1、 带凸缘筒形件拉深模设计与制造实例带凸缘筒形件拉深模设计与制造实例材料：10钢料厚：1.5mm 一、工艺性分析一、工艺性分析 1.材料分析材料分析 10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. 结构分析结构分析 零件为一形状较复杂的有凸缘筒形件，且凸缘形状为异形。若拉深坯料直接制备成凸缘的形状，则拉深成形时坯料受力不均匀，零件形状与精度势必得不到保证，因此，拉深时坯料形状应为圆形，拉深结束后由切边工序保证凸缘外形。零件凸缘上有3个孔，为了保证孔的精度，其加工也放在拉深结束后冲裁。对于零件上的底孔则选择在冲压成形结束后钻孔加工，因为拉深件成型后具有一定的高度，采用冲孔
2、的方法凸模的长度较长，不利于保证模具寿命。此外，零件底部圆角半径与口部圆角半径均为R5，满足拉深件底部圆角半径大于一倍料厚、口部圆角半径大于两倍料厚的要求。 3. 精度分析精度分析 零件上只有高度和拉深件直径两个尺寸标注公差，经查表其精度等级都在IT14级以下，所以普通拉深即可达到零件的精度要求。 二、工艺方案制定二、工艺方案制定 零件的生产包括落料、拉深（需计算确定拉深次数）、切边、冲孔等工序，为了提高生产效率，可以考虑工序的复合，本例中采用落料拉深再次拉深末次拉深切边冲孔钻底孔的加工工艺路线。 三、三、 零件工艺计算零件工艺计算 1.拉深工艺计算拉深工艺计算 零件材料厚度为1.5mm，所以
3、所有计算以中径为准。 （1）确定零件修边余量）确定零件修边余量 零件的凸缘相对直径 ，可查得修边余量 ，所以，修正后拉深件凸缘的直径应为122mm。06. 25 .5614288ddFmm3R （2）确定坯料尺寸）确定坯料尺寸 查得有凸缘筒形件坯料计算公式为 其中零件凸缘部分的表面积等于 零件除去凸缘部分的表面积为 mm155mm7 .154mm5 .5675. 544. 3455 .56412244. 3422rddhdDF222222Fmm8054mm)75. 525 .56(1224)2(4RddF凸22222mm10806mm8054mm15244凸FDF （3）判定能否一次拉成）判定
4、能否一次拉成 零件的坯料相对厚度 ，凸缘相对直径等于2.06，经查其第一次拉深极限拉深系数m1=0.42，计算零件的总拉深系数 小于m1，所以需要多次拉深。 （4）预定首次拉深工序件尺寸）预定首次拉深工序件尺寸 为了在拉深过程中不使凸缘部分再变形，取第一次拉入凹模的材料比零件相应部分表面积多5%，故坯料直径应修正为97. 0100 Dt36. 01555 .56总mmm157mm/41080605. 18054/405. 1）（）（凸FFD 初选 ，由参考文献查得首次拉深极限拉深系数m1=0.55，取m1=0.55，则首次拉深筒形件直径为 取首次拉深凸、凹模圆角半径 则第一次拉深高度为1 .
