拉深工序计算与模具结构设计(
拉深模具的设计拉深模具的分类及典型结构拉深模按其工序顺序可分...
拉深模具的设计拉深模具的分类及典型结构拉深模按其工序顺序可分为首次拉深模和后续各工序拉深模，它们之间的本质区别是压边圈的结构和定位方式上的差异。
按拉伸模使用的冲压设备又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深模，它们的本质区别在于压边装置的不同（弹性压边和刚性压边）。
按工序的组合来分，又可分为单工序拉深模、复合模和级进式拉深模。
此外还可按有无压边装置分为无压边装置拉深模和有压边装置拉深模等。
下面将介绍几种常见的拉深模典型结构。
1一凸模；2一定位板；3一凹模；4一下模座图 1 无压边装置的首次拉深模1．首次拉深模（1）无压边装置的首次拉深模（图1）此模具结构简单，常用于板料塑性好，相对厚度时的拉深。
工件以定位板 2 定位，拉深结束后的卸件工作由凹模底部的台阶完成，拉深凸模要深入到凹模下面，所以该模具只适合于浅拉深。
（2）具有弹性压边装置的首次拉深模这是最广泛采用的首次拉深模结构形式（图2）压边力由弹性元件的压缩产生。
这种装置可装在上模部分（即为上压边），也可装在下模部分（即为下压边）。
上压边的特征是由于上模空间位置受到限制，不可能使用很大的弹簧或橡皮，因此上压边装置的压边力小，这种装置主要用在压边力不大的场合。
相反，下压边装置的压边力可以较大，所以拉深模具常采用下压边装置。
（3）落料首次拉深复合模图 3 为在通用压力机上使用的落斜首次拉深复合模。
它一般采用条料为坯料，故需设置导料板与卸料板。
拉深凸模 9 的顶面稍低于落料凹模 10 ，刃面约一个料厚，使落料完毕后才进行拉深。
拉深时由压力机气垫通过顶杆 7 和压边圈 8 进行压边。
拉深完毕后靠顶杆 7 顶件，卸料则由刚性卸料板 2 承担。
1一凸模；2一上模座；3一打料杆；4一推件块；5一凹模；6一定位板；7一压边圈；8一下模座；9一卸料螺钉图 2 有压边装置的首次拉深模（4）双动压力机上使用的首次拉滦模（图4）因双动压力机有两个滑块，其凸模 1 与拉深滑块（内滑块）相连接，而上模座2（上模座上装有压边圈3）与压边滑块（外滑块）相连。
模具设计与制造第7章拉深工艺与模具设计
尺寸测量
使用测量工具对拉深制品的尺 寸进行测量，以检查其是否符 合设计要求。
壁厚测量
使用壁厚测量仪对拉深制品的 壁厚进行测量，以检查其是否 均匀。
强度测试
对拉深制品进行拉伸或压缩试 验，以检测其力学性能是否满
足要求。
提高拉深制品质量的措施
选用优质材料
选用质量稳定、性能良好的材料，以提高拉深制品的基 本质量。
的强度和刚度等因素。
压力过大会导致工件破裂或模 具损坏，而压力过小则会导致
工件起皱或形状不规整。
压力控制需要与速度控制和温 度控制等参数进行协调，以确 保整个拉深过程的稳定性和可
靠性。
拉深工艺的速度控制
速度控制是拉深工艺中的另一 个重要参数，它直接影响到工
件的表面质量和尺寸精度。
速度控制需要考虑到工件的材 质、厚度、润滑条件以及模具
拉深工艺的应用领域
汽车行业
汽车覆盖件、油箱、仪 表盘等部件的制造。
家用电器行业
电子行业
航空航天行业
空调、冰箱、洗衣机等 产品的外壳和内部零件
的制造。
手机、电脑等产品的外 壳和内部结构件的制造。
飞机蒙皮、机身部件等 高精度、高质量要求的
零件的制造。
拉深工艺的发展趋势
高精度、高质量
柔性化、个性化
随着科技的发展，对拉深工艺的精度和 产品质量要求越来越高，高精度、高质 量的模具和加工设备成为发展的趋势。
破裂。
凸模设计
凸模的作用是将材料拉入凹模， 因此需要具有足够的刚性和强度。 凸模的直径应与凹模相匹配，以
保持适当的间隙。
压边圈设计
压边圈的作用是控制材料流动， 防止材料起皱。压边圈的宽度和 重量应适中，以确保压力均匀。
拉深工艺与拉深模设计(二)
４．凸、凹模工作表面粗糙度 凹模： 型腔表面Ra0.8μm， 圆角表面Ra0.4μm 凸模： Ra1.6μm∼0.8μm ５．拉深凸模的出气孔尺寸
4.6.4 凸、凹模的结构形式
拉深凸模与凹模的结构形式取决于工件的形状、尺寸以 及拉深方法、拉深次数等工艺要求，不同的结构形式对拉 深的变形情况、变形程度的大小及产品的质量均有不同的 影响。 当毛坯的相对厚度较大，不易起皱，不需用压边圈压边 时，应采用锥形凹模。
3.压边圈的形式 （1）平面压边圈 适用于一般拉深模
（2）弧形压边圈 适用于 (t / D ×100) < 0.3 ， 且小凸缘和较大圆角半径
（3）带限位装置的压边圈 适于拉深板料较薄或带较宽凸缘的零件
（4）局部压边的压边圈 ） 适于拉深带宽凸缘工件
（5）带拉深筋的压边圈 适用于凸缘特别小或半球形工件
2．中间拉深的凸、凹模尺寸
Dd i = Di 0
+δ d 0 −δ p
D p i = (Ddi − Z )
式中：
Di—各工序的基本尺寸。 —
３．凸、凹模制造公差 非圆形凸、凹模的制造公差可根据工件的公 差来选定。工公差为 ITl3 级以上时, 和 可按IT6 ～8 级取，工件公差在 ITl4 级以下时, 按 ITl0 级 取；圆形凸凹模制造公差查表获得。
