拉深模具毕业设计.docx

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1、拉深模具毕业设计武汉生物工程学院毕业论文(设计) 题 目 名 称钢碗的有凸缘筒形件拉深模具设计题 目 类 别毕业论文系 别机电工程系专 业 班 级09134105学 生 姓 名王雷指 导 教 师吴芬/助教辅 导 教 师李波/副教授完 成 日 期2013年4月30日目 录目 录I摘要III关键词IIIAbstractIIIKey wordIII前言11.绪论21.1.概述21.1.1.模具工业的概况21.1.2.冲压技术的发展趋势32.带凸缘圆筒形件的拉深模设计样例52.1.零件工艺性分析52.1.1.材料分析52.1.2.结构分析52.1.3.精度分析63.工艺方案的确定64.零件工艺计算64

2、.1.拉深工艺计算64.1.1.确定零件修边余量64.1.2.确定坯料尺寸74.1.3.判断是否采用压边圈74.1.4.确定拉深次数74.1.5.确定首次拉深工序件尺寸84.1.6.计算以后个次拉深的工序件尺寸84.2.拉深力与压边力的计算104.2.1.拉深力104.2.2.压边力114.2.3.压力机公称压力125.模具的工作部分尺寸的计算125.1.凸凹模的间隙125.2.凹凸模圆角半径125.3.凸凹模工作尺寸及公差135.3.1.凸模通气孔136.模具的总体设计136.1.压力机的选择136.2.模具主要零件设计136.3.产品技术文件的审查186.4.标准件的使用情况197.结束1

3、9参考文献20致谢20摘要简短介绍了我国模具行业发展状况，以及在当下模具行业情况，并且对国内外模具行业发展现状加以分析，从而对我国模具行业与国外模具行业进行了综合比较提出差距所在。同时介绍了模具的类型和主要功能。综合阐述对镶套落料拉深模具进行设计，首先对工件进行工艺分析，对拉深特点拉深变形过程进行技术分析。在设计之前先确定修边余量和毛坯尺寸是否需要使用压边圈。其次对拉深模具进行总体设计，了解拉深模具结构、分类，选择压边装置。然后确定工作部分结构参数，确定拉深系数及工序尺寸。计算凸模圆角半径、凹模圆角半径、间隙、凸、凹模尺寸公差、压边力、压边圈尺寸、拉深力、卸料力、拍样计算，并计算压力中心对压力

4、机进行选择。最后选择模具主要零部件及结构，对模具材料、模架进行选择，计算凸模长度、凹模高度和壁厚、凸模固定板尺寸以及校核凸、凹模强度。同时设计选择其他零部件，确定模具闭合高度，对拉深模具进行安装调试。关键词 模具；冲压； 凸模圆角半径；尺寸公差；间隙；拉深力；凸、凹模.AbstractA brief introduction to Chinas mold industry development, and in the mold industry, and the current situation of the development of mold industry are analyze

5、d, which are compared to the gap in the mould industry in our country and foreign mould industry. At the same time introduced and main function mold type.A comprehensive set of insert falls design drawing die, first through the process analysis of the workpiece, analyzes characteristics of drawing d

6、eformation process of drawing. In the design before trimming allowance and blank size is required the use of blank holder. Secondly, the whole design of the drawing die, drawing die, understand the classification, selection of the edge pressing device. Then determine the structure parameters, determ

7、ine the drawing coefficient and the process dimensions. Calculation of punch radius, die radius, the gap, convex, concave die size tolerance, BHF, the edge pressing ring size, drawing force, stripping force, shoot calculation, and calculation of the pressure center of press. The final choice of main

8、 parts of die and the structure, the choice of mold materials, mold, punch length calculation, die height and thickness, punch plate size and check the convex, concave die strength. At the same time, other parts design, determine the height of the closed mold, installation and commissioning of the d

9、rawing die.Key wordDies; stamping; punch radius; dimensional tolerances; clearance; drawing force; the convex, concave die前言冷冲压是建立在金属塑性变形的基础上，在常温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的一种压力加工方法。在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冷冲模在实现冷冲压加工中是必不可少的工艺装备，没有先进的模具技术，先进的冲压工艺就