5、1/ddFmm35.86mm15755. 011Dmdmm8mm5 . 112.851528 . 0)(8 . 01T1A1）（tdDrrmm80.35mm)75. 875. 8(43. 0mm)122157(35.8625. 0)(43. 0)(25. 022112211rRdDdhF （5）验算）验算m1是否合理是否合理 第一次拉深的相对高度 ，可查得当凸缘相对直径 ，坯料相对厚度 时，第一次拉深允许的相对高度为 ，所以预定的m1是合理的。 （6）计算以后各次拉深的工序件直径）计算以后各次拉深的工序件直径 查得以后各次拉深极限拉深系数分别为 m2=0.76， m3=0.79，则拉深后筒形件
6、直径分别为415. 035.8680.3511dh41. 135.861221Fdd96. 01001575 . 1100Dt415. 053. 045. 011dhmm63.6535.8676. 0122dmdmm56mm84.5163.6579. 0233dmd 所以零件共需进行3次拉深。调整各次拉深系数，取第二次实际拉深系数 ，则拉深后直径应为 计算第三次拉深的实际拉深系数 ，其数值大于第三次拉深极限系数和第二次拉深实际拉深系数，所以，以上调整合理。 （7）计算以后各次拉深的工序件高度）计算以后各次拉深的工序件高度 取第二次拉深凸、凹模圆角半径为 设第二次拉深时多拉入2.5%的材料（其余
7、2.5%的材料返回到凸缘上），则坯料直径应修正为79. 02mmm21.68mm35.8679. 0122dmd83. 021.685 .563mmm5 . 688 . 08 . 0A1T2A2RRrmm156mm/410806025. 18054/4025. 1）（）（凸FFD 第二次拉深后零件的高度为mm88.40mm)25. 725. 7(43. 0mm)122156(21.6825. 0)(43. 0)(25. 022222222rRdDdhF第三次拉深后工序件尺寸应为零件要求尺寸。拉深工序件图见下图。 2.落料拉深复合模工艺计算落料拉深复合模工艺计算 （1）落料凸、凹模刃口尺寸计算
8、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 ，经计算其凹模、凸模刃口尺寸分别为 （2）首次拉深凸、凹模尺寸计算）首次拉深凸、凹模尺寸计算 第一次拉深件后零件直径为86.35mm，由公式 确定拉深凸、凹模间隙值，查得 ，所以拉深凸、凹模间隙值 ，则01 . 0157mm95.156mm1 . 05 . 0157)(04. 0004. 000maxAA）（XDDmm818.156mm)132. 095.156()(0030. 00030. 00minTTZDDAKttZmax5 . 0Kmm25. 2mm5 . 15 . 0mm5 . 1Zmm85.87mm)5 . 135.86()
9、(05. 0005. 0001AAtdDmm35.83mm)5 . 485.87()2(003. 0003. 00TTZDDA （3）排样计算）排样计算 零件采用单直排排样方式，查得零件间的搭边值为1.0mm，零件与条料侧边之间的搭边值为1.2mm，若模具采用无侧压装置的导料板结构，则条料上零件的步距为158mm，条料的宽度应为 选用规格为1.5mm900mm1500mm的板料，计算裁料方式如下。 裁成宽160.4mm，长900mm的条料，则每张板料所出零件数为 裁成宽155.4mm，长1500mm的条料，则每张板料所出零件数为：mm4 .160mm) 12 . 12157()2(07 . 0
10、07 . 00maxcaDB45591589004 .1601500 两种裁法的材料利用率相同，为了便于工人的操作，选用第一种裁法。排样图如下图所示。459515815004 .160900 （3）力的计算）力的计算 模具为落料拉深复合模，动作顺序是先落料后拉深，现分别计算落料力、拉深力和压边力。kN308N52.307619N3205 . 115714. 33 . 1KLtF落kN138N89.138280N85. 04005 . 135.8614. 311KtdFb拉kN24N43.23943N2 . 2)825 . 135.86(1574)2422212PrtdDFA（压 3.第二次拉深
11、模工艺计算第二次拉深模工艺计算 （1）拉深凸、凹模尺寸计算）拉深凸、凹模尺寸计算 第二次拉深件后零件直径为68.21mm，拉深凸、凹模间隙值仍为2.25mm，则 （2）拉深力计算）拉深力计算mm71.69mm)5 . 121.68()(05. 0005. 0002AAtdDmm21.65mm)5 . 471.69()2(003. 0003. 00TTZDDAkN85N04.84815N66. 04005 . 121.6822KtdFb拉 4.第三次拉深模工艺计算第三次拉深模工艺计算 （1）拉深凸、凹模尺寸计算）拉深凸、凹模尺寸计算 因为零件标注内形尺寸（ mm），所以要先计算凸模，即 （2）拉
