拉深模设计实例

5.1拉深模设计实例——保护筒拉深模的设计

5.1.1设计任务

图5-3- 1所示是一金属保护筒，材料为08钢，材料厚度2mm，大批量生产。要求设计该保护筒的冲压模具。

图5-3- 1 保护筒零件图

5.1.2零件工艺性分析

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。

2. 结构分析

零件为一无凸缘筒形件，结构简单，底部圆角半径为R3，满足筒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。

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。

5.1.3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，为了提高生产效率，可以考虑工序的复合，本例中采用落料与第一次拉深复合，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。

5.1.4 零件工艺计算

1.拉深工艺计算

零件的材料厚度为2mm ，所以所有计算以中径为准。 （1）确定零件修边余量 零件的相对高度

63.230

180=-=d h ，经查得修边余量mm h 6=∆，所以，修正后拉深件的总高应为79+6=85mm 。

（2）确定坯料尺寸D

由无凸缘筒形拉深件坯料尺寸计算公式得

mm

105mm 456.043072.1853043056.072.14222

2≈⨯-⨯⨯-⨯⨯+=---=r dr dh d D （3）判断是否采用压边圈 零件的相对厚度

9.1100105

2

100=⨯=⨯D t ，

经查压边圈为可用可不用的范围，为了保证零件质量，减少拉深次数，决定采用压边圈。

（4）确定拉深次数

查得零件的各次极限拉深系数分别为[ m 1]=0.5，[ m 2]=0.75，[ m 3]=0.78，[ m 4]=0.8。所以，每次拉深后筒形件的直径分别为

mm 5.52mm 1055.0][11=⨯==D m d mm 38.39mm 5.5275.0][122=⨯==d m d mm 72.30mm 38.3978.0][233=⨯==d m d mm 30mm 58.24mm 72.308.0][344<=⨯==d m d

由上计算可知共需4次拉深。 （5）确定各工序件直径

调整各次拉深系数分别为 53.01=m ，78.02=m ，82.03=m ，则调整后每次拉深所得筒形件的直径为

mm 65.55mm 10553.011=⨯==D m d mm 41.43mm 65.5578.0122=⨯==d m d

mm 60.35mm 41.4382.0233=⨯==d m d

第四次拉深时的实际拉深系数84.060

.353034===

d d m ，其大于第三次实际拉深系数3m 和第四次极限拉深系数][4m ，所以调整合理。第四次拉深后筒形件的直径为mm 30φ。

（6）确定各工序件高度

根据拉深件圆角半径计算公式，取各次拉深筒形件圆角半径分别为mm 81=r ，

mm 5.62=r ，mm 53=r ，mm 44=r ，所以每次拉深后筒形件的高度为

mm

22.39mm )832.065.55(65

.558

43.0mm )65.5565.55105(25.0)

32.0(43.0)(25.02111

1112

1=⨯+⨯⨯+-⨯=+⨯+-⨯=r d d r d d D h

mm

57.55mm )5.632.041.43(41

.435

.643.0mm )41.4341.43105(25.0)

32.0(43.0)(25.02222

2222

2=⨯+⨯⨯+-⨯=+⨯+-⨯=r d d r d d D h

mm

77.70mm )532.060.35(60

.355

43.0mm )60.3560.35105(25.0)

32.0(43.0)(25.02333

3332

3=⨯+⨯⨯+-⨯=+⨯+-⨯=r d d r d d D h

第四次拉深后筒形件高度应等于零件要求尺寸，即mm 854=h 。 拉深工序件图如图5-3- 2所示。

图5-3- 2 拉深工序图

2.落料拉深复合模工艺计算

（1）落料凸、凹模刃口尺寸计算

根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。落料尺寸为φ0

87.0105-，落料凹模刃口尺寸计算如下。

查得该零件冲裁凸、凹模最小间隙mm 246.0m in =Z ，最大间隙mm 360.0m ax =Z ，凸模制造公差mm 025.0T =δ，凹模制造公差mm 035.0A =δ。将以上各值代入A T δδ+≤

m in m ax Z Z -校验是否成立。经校验，不等式成立，所以可按下式计算工作零件刃口尺寸。

mm

565.104mm 87.05.0105)(035.00035

.000

m ax A A

+++=⨯-=-=）（δX ΔD D mm

319.104mm )246.0565.104()(0025.00025.00min T T

---=-=-=δZ D D A （2）首次拉深凸、凹模尺寸计算

第一次拉深件后零件直径为55.65mm ，由公式Kt t Z +=m ax 确定拉深凸、凹模间隙值