05、08、10号深拉深钢板或性好的铝、铜等有色金属，所以本零件材料选取为08钢，厚度为2mm，作为拉深材料。零件为圆筒件，初步认定选用简单拉深模对其进行加工。拉深零件图如图2-1所示： 图2-1零件图Figure 2-1 Parts此工件只有拉深一个工序.工件形状简单,并且工件为无凸缘圆筒件,要求内形尺寸,拉深时厚度

24、不变,因此工件能满足落料拉深要求。工件的底部内圆角半径r=4mmt,满足再次拉深圆角半径要求.尺寸80mm为IT9IT10级,也满足拉深工序对工件的公差等级要求。2.2 拉深变形特点及分析拉深是利用拉深模将一定形状的平板或毛坯制成各种形状的开口空心零件的冲压工序。拉深又叫做拉延、压延。用拉深工艺可以制成桶形、矩形、锥形、阶梯形、球面形和其他不规则形状的薄壁零件。用拉深工艺制造薄壁空心件，生产效率高，零件的精度、强度和刚度也高，并且材料消耗少。因此，电子、电器、仪表、汽车、飞机、兵器以及日用等工业生产中，拉深工艺占有相当重要的地位。拉深工艺可以分为不变薄拉深和变薄拉深两种。后者在拉深后零件的壁部

25、厚度与毛坯厚度相比，明显地变薄，零件的特点是底部厚，壁部薄（如弹壳、高压锅）。2.2.1 圆筒形件拉深特点拉深时材料各部分厚度都发生变化,而且变化是不均匀的. 凸缘外边缘材料厚度变化最大,拉深件成形后,拉深件的坯口材料最厚,往里逐渐减薄,而材料底部由于磨擦作用(拉深凸模与底部材料间)阻止材料的伸长变形而使底部材料变薄较小,而底部圆角部分材料拉深中始终受凸模圆角的顶力及弯曲作用,在整个拉深中一直受到拉应力作用,造成此处变薄最大。拉深过程中,圆筒侧壁起到传递凸模拉力给凸缘的作用,当传力区的径向拉应力超出材料极限,便出现拉破现象.圆筒形件是最典型的拉深件，对其拉深过程进行分析可知凸缘变形区的“起皱”

26、和筒壁传力区的“拉裂”是拉深工艺能否顺利进行的主要缺陷。为此，必须了解起皱和拉裂的原因，在拉深工艺和拉深模具设计等方面采取适当的措施，保证拉深工艺的顺利进行，提高拉深件质量。2.2.2 拉深过程中毛坯各部分的料厚变化圆筒形件拉深时压边圈先把中板毛坯压紧，凸模下行，强迫位于压边圈下的材料（凸缘部分）产生塑性变形而流入凸凹模间隙形成圆筒侧壁。原间格相等的同心圆成了长度相等，间距增大的圆周线，越接近筒口，间距增大。凸缘材料发生径向伸长变形和切向压缩变形。拉深材料的变形主要发生在凸缘部分，拉深变形的过程实质上是凸缘处的材料在径向拉应力和切向压应力的作用下产生塑性变形，凸缘不断收缩而转化为筒壁的过程，这

27、种变形程度在凸缘的最外缘为最大。拉深中厚度变薄主要集中于底部圆角部分及圆筒侧壁部分,我们把这一变薄最严重的部位称作危险断面。2.2.3 拉深件的修边余量拉深时，由于工件尺寸的不对称，材料性能的方向性，模具间隙的不均匀以及压边力及润滑条件的不一致，都可能使拉深的顶端或外缘不平齐、不规则，这就需要进行修边。因此，在计算毛坯尺寸时，应将修边余量h增加到制件相关部位上。修边余量的数值与拉深的几何形状、制件的相对高度、凸缘的相对直径等因素有关。各类在制件的修边余量h可查参考文献4（表 5-2）确定。表5-2 圆筒件拉深的修边余量Table 5-2 of the drawing cylinder edge