4.5 其它旋转体件的拉深
学习目标： 了解其它常见旋转体拉深件的结构、拉深过 程；理解它们的拉深工序安排。 教学要求： 能够计算阶梯圆筒件的拉深次数，确定各种 形状的阶梯圆筒件的拉深工序安排；理解难拉深 的球面、锥形等曲面旋转体拉深件的工艺方案。
4.5.1 阶梯圆筒件的拉深 1. 拉深次数 一次拉深的条件：
4.8 盒形件的拉深
拉深模设计(180柴油机通风口座子)
拉深模设计零件名称：180柴油机通风口座子生产批量：大批量材料：08酸洗钢板零件简图：如图17所示图17通风口座子设计步骤按如下程序进行(一)分析零件的工艺性这是一个不带底的阶梯形零件，其尺寸精度、各处的圆角半径均符合拉深工艺要求。
该零件形状比较简单，可以采用：落料一拉深成二阶形阶梯件和底部冲孔一翻边的方案加工。
但是能否一次翻边达到零件所要求的高度，需要进行计算。
1. 翻边工序计算一次翻边所能达到的高度：按相关表取极限翻边系数K最小=0.68由相应公式计算得：H最大=D/2(1-K最小)+0.43r+0.72δ=56/2(1-0.68)+0.43*8+0.72*1.5=13.48(mm)而零件的第三阶高度H=21.5>H最大=13.48。
由此可知一次翻边不能达到零件高度要求，需要采用拉深成三阶形阶梯件并冲底孔，然后再翻边。
第三阶高度应该为多少，需要几次拉深，还需继续分析计算。
计算冲底孔后的翻边高度h（见图18）：取极限翻边系数K最小=0.68拉深凸模圆角半径取r凸=2σ=3mm由相关公式得翻边所能达到的最大高度：h最大=D/2(1-K最小)+0.57r凸=56/2（1-0.68）+0.57*3=10.67（mm）取翻边高度 h=10(mm)计算冲底孔直径d:d=D+1.14r凸-2h=56+1.14×3-2×10=39.42(mm) 图18拉深后翻边实际采用Ф39mm。
计算需用拉深拉出的第三阶高度h´h´=H-h+r凸+δ=21.5-10+3+1.5=16（mm）根据上述分析计算可以画出翻边前需拉深成的半成品图，如图19所示。
2.拉深工序计算图19所示的阶梯形半成品需要几次拉深，各次拉深后的半成品尺寸如何，需进行如下拉深工艺计算。
计算毛坯直径及相对厚度：先作出计算毛坯分析图，如图20所示。
为了计算方便，先按分析图中所示尺寸，根据弯曲毛坯展开长度计算方法求出中性层母线的各段长度并将计算数据列于表6中。
一落料、首次拉深复合(复合模)及 计算各次拉深的工序件尺寸
一 罩盖坯料展开尺寸的计算
（1）确定修边余量△h
由h/d=46.36/40=1.16， 查表3-1得：△h=2.5
（2）计算拉深件坯料尺寸（表3-3）
由于零件材料厚度小于1，所以可直接按零件图中的标注尺寸计算，代入公式得： 2256.072.1)(4r dr h H d d D --∆++= =2225.034072.1)5.236.46(40440⨯-⨯⨯-+⨯+
=96mm
二 确定拉深次数
结论：此零件需3次拉深。
三 计算各次拉深的工序件尺寸
结论：此零件需3次拉深。
三 计算各次拉深的工序件尺寸
四工序件设计尺寸的计算
五拉深工艺方案的确定
方案一：落料→首次拉深→第二次拉深→最后一次次拉深（单工序冲模）→切边
方案二：落料、首次拉深复合（复合模）→第二次拉深→最后一次拉深→切边
方案1 模具结构简单，压力机吨位可较小，但需要五副模具才能完成零件的加工，生产率低，难以满足大批量生产要求。
方案2 采用落料、首次拉深复合模，所需压力的的吨位较大，用四副模具即可完成加工，操作方便，生产率高，能满足大批量生产要求。
结论：采用方案2
第三组：廖忠景。
圆筒形件拉深工艺计算
拉深工艺与拉深模设计
圆筒形件拉深工艺计算
三、圆筒形件拉深的压料力与拉深力
２．拉深力与压力机公称压力 （2）压力机公称压力
单动压力机，其公称压力应大于工艺总压力Fz。 工艺总压力为 Fz F FY
注意： 当拉深工作行程较大，尤其落料拉深复合时，应使工艺
力曲线位于压力机滑块的许用压力曲线之下。
在实际生产中，可以按下式来确定压力机的公称压力 Fg ： 浅拉深 Fg (1.6 ~ 1.8)Fz 深拉深 Fg (1.8 ~ 2.0)Fz
（１）工序件直径的确定
确定拉深次数以后，由表查得各次拉深的极限拉深系
数，适当放大，并加以调整，其原则是：
１）保证ｍ1ｍ2…ｍｎ＝ ２）使ｍ1＜ｍ2＜…ｍｎ
d D
最后按调整后的拉深系数计算各次工序件直径：
ｄ1＝ｍ1Ｄ ｄ2＝ｍ2ｄ1
…
ｄｎ＝ｍｎｄｎ－１
拉深工艺与拉深模设计
圆筒形件拉深工艺计算
二、拉深次数与工序件尺寸
极限拉深系数［m］
从工艺的角度来看，［m］越小越有利于减少工序数。
拉深工艺与拉深模设计
圆筒形件拉深工艺计算
一、拉深系数与极限拉深系数
２．影响极限拉深系数的因素
（1）材料的组织与力学性能 （2）板料的相对厚度t / D
t/D
［m］
（3）拉深工作条件
1）模具的几何参数 2）摩擦润滑 3）压料圈的压料力
拉深工艺与拉深模设计
圆筒形件拉深工艺计算