10、无法实现。冷冲压的特点有：1，节省材料2，制品有较好的互换性3制品有较好的互换性4生产效率高5操作简单6由于冷冲压生产效率高，材料利用律，故生产的制品成本较低。冷冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、仪表和日用品生产中，已占据十分重要的地位，特别是在电子工业产品生产中，已成为不可缺少的主要加工方法之一。随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压及模具技术也在不断革新与发展。主要表现在以下几个方面：一.工艺分析计算方法现代化 现在已开始采用有限变形的弹塑性有限方法，对复杂成形件的成形过程进行应力应变分析的计算机模拟。二.模具设计制造技术现代化 工业发达国家正在大力开展模具计算辅助设计和制造（

11、CAD/CAM）的研究。采用这一技术，一般可 提高模具设计制造效率的2-3倍，应用这一技术，不仅可以缩短模具设计制造周期，还可提高模具质量，减少设计和政治早人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新开发上。三.冲压生产机械化与自动化与柔性化 为了适应大批量，高效率生产的需要，在冲压模具和设备上广泛应用了各种自动化的进出料机构。对于大型冲压件，专门配置了机械手和机器人，这不仅大大的提高了冲压件的生产品质和生产率，而且也增加了冲压工作和冲压工人的安全性。在中小件的大批量生产方面，现已广泛应用于多工位压力机活、或高速压力机。在小批量生产方面，正在发展柔性制造系统（FMS）。四.为了满足产品更新换代

12、快和小批量生产的需要，发展了一些新的成形工艺，简易模具，数控冲压设备和冲压柔性制造技术等。五.不断改进板料的冲压性能最后，关于冲模的破损机理与手，寿命分析，以及新型模具材料方面，进年来也有不少新的进展。1. 绪论1.1. 概述1.1.1. 模具工业的概况模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。据不完全统计，近10年全国（未含港、澳、台统计数字，下同）模具生产及进出口发展情况如

13、表1、表2、中国模具工业概况表1 1995年以来中国历年模具产值表年份199519961997199819992000200120022003产值（亿万人民币）145160200220250280316360450表2 1995年以来中国历年模具进出口情况表年份199519961997199819992000200120022003进口（万美元）811009179963000663488827487700111174127200136930出口（万美元）49417000942895911328017374187752523433680 由表可见，虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不

14、应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。 近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准

15、件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。 模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其重视的程度。当今，“模具就是经济效益”的观念，已被越来越多的人所接受。模具技术水平在很大程度上决定于人才的整体水平，而模具技术水平的高低，又决定着产品的质

16、量、效益和新产品的开发能力，因此模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。 我国模具技术的现状与发展近年来，我国的模具工业也有较大发展，全国已有模具生产厂数千个，拥有职工数十万人，每年能生产上百万套模具。多工位级进模具和长寿命硬质合金模具的生产及应用有了进一步扩大。为满足新产品试制和小批量生产的需要，我国模具行业制造了多种简单、生产周期短、成本低的简易冲模，如钢皮冲冲模、聚氨脂橡胶模、低熔点合金模具、锌合金模具、组合冲模、通用可调冲孔模等。数控铣床、数控电火花加工机床、加工中心等加工设备已在模具生产中采用。电火花和线切割加工已成为冷冲模制造的主要手段。为了对硬质合金模具进行精密成型

17、磨削，研制成功了单层电镀金刚石成形磨轮和电火花成形磨削专用机床，使用效果良好，对型腔的加工正在根据模具的不同类型采用电火花加工、电解加工、电铸加工、陶瓷型精密铸造、冷入挤压。超塑成形以及利用照相腐蚀技术加工型腔皮革纹表面等多种工艺。模具的计算机辅助设计和制造也已进行开发和应用。尽管我国的模具工业这些年来发展较快，模具制造水平也在逐步提高，但和工业发达国家相比，仍存在较大差距，主要表现在模具品种少、精度差、寿命短、生产周期长等方面。1.1.2. 冲压技术的发展趋势 目前，国内五金冲压模具行业发展特征明显，大型、精密、复杂产品成为行业主流，技术含量将不断提高，制造周期不时缩短，冲压件加工模具生产将