28、 margin零件高度h/mm 修边余量h/mm 零件高度h/mm 修边余量h/mm1050 14 100200 31050100 26 200300 512故选择h=5mm2.3 毛坯尺寸计算2.3.1 毛坯尺寸计算理论依据拉深件坯料形状和尺寸是以冲件形状和尺寸为基础，按体积不变原则和相似原则确定。体积不变原则，即对于不变薄拉深，假设变形前后料厚不变，拉深前坯料表面积与拉深后冲件表面积近似相等，得到坯料尺寸；相似原则，即利用拉深前坯料的形状与冲件断面形状相似，得到坯料形状。当冲件的断面是圆形、正方形、长方形或椭圆形时，其坯料形状应与冲件断面形状相似，但坯料的周边必须是光滑的曲线。对于形状复杂

29、的拉深件，利用相似原则仅能初步确定坯料形状，必须通过多次试压，反复修改，才能最终确定出坯料形状，因此拉深件的模具设计一般是先设计拉深模，坯料形状尺寸确定后再设计冲裁模。由于金属板料具有版平面方向性和模具几何形状等因素影响，会造成拉深件口部不整齐，因此在多数情况下采取加大工序件高度或凸缘宽度的办法，拉深后再经过切边工序以保证零件质量，当零件的相对高度H/d很小，并且高度尺寸要求不高时，也可以不用切边工序。2.3.2 圆筒形件毛坯尺寸计算圆筒件采用圆形毛坯，其直径按面积相等的原则计算（不考虑板料的厚度变化），计算毛坯尺寸时，先将零件划分为若干便于计算的简单集合体，分别求出其面积后相加，最后求出零件

30、总面积。各主要尺寸参数如下：外径d:80mm高h: 100mm底部外圆角R：5mm底部内圆角r：4mm则工件相对高度：h/d =100/801.25，经计算工件的相对高度很大，并且高度尺寸要求高，故必须使用切边工序。工件相对厚度：t/d=(2/80)100=2.5工件相对圆角半径：r/d=4/80=0.05h=5mm计算前我们先将圆筒件分解如图2-2所示第1部分、第2部分、第3部分，每部分面积计算公式： （2-1） （2-2） （2-3） 图2-2圆筒形件毛坯计算Figure 2-2 Calculation of cylindrical pieces of rough毛坯尺寸计算如下：第1部分

31、表面积根据公式（2-1）计算则：代入数值得 =3.1480（100-4） =24115.2(mm)第2部分表面积根据公式（2-2）计算则： 代入数值得 = =1520.3（mm）第3部分表面积根据公式（2-3）计算则：代入数值得 = =4069.4（mm）据等面积原则，毛坯的面积： （2-4）所以的毛坯直径： = = = = = =194（mm）2.4 确定是否用压边圈通过对圆筒形件拉深变形过程的分析得知，我们可以得出起皱和拉裂是拉深过程中的主要缺陷。起皱从拉深过程分析得知：凸缘部分是拉深过程中的主要变形区。当切向压应力较大而板料又较薄时，凸缘部分材料便会失稳，在凸缘的整个周围产生波浪形连续弯

32、曲现象。而导致是否起皱有两方面原因。1)切向压应力的大小，越大越容易失稳起皱。2)凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力，凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性模量和硬化模量越小，抵抗失稳能力越小。在拉深过程中，抵抗失稳能力是随着拉深的进行而增加的，凸缘宽度变小，即凸缘变形区的相对厚度在增大。这说明拉深过程中失稳起皱的因素在增加，而抗失稳起皱的能力也在增加，这两方面的因素共同起作用。拉裂从拉深过程分析得知：筒壁部分在拉深过程中受单向拉应力，发生少量的纵向伸长和厚度变薄。筒壁所受的拉应力除了与径向拉应力有关外，还与由于压料力引起的摩擦引起的摩擦阻力、坯料在凹模圆角表面滑动所产生的摩擦阻力和弯曲变形所形成的阻力

