带凸缘筒形件拉深模设计与制造
带凸缘拉深件模具设计说明书
设计题目：宽凸缘圆筒形件拉深模具设计。
设计与计算步骤：1. 拉深工艺计算（1）修边余量的确定查表4-2（来自《冲压模具课程设计指导与范例》——化学工业出版社，以下所查各表均出自此）得修边余量∆R=4.3（2）毛坯尺寸的计算查表4-4，知222212124342()4d d h r d d r d d ππ+++++-其中1d =72，2d =78，3d =84，4d =109.6，r=3，h=32 计算出D=152mm 。
（3）确定拉深次数和拉深系数查表4-9得工件第一次拉深的最大相对高度11/0.6h d = 查表4-10得第一次拉深时的拉深系数10.51m =/0.487h d =<11/0.6h d =,所以工件可一次拉出。
2. 拉深力的计算查表4-19. 13 3.14722410 1.1203.9l b F d t k KN πσ==⨯⨯⨯⨯=3. 压边力和压边装置的设计查表4-11，确定此拉深工艺需要采用压边圈，采用弹性压边装置td11-推杆; 12-推板；13-紧固螺钉； 14-紧固螺栓； 15-空心垫板； 16-压边圈； 17-螺母； 18-下模座压边力的计算： 221[(2)]4Y A F D d r P π=-+查表4-27、4-28。
计算得：22[152(7229.6)]334.8,49.6Y A F KN π=-+⨯⨯===其中r 4.压力机吨位的选择203.934.8238.7KN F F F >+=+=压拉压力机行程应满足：S>2.5h 100mm =工件 根据表9-9，选择压力机型号J23-80。
其主要技术规格如下。
KN mm mm mm mm⨯公称压力：1000最大装模高度：480工作台尺寸：7101080连杆调节量：100滑块行程：1305.拉深模结构设计（1）拉深凸、凹模圆角半径a.凹模圆角半径r 9.6A === b.凸模圆角半径(0.6~1)0.89.67.68T A r r ==⨯= （2）拉深凸、凹模间隙查表4-32，取单边间隙Z/2=2.2mm（3）凸、凹模工作零件尺寸计算A0.12A max00000T max T0.080.08D(0.75)80d0.75Z75.6DDδδ++---=-∆==-∆-==凹模尺寸凸模尺寸（）（80-0-4.4）其中A Tδδ、由表4-34查取。
凸缘圆筒形工件的拉深设计要点
凸缘圆筒形工件的拉深设计要点凸缘圆筒形工件的拉深设计要点:设计确定拉深模具结构时为充分保证制件的质量及尺寸的精度，凸缘圆筒形工件拉深设计注意点:拉深高度应计算准确，且在模具结构上要留有安全余量，以便工件稍高时仍能适应拉深凸模上必须设有出气孔，并注意出气孔不能被工件抱住面而失去作用3）有凸缘拉深件的高度取决于上模行程，模具中药设计限程器，以便于模具调整4）对于形状复杂，须经多次拉深的零件，需先做拉深模，经试压确定合适的毛坯形状和尺寸再做落料模，并在拉深模上按已定形的毛坯，设计安装定位装置。
5）弹性压料设备必须有限位器，防止压料力过大6）模具结构及材料要和制件批量适应7）模架和模具零件，要尽量是使用标准化8）放入和取出制件必须方便安全2、有凸缘圆筒形件的拉深方法及工艺计算有凸缘筒形件的拉深原理与一般圆筒形件是相同的，但由于带有凸缘，其拉深方法及计算与一般筒形件有一定差别。
1）有凸缘拉深件可以看成是一般筒形件在拉深未结束时的半成品，即只将毛坯外径拉深到等于法兰边直径d时的拉深过程就结束。
因此其变形力的压力状态和变形特点与筒形件相同。
2）根据凸缘的相对直径有凸缘筒形件可分为：窄凸缘筒形件和宽凸缘筒形件3、宽凸缘筒形件的工艺计算要点1）毛坯尺寸的技术，毛坯尺寸的计算仍按等面积原理进行，其中要考虑修边余量：根据拉深系数的定义，宽凸缘件总拉深系数仍可表示为：2）判断工件是否一次拉成，这只须比较工件实际所需的总拉深系数和h/d与凸缘件第一次拉深系数和极限拉深系数的相对高度即可。
M总>M1，当h/d4、拉深凸模和凹模的间隙拉深模间隙是指单面间隙，间隙的大小对拉深力，拉深件的质量，拉深模的寿命都有影响，若c值大时，凸缘区变厚的材料通过间隙时，校正和变形的阻力增加，与模具表面的摩擦，磨损严重，使拉深力增加，零件变薄，甚至拉破，模具寿命降低。
间隙小时得到的零件侧壁平直而光滑，质量好，精度较高。
间隙过大时，对毛坯的校直和挤压作用减小，拉深力降低，模具的寿命提高，但零件的质量变差，冲出的零件侧壁不直。
模具设计与制造专业毕业论文--方凸缘拉深冲裁模具设计
1 绪论模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。
用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。