二、拉深次数与工序件尺寸
１．拉深次数的确定 （２）推算方法
1）由表4.4.1或表4.4.2中查得各次的极限拉深系数； 2）依次计算出各次拉深直径，即
ｄ1＝ｍ1Ｄ；ｄ2＝ｍ2ｄ1；…；ｄｎ＝ｍｎｄｎ－１； 3）当ｄｎ≤ｄ时，计算的次数即为拉深次数。
拉伸工艺与拉深模具设计
1.凸缘变形区的起皱 拉深过程中，凸缘区变形区的材料在切向压应力 σ 的作用下，可能会产生失稳起皱，如图 4.2.6 所示。 凸缘区会不会起皱，主要决定于两个方面：一方面是切向压应力 σ 的大小，越大越容易失稳起皱；另一方面 是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。这类似于材料力学中的压杆稳定问题。压杆是否稳定不仅 取决于压力而且取决于压杆的粗细。在 拉深过程中 是随着拉深的进行而增加的，但凸缘变形区的相对厚度 也在增大。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。
图 4.2.4
在厚度方向，由于压料圈的作用，产生压应力 ，通常 和 的绝对值比 大得多。厚度方向上材料的的变形 情况取决于径向拉应力 和切向压应力 之间比例关系，一般在材料产生切向压缩和径向伸长的同时，厚度有所 增厚，越接近于外缘，板料增厚越多。如果不压料（ =0），或压料力较小（ 小），这时板料增厚比较大。当 拉深变形程度较大，板料又比较薄时，则在坯料的凸缘部分，特别是外缘部分，在切向压应力 作用下可能失 稳而拱起，产生起皱现象。
此外，影响极限拉深系数的因素还有拉深方法、拉深次数、拉深速度、拉深件的形状等。 采用反拉深、软模拉深等可以降低极限拉深系数；首次拉深极限拉深系数比后次拉深极限拉深 系数小；拉深速度慢，有利于拉深工作的正常进行，盒形件角部拉深系数比相应的圆筒形件的
拉深系数小。 ３．极限拉深系数的确定 由于影响极限拉深系数的因素很多，目前仍难采用理论计算方法准确确定极限拉深系数。
拉深工艺及拉深模设计
拉深工艺及拉深模设计本章内容简介：本章在分析拉深变形过程及拉深件质量影响因素的基础上，介绍拉深工艺计算、工艺方案制定和拉深模设计。
涉及拉深变形过程分析、拉深件质量分析、圆筒形件的工艺计算、其它形状零件的拉深变形特点、拉深工艺性分析与工艺方案确定、拉深模典型结构、拉深模工作零件设计、拉深辅助工序等。
学习目的与要求：1．了解拉深变形规律、掌握拉深变形程度的表示；2．掌握影响拉深件质量的因素；3．掌握拉深工艺性分析。
重点：1. 拉深变形特点及拉深变形程度的表示；2．影响拉深件质量的因素；3．拉深工艺性分析。
难点：1．拉深变形规律及拉深变形特点；2．拉深件质量分析；3．拉深件工艺分析。
拉深：利用拉深模将一定形状的平面坯料或空心件制成开口空心件的冲压工序。
拉深工艺可以在普通的单动压力机上进行，也可在专用的双动、三动拉深压力机或液压机上进行。
拉深件的种类很多，按变形力学特点可以分为四种基本类型，如图5-1所示。
图5-1 拉深件示意图5.1 拉深变形过程分析5.1.1 拉深变形过程及特点图5-2所示为圆筒形件的拉深过程。
直径为D、厚度为t的圆形毛坯经过拉深模拉深，得到具有外径为d、高度为h的开口圆筒形工件。
图5-2 圆筒形件的拉深1．在拉深过程中，坯料的中心部分成为筒形件的底部，基本不变形，是不变形区，坯料的凸缘部分（即D-d的环形部分）是主要变形区。
拉深过程实质上就是将坯料的凸缘部分材料逐渐转移到筒壁的过程。
2．在转移过程中，凸缘部分材料由于拉深力的作用，径向产生拉应力，切向产生压应力。
在和的共同作用下，凸缘部分金属材料产生塑性变形，其“多余的三角形”材料沿径向伸长，切向压缩，且不断被拉入凹模中变为筒壁，成为圆筒形开口空心件。
3．圆筒形件拉深的变形程度，通常以筒形件直径d与坯料直径D的比值来表示，即m=d/D（5-1）其中m称为拉深系数，m越小，拉深变形程度越大；相反，m越大，拉深变形程度就越小。
5.1.2 拉深过程中坯料内的应力与应变状态拉深过程是一个复杂的塑性变形过程，其变形区比较大，金属流动大，拉深过程中容易发生凸缘变形区的起皱和传力区的拉裂而使工件报废。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能 加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压 件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分表现，从而获得较好的经济效益。