33、有关。圆筒形件拉深时产生破裂的原因，可能是由于凸缘起皱，坯料不能通过凸、凹模间隙，使径向拉应力升高；也可能是由于压边力过大，使拉应力升高；或者是变形程度太大。综合两个缺陷我们可以得知：在拉深过程中拉裂会成为拉深时的主要破坏形式，而起皱可以通过使用压边圈来加以解决。采用或不采用压边圈的条件可查参考文献4（表 5-1）确定。表5-1采用或不采用压边圈的条件Table 5-1 to adopt or not adopt the conditions of blank holder拉深方法 首次拉深 第n次拉深 m* m* 用压边圈 1.8 0.5 1 2.0 0.6 1.5 0.8注：m为第n次拉深

34、系数。由表5-1内容可知（t/D）100=（2/194）100=0.0101.8故需要用压边圈。2.5 确定拉深系数2.5.1 拉深系数的定义拉深系数是拉深变形程度的一种度量参数，是用拉深前后拉深件直径的缩小程度来表达的。圆筒件的拉深系数m为： (2-5)式中：D-平面毛坯直径（mm）； d-拉深后的圆筒直径(mm)；圆筒件第n次拉深系数： (2-6)式中：、-第n次、第n-1次拉深时拉深的直径(mm)。拉深系数越小，变形量越大，拉深越困难。由前述可知，拉深过程中主要的质量问题是起皱和拉裂，其中拉裂是首要问题。在每次拉深中，既要充分利用材料的最大变形程度，又要防止应力超过材料许可的抗拉强度极限

35、。零件究竟需要几次才能拉深成型，一次还是多次，这以问题与极限拉深系数有关。所谓极限拉深系数，是指在一定条件下，坯料不失稳起皱和破裂而拉深出最深筒形件的拉伸系数。2.6 拉深次数的确定及工序尺寸计算2.6.1 判断能否一次拉出判断零件能否一次拉出，仅需比较实际所需的总拉深系数和第一次允许的极限拉深系数的大小即可。若拉深该工件的实际变形程度比第一次容许的极限变形程度要小，则工件可以一次拉深，即拉深系数m时，则可一次拉深。否则需要多次拉深才能够成形零件，即m,则需要多次拉深。2.6.2 计算拉深次数由已知条件可以算出毛坯的相对厚度t/D =2/1940.51%，由参考文献1（表 5-3）。表5-3

36、无凸缘筒形件带压边圈时的极限拉深系数Table 5-3 tube flange with no blank holder at the time of drawing the limits of coefficient拉深系数 毛坯相对厚度t/D/% 0.080.15 0.150.3 0.30.6 0.61.0 1.01.5 1.52.0 0.600.63 0.580.60 0.550.58 0.530.55 0.500.53 0.480.50 0.800.82 0.790.80 0.780.79 0.760.80 0.750.76 0.730.75 0.820.84 0.810.82 0.8

37、00.81 0.790.80 0.780.79 0.760.78 0.850.86 0.830.85 0.820.83 0.810.82 0.800.81 0.780.80 0.870.88 0.860.87 0.850.86 0.840.85 0.820.83 0.800.82注：表中数据适用于08，10和15Mn等普通拉深钢及H62.从表5-3中查出各次拉深系数：=0.54；=0.77；=0.80；=0.82；=0.85.则零件的总拉深系数.即,小于=0.59，故零件需经多次拉深才能达到所需尺寸。拉深次数： =65mmd=80m所以该零件至少要拉深3次才行。计算结果是否正确可以用参考文献1

38、表5-6校核一下。零件的相对高度，相对厚度为0.51，从表中可知拉深次数在34之间，和推算法得出的结果相符，这样零件的拉深次数就确定了。表5-6 无凸缘筒形件拉深的相对高度h/d与拉深次数的关系（材料08F,10F）Table 5-6 without drawing tube flange of the relative height h / d and the relationship between the number of deep drawing (materials 08F, 10F)拉深系数 毛坯相对厚度t/D/% 0.080.15 0.150.3 0.30.6 0.61.0 1