模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。
模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60％~90％的产品的零件，组件和部件的生产加工。
20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。
改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。
近年来，每年都以15％的增长速度快速发展。
许多模具企业十分重视技术发展。
加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。
此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。
模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。
今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。
1.1国内模具的现状和发展趋势1.1.1国内模具的现状我国模具近年来发展很快，目前，我国制造业的资源已突破了企业——社会——国家的界线，制造业的国际化已是一个客观事实。
近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率（据不完全统计，2004年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口），到2005年模具产值预计为600亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右。
单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。
在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。
有凸缘筒形件拉深设计说明书
J I A N G S U U N I V E R S I T Y本科毕业论文有凸缘筒形件成型工艺与工装设计The process planning of the drawing of the tube-shaped flangepart.学院名称：材料学院专业班级：材料成型052学生姓名：秦亚飞指导教师姓名：刘忠德指导教师职称：教授2009年 5 月目录摘要 (1)引言 (1)第一章有凸缘筒形件拉深工艺分析 (1)§1.1 零件冲压工艺分析 (1)§1.2 拟定工艺方案 (1)1.2.1 冲压工序分析 (1)1.2.2判断拉深次数 (2)1.2.3判断是否需要压边力 (2)1.2.4确定各次拉深系数 (2)1.2.5确定各次拉深圆角半径 (3)1.2.6计算拉深高度 (3)1.2.7拟定工序图 (3)1.2.8拟定工艺方案 (3)§1.3 毛坯尺寸及排样设计 (4)1.3.1毛坯尺寸设计 (4)1.3.2排样设计 (4)第二章通过压力计算初选压力机 (5)§2.1 落料力的计算 (5)§2.2 正拉深相关力的计算 (5)2.2.1拉深力的计算 (5)§2.3 反拉深相关力的计算 (6)2.3.1 拉深力的计算 (6)2.3.2压边力的计算 (6)§2.4 压力机的选择 (6)2.4.1公称压力的计算 (6)2.4.2选择压力机 (6)第三章模具工作部分尺寸计算 (7)§3.1正拉深部分 (7)§3.2反拉深部分 (8)第四章模具结构设计 (9)§4.1复合模 (9)4.1.1 复合模的特点 (9)4.1.2 最小壁厚 (9)§4.2复合模正装与倒装的比较 (10)§4.3模具结构选择 (13)第五章模具主要零部件设计 (15)§5.1 正拉深凸、凹模的设计 (15)5.1.1模壁厚的计算 (15)5.1.2高度的确定 (15)5.1.3强度的校核 (15)5.1.4最大长度校核 (15)5.1.5结构形式 (15)§5.2 凸模的设计 (16)5.2.1长度的计算 (16)5.2.2强度的校核 (16)5.2.3最大长度校核 (16)5.2.4固定形式 (16)5.2.5结构形式 (16)§5.3落料凹模的设计 (17)5.3.1模壁厚的计算 (17)5.3.2刃壁高度 (17)5.3.3模具高度计 (17)5.3.4固定形式 (17)5.3.5结构形式 (17)§5.4落料凸模的设计 (18)5.4.1壁厚的计算 (18)5.4.2高度的计算 (18)5.4.3外缘直径D的计算 (18)5.4.4结构形式 (18)§5.5卸料板的设计 (19)5.5.1直径的计算 (19)5.5.2厚度的计算 (19)§5.6导料板的设计 (19)5.6.1直径的计算 (19)5.6.2厚度的计算 (19)§5.7压料装置的设计 (19)5.7.1结构形式 (19)5.7.2橡胶的设计 (20)§5.8顶料装置的设计 (20)第六章压力机校核及模具安装 (21)§6.1压力机的的选用 (21)§6.2 模具安装 (21)设计小结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)有凸缘筒形件拉深工艺分析及工装设计专业班级：材料成型052 学生姓名：秦亚飞指导教师：刘忠德职称：教授摘要：有凸缘筒形件被广泛用在很多领域和场合，例如发动机端盖等。
纯实战宽凸缘圆筒形拉伸件级进模具设计实例
宽凸缘圆筒形拉伸件级进模具设计实例定义：——凸缘的相对直径（d p包括修边余量）——相对拉伸高度（所有数据均取中性层数值）带凸缘圆筒形件拉伸一般分为两类:第一种：窄凸缘 = 1.1～1.4第二种：宽凸缘＞ 1.4计算宽凸缘圆筒形件工序尺寸原则：1.在第一次拉伸时，就拉成零件所要求的凸缘直径，而在以后的各次拉伸中，凸缘直径保持不变。
2.为保证拉伸时凸缘不参加变形，宽凸缘拉伸件首次拉入凹模的材料应比零件最后拉伸部分实际所需材料3%-10%（按面积计算，拉伸次数多去上限，拉伸次数少去下限），这些多余材料在以后各次拉深中逐次将1.5%-3%的材料挤回到凸缘部分，使凸缘增厚避免拉裂。
这对材料厚度小于0.5mm的拉伸件效果更显著。
凸缘圆筒形件拉伸工序计算步骤：1.选定修边余量（查表1）2.预算毛培直径3.算出x100 和，查表2第一次拉深允许的最大相对高度之值，然后与零件的相对高度相比，看能否一次拉成。
若≤则可一次拉出，若＞则许多次拉深，这是应计算各工序尺寸。
4.查表3第一次拉深系数m1，查表4以后各工序拉深系数m2、m3、m4……，并预算各工序拉深直径，得出拉深次数。
5.调整各工序拉深系数。
计算实例1.产品件简化凸缘直径：d p=74.9 拉伸直径：d=43.15 拉伸高度：H=19.5 材料厚度：t=1 2．修边余量表1 带凸缘拉深件修边余量凸缘尺寸dp相对凸缘尺寸 dp/d≤1.5 ＞1.5～2 ＞2～2.5 ＞2.5～325 1.6 1.4 1.2 1 50 2.5 2 1.8 1.6 100 3.5 3 2.5 2.2 150 4.3 3.6 3 2.5 200 5 4.2 3.5 2.7 250 5.5 4.6 3.8 2.8 300 6 5 4 3相对凸缘尺寸：=74/43.15=1.71 ；根据上面的表格(表1) 1.5<=1.71<2 ；50<dp=74 <100则，带凸缘的拉伸件修边余量：2～3，取值 3 则，带凸缘的拉伸件修边余量：Δd=3 mm3. 展开根据成型前后中性层的面积不变原理使用UG 测量出拉深件中性层面积7379.0492 mm ² （不推荐使用公式计算，个人感觉一般计算得数偏大，故本文省略公式） 则，展开尺寸D== 96.95≈97 mm凸缘直径：d 凸=80.9拉伸直径：d=43.15拉伸高度：H=19.5材料厚度：t=1修边余量：Δd=3展开直径：D=974. 拉深系数确定表2 带凸缘拉深件的首次拉深系数凸缘相对直径dp/d1 材料相对厚度x100≤0.2＞0.2～0.5 ＞0.5～0.1 ＞1～1.5 ＞1.5≤1.1 0.64 0.62 0.6 0.58 0.55 ＞1.1～1.3 0.60 0.59 0.58 0.56 0.53 ＞1.3～1.5 0.57 0.56 0.55 0.53 0.51 ＞1.5～1.8 0.53 0.52 0.51 0.50 0.49 ＞1.8～2 0.470.46 0.45 0.440.43凸缘相对直径dp/d1 材料相对厚度x100≤0.2 ＞0.2～0.5 ＞0.5～0.1 ＞1～1.5 ＞1.5 ≤1.1 0.45 0.50 0.57 0.65 0.75 ＞1.1～1.3 0.40 0.45 0.50 0.56 0.65 ＞1.3～1.50.350.40 0.45 0.500.58＞1.5～1.8 0.29 0.34 0.37 0.42 0.48＞1.8～2 0.25 0.29 0.32 0.36 0.42表4 带凸缘拉深件的以后各次拉深系数凸缘相对直材料相对厚度x100径dp/d1≤0.2 ＞0.2～0.5 ＞0.5～0.1 ＞1～1.5 ＞1.5 m2 0.80 0.79 0.78 0.76 0.75m3 0.82 0.81 0.80 0.79 0.78m4 0.85 0.83 0.82 0.81 0.80m5 0.87 0.86 0.85 0.84 0.82(1)验证可否一次完成拉伸材料相对厚度：t/D=1/97×100=1.03≈1凸缘相对直径：dp/d=80.9/43.15=1.87总的拉伸系数：M=d/D=43.15/97=0.45根据上表（附表2）：0.5< t/D ≤1；1.8< dp/d <2则有工艺切口的首次最小拉伸系数 M1=M根据上表（附表3）有工艺切口的首次拉伸最大相对高度：h/d=19.5/43.15=0.45>0.32所以，根据 M1=M 和 h/d=0.45>0.32 ,判定一次拉伸不能成功，需要多步拉伸。