4.2.3 初选压力机 ................................................. 17 4.2.4 校核压力机的电动机功率 ..................................... 18 4.3 二次拉深工序压力计算 ............................................ 20 4.3.1 计算二次拉深工序压力 ....................................... 20 4.3.2 初选压力机 ................................................. 21 4.3.3 校核压力机的电动机功率 ..................................... 22 4.4 扩口力计算 ...................................................... 23 4.4.1 计算扩口工序压力 ........................................... 23 4.4.2 初选压力机 .................................................. 24 4.3.3 校核压力机的电动机功率 ..................................... 25 5 模具结构设计 .......................................................... 26 5.1 落料拉深工序模具设计 ............................................ 26 5.1.1 落料拉伸复合模选用原则 ..................................... 26 5.1.2 模具工作部分尺寸和公差计算 ................................. 26 5.1.3 模具其他零件的结构尺寸计算 ................................. 28 5.2 二次拉深工序模具设计 ............................................ 32 5.2.1 模具结构形式选择 ........................................... 32 5.2.2 模具工作部分尺寸和公差计算 ................................. 33 5.2.3 模具其他零件的结构尺寸设计 ................................. 33 结论 ..................................................................... 38 参考文献 ................................................................. 38 致 谢 ................................................................... 39
2.1 分析工件的冲压工艺性 ............................................. 3 2.2.1 工件形状 .................................................... 3
2.2 08F 材料的化学成分和机械性能...................................... 4 3 拉深工序计算 ........................................................... 5
关键词：拉深；成型工艺；拉裂
在毕业设计网注册后联系客服均可获赠您要求的毕业设计资料 客服 QQ：8191040 说明：本软件/论文系有偿阅读、使用，完整 CAD 图纸或源代码请联系客服购买 ****************************************************************** 全国最全毕业设计，详细目录请加 QQ8191040 索取 模具毕业设计（注塑模，冲压模），计算机毕业设计 （ASP, , C#, Delphi, JAVA, JSP, PB, VC,VB,VFP 等） 机械毕业设计，电子信息类毕业设计，土木路桥毕业设计等等 7 万余篇本科硕士论文，工商经管毕业论文 汉语言文学毕业论文 国际贸易学毕业论文 经济经管毕业论文 会计学论文 教育类毕业论文等
3.1 阶梯形筒形件的拉深工序计算原则 ................................... 5 3.1.1 阶梯形件拉深工序计算程序 ....................Biblioteka ............... 5
3.2 必要的工序计算 ................................................... 5 3.2.1 修边余量 δ 的确定........................................... 5 3.2.2 毛坯尺寸计算 ................................................ 5 3.2.3 判断阶梯筒形部分的拉深次数 .................................. 7 3.2.4 确定工件的制造工序步骤 ...................................... 8 3.2.5 画出拉深工序图 .............................................. 9