18、继续朝着信息化、数字化、精细化、高速化和自动化方向发展，行业综合实力和核心竞争力显着提升。 据悉，五金国内冲压模具行业正在不时追赶世界先进水平，不时缩小与发达国家的技术差异，不少国产精密冲压模具在主要性能上已经能够和进口产品媲美，行业总体水平显着提高，不只实现进口替代，还有相当一局部产出口到美国、日本等工业发达国家和地区。 中国精密冲压模具正在积极走向国际舞台，参与国际竞争。虽然和发达国家还存在一定的差异，但是依照目前国内行业的发展提示，今后几年，国内冲压模具行业必将实现赶超，成为推动国内模具行业发展的中坚力量，提升行业整体的技术水平，推动国内模具行业向着高端化、精密化、大型化、复杂化发展。

19、中国凭借丰富且廉价的人力资源、庞大的市场及其它许多有利条件，已成为承接工业发达国家模具业转移的良好目的地。随着国际交往的日益增多和外资在中国模具行业的投入日渐增加，中国模具已经与世界模具密不可分，中国模具在世界模具中的地位和影响越业越重要。据相关专业人士分析，未来十年，中国模具工业和技术的主要发展方向将主要集中在以下几个方面：（1）模具结构日趋大型、精密、复杂及寿命日益提高。由于成型零件日趋大型及高效率生产所要求的一模多腔，使模具日趋大型化；随着零件微型化和模具结构发展的要求，今后模具加工的精度将更小，这必将促进超精密加工的发展。(2)CAD/CAE/CAM 技术在模具设计制造中的广泛应用。在

20、模具设计与制造中，开发并应用计算机辅助设计的制造系统(CAD/CAE/CAM)，发展高精度、高寿命模具和简易模具(软模、低熔点合金模具等)制造技术以及通用组合模具、成组模具、快速换模装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。模具制造是设计的延续，推行模具设计与制造一体化可达到优化设计的要求。实践证明，模具CAD/CAE/CAM技术是当代最合理的模具生产方式，既可用于建模、为数控加工提供NC程序，也可针对不同的模具类型，以相应的基础理论，通过数值模拟方法达到预测产品成型过程的目的，改善模具结构。从CAD/CAE/CAM一体化的角度分析，其发展趋势是集成化、三维化、智能化和网络化，其中

21、心思想是让用户在统一的环境中实现CAD/CAE/CAM协同作业，以充分发挥各单元的优势和功效。因此，应大力进行高端辅助设计制造软件的培训、推广和应用。(3)快速经济模具技术的推广应用。快速模具制造及快速成型技术是在近两来迅速发展起来的，并正向着高精度、更快捷的方向发展。与传统的模具技术相比，该技术具有制模周期短、成本特点，是综合经济效益较显著的模具制造技术。近年来快速模具制造商投入了很大的人力和物力，对各种模具的快速制造工艺进行研发，对传统的快速模具制造技术进行改造，嫁接了先进的RP及NC技术，有效满足一些高精度、高寿命模具的生产需求。(4)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准化及

22、模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。模具标准件应进一步增加规格、品种、发展和完善销售网络，保证供货速度，为客户提供交货期短、精度高、生产工艺性好、使用寿命长、价格低的优质模具标准件。(5)开发优质模具材料和先进的表面处理技术。模具材料是模具工业的基础，制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢板和其他复合材料或高分子材料替代。随着材料科学的发展，加强研究各种新材料的冲压成形性能，不断发展和改善冲压成形技术。当前，国外模具材料系列日趋完善与细化，国内开发的高级优质模具钢品种虽然不少，但推广应用不足，每年所需约70万吨模具钢还

23、要有相当一分进口。模具表面处理技术对模具的制造精度、模具的强度、模具的寿命、模具的制造成本等有着直接的影响。稀土表面工程技术和纳米技术表面工程技术的出现进一步推动模具制造的表面工程技术的发展。同时处理技术由大气热处理向真空热处理发展。(6)冲压成形技术将更加科学化、数字化，可控化。科学化主要体现深入研究冲压变形的基本规律、各种冲压工艺的变形理念、失稳理论与变形程度等对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程序。数字化主要体现在应用有限元、边界元等技术，对冲压过程进行数字模拟分析，以预测某一工艺过程中坯料对冲压的适应性及可能出现的质量问题，从而优化冲压方案。(7)成形过程的数值模拟技术将在实