39、.01.5 1.52.0 1 0.380.64 0.450.52 0.50.62 0.570.71 0.650.84 0.770.94 2 0.70.9 0.830.96 0.941.13 1.11.36 1.321.60 1.541.883 1.11.3 1.31.6 1.51.9 1.82.3 2.22.8 2.73.54 1.52.0 2.03.3 2.42.9 0.810.82 0.800.81 0.780.805 2.02.7 2.73.3 3.34.1 4.15.2 5.16.6 6.68.9注：表中数据适用于08，10和15Mn等普通拉深钢及H62.2.6.3 无凸缘筒形件工序尺

40、寸确定无凸缘筒形件的工序尺寸的确定包括各次拉深半成品的直径、筒底圆角半径和筒壁高度。1）半成品的直径：拉深次数确定后，应对各次拉深系数进行调整，总的原则是使每次实际采用的拉深系数大于每次拉深时的极限拉深系数，而且尽量满足关系式： 式中 、，各次极限拉深系数； 、，各次实际拉深使用系数。按此关系调整零件实际各次拉深系数为：=0.57，=0.80，=0.83，=0.85。调整好拉深系数后，重新计算各次拉深的圆筒直径即得半成品直径，零件的各次半成品尺寸为：第一次拉深后=mm111mm第二次拉深后=mm89mm第三次拉深后=80mm =80/111=0.722)半成品高度确定：现取首次拉深=12,=7

41、.2,=5。计算公式： （3-10） 式中 各次拉深的直径（mm）； 各次拉深半成品底部圆角半径（mm）； 各次拉深半成品高度（mm）； D毛坯直径（mm）。半成品高度根据公式（3-10）计算则: =62(mm) =104(mm) 100+8=108(mm)2)工序件草图如图3-10所示图3-10 工序件草图Figure 3-10 pieces of draft process2.7 本章小结本章章节主要对拉深零件进行拉深工艺分析，分析其拉深过程中所受的拉应力、切应力方向，以及拉深变形，拉裂、起皱原因等分析。并进行修边余量、毛坯尺寸、拉深次数、工序尺寸确定和确定是否采用压边圈等计算。本章内容不

42、是很多，但是锻炼了我们能够熟练运用工具书，并利用以有的计算方法进行拉深模具设计的初步计算，也提高我们自主研究课题的思想，为以后工作积累了宝贵的学习经验。3 拉深模具总体设计3.1 拉深模的结构选择拉深模的结构选择，首先应考虑结构的工艺性。1）拉深模结构应尽量简单。在充分保证工件质量的前提下，应以数量少、重量轻、制造和装配方便的零件来组成拉深模。2）拉深模上的各零部件，应尽可能利用本单位现有的设备能力制造。3）所设计的拉深模的结构应尽量与现有的冲压设备相适应。4）拉深模结构应适合工件的批量。5）拉深模结构应使安装调试与维修尽量方便，模架及零部件应尽量选择通用件。3.2 拉深模具分类 拉深模具按所使用的冲压设备不同，可分为单动压力机用拉深模、双动压力机用拉深模及三动压力机用拉伸模；按拉深的次序，可分为首次拉深和以后各次拉伸模；按工序的组合来分，可分为单工序拉伸模、复合拉伸模和连续拉深模；另外，按有无压边装置分，可分为无压边装置和有压边装置拉伸模等。3.2.1 无压边装置的首次拉深模 无压边装置的首次拉深模如图3-1所示。这种模具结构简单，上模长做成整体，当凸模直径过小时，可以加上模柄，以增加上模与滑块的接触面积。模具不设专门的卸件装置，靠工件口部拉深后弹性恢复张开