The coefficient of the deep drawing is important when you have to be sure whether it can make it in one time. The coefficient lies on the limit of the deformation degree every deep drawing process allows.
冲压的现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工
业部门越来越多地采用冲压加工方法加工产品零部件，如汽车，农机，仪器，电子，航 空，航天，家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少 则 60%上，多则 90%以上。因此可以说，如果生产中不广泛采用冲压工艺，许多工业部 门要提高生产效率和产品质量，降低生产成本，快速进行产品更新换代等都是难以实现 的。
1 绪论
一：冲压的特点和应用
冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生 分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料 进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲 压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成 所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就 难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就难以实现。
与机械加工及塑性加工的其他方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济
方面都具有许多独特的优点。主要表现如下：
1. 冲压加工的生产率高，且操作方便，易于实现机械化和自动化。这是因为冲压 是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普遍压力机的行程次数为每分钟几十次， 高速压力机每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一 个冲件。
2. 冲压时由模具保证了冲压件的尺寸和形状精度，且一般不破坏冲压材料的表面 质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压件的质量稳定，互换性好，具有“一 模一样”的特征。
3. 冲压可加工出尺寸范围较大，形状较复杂的零件，如小到钟表的秒针，大到汽 车纵梁，覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬
4. 化效应，冲压件的硬度和刚度均较高。
The air outlet valve covers the ramming craft and the mold design
Abstract
The deep drawing is a pressing process. It can make a sheet blank into a uncork piece with die. A process with deep drawing can manufacture workpiece in many shapes. And the tappered workpiece which includes broad protruding edge workpieces and narrow protruding edge workpieces is the most usual.
Key words:deep drawing。 forming process。 restriction crack
目录
摘 要 .................................................................. I Abstract ................................................................. II 1 绪论 ................................................................... 1 2 拉深件的工艺性分析 ..................................................... 3