24、用化方向取得很大的发展，并与化制造系统很好地集成。人工智能技术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂开关零件成形，从而真正进入实用阶段。(8)注重产品制造全过程，最大程度地实现多目标全局优化。优化将从传统的单一成形环节向产品制造全过程及全生命期的系统整体发展。(9)对产品可制造性和成形工艺的快速分析与评估能力将有大的发展。以便宜从产品初步设计甚至构思时起，就能针对零件的可成形性及所需性能的保证度，作出快速分析评估。(10)冲压技术将具有更大的灵活性或柔性，以适应未来小指量多品种混流生产模式及市场多样化、修改化需求的发展趋势，加强企业对市场变化的快速响应能力。推广应用数控冲压设备、冲

25、压柔性加工系统(FMS)、多工位高速自动冲压机以及智能机器人送料取件，进行机械化与自动化的流水线冲压生产。2. 带凸缘圆筒形件的拉深模设计样例2.1. 零件工艺性分析 工件为图2-1所示拉深件，材料08钢，材料厚度1mm，其工艺性分析内容如下：图2-1 拉深工件图2.1.1. 材料分析 08钢为优质碳素结构钢，属于深拉深级别钢，具有良好的拉深成形性能。牌号：08标准：GB/T 699-1988特性及适用范围：为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加

26、工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。化学成份：碳 C ：0.050.12硅 Si：0.170.37锰 Mn：0.350.65硫 S ：0.035磷 P ：0.035铬 Cr：0.10镍 Ni：0.25铜 Cu：0.25力学性能：抗拉强度 b (MPa)：325(33)屈服强度 s (MPa)：195(20)伸长率 5 ()：33断面收缩率 ()：60硬度 ：未热处理,131HB试样尺寸：试样尺寸为25mm热处理规范及金相组织：热处理规范：正火930,45min,空冷。金相组织：铁素体+极少量珠光体。2.1.2. 结构分析零件为一带凸缘圆筒形件，结构简单，底部圆角半径为r，满足筒

27、形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的结构工艺性。带凸缘圆筒形件的拉深看上去很简单，好象是拉深无凸缘圆筒形件的中间状态。但当其各部分尺寸关系不同时，拉深中要解决的问题是不同的，拉深方法也不相同。当拉深件凸缘为非圆形时，在拉深过程中仍需拉出圆形的凸缘，最后再用切边或其他冲压加工方法完成工件所需的形状。宽凸缘圆筒形件的拉深,宽凸缘圆筒形件需多次拉深时,拉深的原则是：第一次拉深就必须使凸缘尺寸等于拉深件的凸缘尺寸（加切边余量）,以后各次拉深时凸缘尺寸保持不变,仅仅依靠筒形部分的材料转移来达到拉深件尺寸。因为在以后的拉深工序中，即使凸缘部分产生很小的变形，也会使筒壁传力区产生很大

28、的拉应力，从而使底部危险断面拉裂。生产实际中，宽凸缘圆筒形件需多次拉深时的拉深方法有两种法：a) 通过多次拉深，逐渐缩小筒形部分直径和增加其高度。这种拉深方法就是直接采用圆筒形件的多次拉深方法，通过各次拉深逐次缩小直径，增加高度，各次拉深的凸缘圆角半径和底部圆角半径不变或逐次减小。用这种方法拉成的零件表面质量不高，其直壁和凸缘上保留着圆角弯曲和局部变薄的痕迹，需要在最后增加整形工序，适用于材料较薄、高度大于直径的中小型带凸缘圆筒形件。b) 采用高度不变法。即首次拉深尽可能取较大的凸缘圆角半径和底部圆角半径，高度基本拉到零件要求的尺寸，以后各次拉深时仅减小圆角半径和筒形部分直径，而高度基本不变。