12、深力计算）拉深力计算0155mm4 .54mm) 14 . 054()4 . 0(003. 0003. 00minTTddmm4 .59mm)54 .54()2(05. 0005. 000TAAZddkN70N36.70254N66. 04005 . 15 .5633KtdFb拉 5.冲孔切边复合模工艺计算冲孔切边复合模工艺计算 （1）切边凸、凹模尺寸计算）切边凸、凹模尺寸计算 刃口尺寸计算采用分开制造法，具体尺寸为 、 、 ，落料凹模刃口尺寸计算如下 ： 取凹模制造公差为 取凸模制造公差为 则：mm72030. 0mm4R018. 0mm14R022. 0mm043. 0mm)132. 02
13、4. 0(4 . 04 . 0minmaxA）（ZZmm065. 0mm)132. 024. 0(6 . 06 . 0minmaxT）（ZZmm85.71mm3 . 05 . 072)(065. 00065. 000maxA1A）（XDDmm718.71mm)132. 085.71()(0043. 00043. 00minT1TZDDA 和 均为单边磨损尺寸，计算时，间隙值与公差值都取以上数值的一半，则有mm4R018. 0mm14R022. 0mm910. 3mm18. 05 . 04)(032. 00032. 000maxA2A）（XDDmm844. 3mm)066. 091. 3()2/
14、(0020. 0002. 00minT2TZDDAmm890.13mm22. 05 . 014)(032. 00032. 000maxA3A）（XDDmm824.13mm)066. 089.13()2/(0020. 0002. 00minT3TZDDA（2）冲孔凸、凹模尺寸计算mm215.11mm43. 05 . 011)(0043. 00043. 00minTT）（Xddmm347.11mm)132. 0215.11()(065. 00065. 000minTAAZdd （3）力的计算）力的计算 模具是一套落料冲孔复合模，采用废料切刀去除切边废料，其所需冲裁力和推件力分别为kN268N64.
15、267920N3205 . 1)1114. 3374.325(3 . 1tLLKF）（冲孔切边冲kN59kN268055. 04冲推推FnKF则所需总工作力kN327kN)59268(推冲总FFF 四、模具零部件设计四、模具零部件设计 1.第二次拉深模零部件设计第二次拉深模零部件设计 取拉深凹模的壁厚为60mm，计算得出凹模外径等于190mm，由此选用后置导柱模架，其具体规格为： 上模座200mm200mm45mm， 下模座200mm200mm50mm， 导柱32mm190mm，导套32mm105mm43mm。 为保证拉深件的高度，模具采用两个限位柱。 2.切边冲孔复合模部件设计切边冲孔复合模
16、部件设计 （1）标准模架的选用）标准模架的选用 标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。由凹模高度和壁厚的计算公式得，mm22mm11219. 0 KbHmm40mm228 . 1)25 . 1 (HC 所以凹模的外径为 。 以上计算均为参考值，凹模的具体尺寸在模具图绘制过程中可做适当调整。模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，查得模架规格为： 上模座200mm200mm45mm， 下模座200mm200mm50mm， 导柱32mm190mm，导套32mm105mm43mm。 （2）其它零部件结构）其它零部件结构 凸凹模和冲孔凸模由固定板固定，都采用过渡配合关系。模
17、柄采用凸缘式模柄，根据设备上模柄孔尺寸，选用规格A50100的模柄。 废料切刀的规格为14mm8mm18mm。 mm192mm402mm112D五、部分模具装配图与零件图五、部分模具装配图与零件图123456789 10 11121314151617第二次拉深模具第二次拉深模具装配图装配图1098765432121201918171615141312112322切边冲孔复合模切边冲孔复合模模具装配图模具装配图沿周沿周A切边冲孔复合模切边冲孔复合模切边凹模零件图切边凹模零件图沿周切边冲孔复合模切边冲孔复合模切边冲孔凸凹模切边冲孔凸凹模零件图零件图沿周沿周切边冲孔复合模切边冲孔复合模推件块零件图推件块零件图A切边冲孔复合模切边冲孔复合模凸凹模固定板零凸凹模固定板零件图件图BA切边冲孔复合模切边冲孔复合模冲孔凸模零件图冲孔凸模零件图