29、这种方法由于拉深过程中变形区材料所受到的折弯较轻，所以拉成的零件表面较光滑，没有折痕。但它只适用于坯料相对厚度较大、采用大圆角过渡不易起皱的情况。拉深特点与无凸缘圆筒形件相比，带凸缘圆筒形件的拉深变形具有如下特点：带凸缘圆筒形件不能用拉深系数来反映材料实际的变形程度大小，而必须将拉深高度考虑进去。因为，对于同一坯料直径D和筒形部分直径d，可有不同凸缘直径dt和高度H对应，尽管拉深系数相同(m=d/D)，若拉深高度H不同，其变形程度也不同。生产实际中，通常用相对拉深高度H/d来反映其变形程度。宽凸缘圆筒形件需多次拉深时，第一次拉深必须将凸缘尺寸拉到位，以后各次拉深中，凸缘的尺寸应保持不变。这就要

30、求正确地计算拉深高度和严格地控制凸模进入凹模的深度。考虑到在普通压力机上严格控制凸模进入凹模的深度比较困难，生产实践中通常有意把第一次拉入凹模的材料比最后一次拉入凹模所需的材料增加3%5%（按面积计算），这些多拉入的材料在以后各次拉深中，再逐次挤入凸缘部分，使凸缘变厚。工序间这些材料的重新分配，保证了所要求的凸缘直径，并使已成形的凸缘不再参与变形，从而避免筒壁拉裂的危险。这一方法对于料厚小于0.5mm的拉深件效果更为显著。2.1.3. 精度分析零件上尺寸均为未注公差尺寸，普通拉深即可达到零件的精度要求。3. 工艺方案的确定零件的生产包括落料、拉深（需计算确定拉深次数）、切边等工序，为了提高生产

31、效率，可以考虑工序的复合，本例中采用落料与第一次拉深不复合，经多次拉深成形后，由机械加工方法切边保证零件高度的生产工艺。4. 零件工艺计算4.1. 拉深工艺计算 零件的材料厚度为1mm，所以所有计算以中径为准。4.1.1. 确定零件修边余量 根据零件的尺寸，经查表4-2（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P121页）得修边余量h=4.3，所以，实际凸缘直径dt=(130+2*4.3)=138.64.1.2. 确定坯料尺寸 由表4-3（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P123页）查得带凸缘筒形拉深件坯料尺寸计算公式得当rR时D=d2 +6.28rd+8r24d2h+6.

32、28Rd2+4.56R2+D42-d32 当r=R时 D=d42+4d2H-3.44rd2 D=138.62+4*115*100-3.44*5*115 D251mm d2第一次拉深所得圆筒直径 d4最后一次拉深所得圆筒直径 H最后一次拉深所得高度4.1.3. 判断是否采用压边圈 零件的厚度 t=1mm零件的相对厚度tD=1251*100=0.40，经查压边圈为可用可不用的范围，为保证零件质量，减少拉深次数，决定采用压边圈4.1.4. 确定拉深次数tD=1251*100%=0.40%dtd=138.6115=1.21mt=dD=115251=0.46Hd=100115=0.87带凸缘筒件的拉深系

33、数为：mt=t/D式中mt带凸缘圆筒形件拉深系数dt实际凸缘直径d拉深件筒形部分的直径D坯料直径H最终拉深高度。当拉深件底部圆角半径r与凸缘处圆角半径R相等，即r=R时，坯料直径为D=d42+4d2H-3.44rd2查表4-11（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P137页），表4-12（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P137页）得带凸缘圆筒形件首次拉深的极限拉深系数m1=0.54当带凸缘圆筒形件的总拉深系数mt=d/D大于表5-12的极限拉深系数，且零件的相对高度H/d小于表5-13的极限值时，则可以一次拉深成形，否则需要两次或多次拉深。带凸缘圆筒形件以后各次拉深

34、系数为：mi=di/di-1其值与凸缘宽度及外形尺寸无关，可取与无凸缘圆筒形件的相应拉深系数相等或略小的数值由上式可以看出，带凸缘圆筒形件的拉深系数取决于下列三组有关尺寸的相对比值：凸缘的相对直径dt/d；零件的相对高度H/d；相对圆角半径R/d。其中以dt/d影响最大，H/d次之，R/d影响较小。带凸缘圆筒形件首次拉深的极限拉深系数见表。由表可以看出，dt/d1.1时，极限拉深系数与无凸缘圆筒形件基本相同，dt/d大时，其极限拉深系数比无凸缘圆筒形的小。而且当坯料直径D一定时，凸缘相对直径dt/d越大，极限拉深系数越小，这是因为在坯料直径D和圆筒形直径d一定的情况下，带凸缘圆筒形件的凸缘相对

35、直径dt/d大，意味着只要将坯料直径稍加收缩即可达到零件凸缘外径，筒壁传力区的拉应力远没有达到许可值，因而可以减小其拉深系数。但这并不表明带凸缘圆筒形件的变形程度大。由上述分析可知，在影响mt的因素中，因R/d影响较小，因此当mt一定时，则dt/d与H/d的关系也就基本确定了。这样，就可用拉深件的相对高度来表示带凸缘圆筒形件的变形程度。带凸缘圆筒形件首次拉深的极限相对高度H1d1=0.50, m1mt, H1d1Hd, 说明该零件不能一次拉深成型，需要多次拉深。4.1.5. 确定首次拉深工序件尺寸初定dtd=0.6，查表4-11（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P137页）得首次

36、拉深的极限拉伸系数为m1=0.6则d1=m1D=0.6*251=150.6mm 取r1=10mm,R1=10mm按式4-14（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P147页），可得首次拉深高度为H1=0.25d1(D2-d12)+0.43(r1+R1)+0.14d1(r12-R12) =0.25150.6*（2512-150.62）+0.43（10+10） =75.8mmH1第一次拉深所得圆筒高度d1第一次拉深所得圆筒直径 r1第一次拉深所得圆筒圆角半径R1第一次拉深所得圆筒凸缘半径 验算所取的m1是否合理：根据t/D=0.40%,dtd=138.6105.6=1.31,查表4-12

37、（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P138页）可知首次拉深的极限高度为0.53。 H1d1=75.8150.6=0.50 0.53。因，故所取m1是合理的。4.1.6. 计算以后个次拉深的工序件尺寸 查表4-13（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P138页）的极限拉深系数m2=0.62，则d2=0.62*150.6=93.37mm d2第二次拉深圆筒直径因d2=93.37mm115mm(零件直径)，不需要推算下去，故供需要两次拉深。 调整以后各次拉深系数，使其均大于表4-13（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P138页）查得极限拉深系数。调整后，实际m

38、2=1.08。故以后各次拉深工序件的直径为d2=m2d1=1.08*105.6=115mm以后各次拉深工序件的圆角半径取： r1=R1=10mm,r2=R2=5mm 以后各次拉深工序件的高度为 H1=75.8mm, H2=115mm将上述按中线尺寸计算的工序件尺寸换算成零件图的标注形式后，所得各工序件的尺寸如下图 图4-1 拉深前原零件图 图4-2 第一次拉深 图4-3 第二次拉深 根据上述计算结果，此零件需要罗拉落料（制成251mm的坯料）,二次拉深和切边共4道冲压工序。因此，该零件的冲压工艺方案为：落料 第一次拉深模 第二次拉深模 切边模 4.2. 拉深力与压边力的计算4.2.1. 拉深力

39、 拉深试验测得一般情况下的拉深力随凸模行程变化的曲线。图4-1拉深力变化曲线由于影响拉深力的因素比较复杂，按实际受力和变形情况来准确计算拉深力是比较困难的，所以，实际生产中通常是以危险断面的拉应力不超过其材料抗拉强度为依据，采用经验公式进行计算。对于圆筒形件：首次拉深F=K1d1tb以后各次拉深F=K2ditb (i=2、3、n)式中 F拉深力d1、d2、dn各次拉深工序件直径（mm）；t板料厚度（mm）；b拉深件材料的抗拉强度（MPa）；K1、K2修正系数，与拉深系数有关。力根据公式（4-6）（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P132页）计算，查得08钢的强度极限 =400Mp

40、a，由m2=1.08查得表4-8（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P132页）的K2=0.5，则F=K2 d2b=0.5*3.14*115*400=72220N4.2.2. 压边力 (1)压边条件为了防止在拉深过程中，工件的边壁或凸圆起皱，应使毛坯（或半成品）被拉入凹模圆角以前，保持稳定状态，起稳定程度主要取决于毛坯的相对厚度t/d*100，或以后各次拉深半成品的相对厚度t/dn-1*100，拉深时是采用压边圈的条件，列表于4-21。表421 采用或不采用压边圈的条件拉深方法第一次拉深以后各次拉深100100用压边圈可用可不用不用压边圈1.51.52.02.00.60.60.61

41、11.51.50.80.80.8为了作出准确的估计，还应考虑拉深系数的大小，在实际生产中可以用下述公式计算。锥形凹模拉深时，材料不起皱的条件是：首次拉深t/D0.03(1-m)以后各次拉深t/D0.03(1/m-1)普通平端面凹模拉深时，毛坯不起皱的条件是：首次拉深 t/d0.045(1-m) 以后各次拉深t/D0.045(1/m-1)如果不能满足上述公式要求，则可在拉深模设计时应考虑实用压边圈。(2)压边力的计算压边圈的压力必须适当，如果过大，就需要增加拉深力，因而会使工件拉裂，而压边圈的压力过低，就会使工件的边壁或凸缘起皱。压边力的计算列于表4-22。表 422 压边公式的计算公式拉 深

42、情 况公式拉深任何形状的工件筒形件第一次拉深（用平毛坯）筒形件以后各次拉深（用筒形毛坯）注： 压边圈的面积; 单位压边力; 平毛坯直径;、拉深件直径；凹模圆角半径。 压边力根据式（4-9）（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P132页）计算，查得表4-10（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P121页）取q=2.5MP，则FY=d12-(d2-2rd4)2q/4=3.14*150.62-(115-2*5)2*2.5/4=22873N4.2.3. 压力机公称压力 根据（4-11）（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P135页）和F=F+FY，取Fg1.8F，则

43、Fg1.8*（72220+22873）=171.2KN5. 模具的工作部分尺寸的计算5.1. 凸凹模的间隙由表4-17（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P153页）查得凸，凹模为Z=(1_1.05)t，取Z=1.05*1=1.05mm5.2. 凹凸模圆角半径 因最后一次拉深，故凹凸模圆角半径与拉深件想应圆角半径一致，故凸模圆角半径rp=5mm 凹模圆角半径 rd=2mm 5.3. 凸凹模工作尺寸及公差 由于工件要求内形尺寸，故凹、凸模工作尺寸及公差分别按式（423）（模具设计 主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P155页）dp=(dmin+0.4)-p0式（424）（模具设计

44、主编 赵伟阁 西安电子科技大学出版社P155页）dd=(dmin+0.4+2Z)0+d 计算。取p=0.02mm,d=0.04mm,则dp=(dmin+0.4)-p0=(115+0.4*0.1)-0.020=115.04-0.020mmdd=(dmin+0.4+2Z)0+d=(115+0.4*0.1+2*1.05)0+0.04=117.140+0.04mm5.3.1. 凸模通气孔根据凸模直径大小，通气孔直径为10mm。6. 模具的总体设计 模具的总装图如下，故在单动压力机上拉深。本模具采用倒装式结构，凹模11固定在模柄7上，凸模13通过固定板15固定在下模座3上。上道工序拉深的工序件套在压边圈

45、14上定位，拉深结束后，由推件板12将卡在凹模上的工件推出。6.1. 压力机的选择 根据公称压力Fg1.8*（72220+22873）=171.2KN滑块行程s2h工作=2*100=200mm以及闭合高度H=550mm查冲压设备表，采用型号为J21-400A 其主要技术参数如下：公称压力：4000kN滑块行程：200mm最大闭合高度：550 mm闭合高度调节量：150 mm滑块中心线到床身距离：480mm立柱距离：800mm工作台尺寸：900 mm1400 mm工作台孔尺寸：750 mm600 mm模柄孔尺寸：100 mm120 mm垫板厚度：11mm6.2. 模具主要零件设计 根据模具总装配结构、拉深工作要求及前述模具工作部分的尺寸计算，设计出拉深凸模、拉深凹模及压边圈，分别下图图6-1拉深凸模材料：T10A热处理