课程设计带凸缘筒形件首次拉深的拉深模设计
课程设计带凸缘筒形件首次拉深的拉深模设计一、工艺分析1，冲压工艺方案的设定：考虑到零件的生产批量，经过分析得采用反拉深复合膜生产。
2，先剪切条料→落料→第一次拉深→……第四次拉深→修边。
二、工艺参数的计算 。
如上右图所示的拉深件。
（1） 查表4-6选取修边余量Δd 由d 凸d=7529=2.6 、 d 凸=75mm 得出Δd=2.2实际d 凸=75+2×2.2＝79.4≈79 （2），初算毛坯直径。
根据公式（4-9a ）得出：D ＝√d 12+4d 2h +2πr (d 1+d 2)+4πr 2+d 42−d 32，将d 1=20 d 2=29 d 3=38d 4=79 h=40 r=4 代入上式得出D=√202+4×29×40+2×3.14×4(20+29)+4×3.14×42+792−382 =√6472+4797≈106,其中6472为工件不包含凸缘部分的表面积，即零件实际需要拉深部分的面积。
（3），判断能否一次拉出。
由h d =4929=1.69 、d 凸d=7929=2.72 、 t D ×100=1106x100=0.94查表4-14得出h1d 1＝0.17﹣0.21、而零件实际需要的为1.69、因此不能一次拉深完成。
（4），计算拉深次数及各工序的拉深直径。
，因此需要用试凑法计算利用表4-14来进行计算，但由于有两个未知数m和d td1拉深直径。
下面用逼近法来确定第一的拉深直径。
的值为由于实际拉深系数应该比极限拉伸系数稍大，才符合要求，所以上表中d td11.5、1.6、1.7的不合适。
因为当d t的值取1.4的时候，实际拉深系数与极限拉深系数接近。
故初定第一次d1拉深直径d1=56.因以后各次拉深，按表4-8选取。
故查表4-8选取以后各次的拉深系数为当m2=0.77时d2=d1×m2=56×0.77=43mm当m2=0.79时d3=d2×m3=43×0.79=34mm当m3=0.81时d4=d3×m4=34×0.81=27mm＜29mm因此以上各次拉程度分配不合理，需要进行如下调整。
5 带凸缘筒形件的拉深
带凸缘筒形件的拉深
3.带凸缘圆筒16 带凸缘圆筒形件首次拉深的极限拉深系数
机械工程学院模具教研室
带凸缘筒形件的拉深
3.带凸缘圆筒形件的拉深系数 首次拉深可能达到的相对高度见表4-17
表4-17 带凸缘圆筒形件首次拉深的极限相对高度
模块五 带凸缘筒形件的拉深
机械工程学院 模具教研室
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复习引入
1.简述下图中拉深件模具设计的主要步骤?
工件名称：金属保护筒 生产批量：大批量 材料：08钢 材料厚度：2mm
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项目分析
工件名称：带凸缘外壳 生产批量：大批量
材料：08钢
材料厚度：2mm
完成右图中带
项目评价
项目内容 要 求 评定（3、2、1、0）
自评
组评
师评
带凸缘筒形件 了解带凸缘筒形件的拉深方法和工艺特 的拉深 征。
分组讨论 锻炼学生分析问题的思路及解决问题的 能力
项目完成质量 独立完成项目案例
意见与反馈
机械工程学院模具教研室
机械工程学院模具教研室
带凸缘筒形件的拉深
1.拉深方法
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（见图4-38） 通过多次拉深，逐渐缩小筒形部分直径和增加其高度 （图4-38a）。这种拉深方法就是直接采用圆筒形件的多次 拉深方法，通过各次拉深逐次减小直径，增加高度，各次 拉伸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。 采用高度不变法（图4-38b）,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。这种方法由于拉伸过程中变形区材 料所受到折弯较轻，所以拉成的零件表面较光滑，没有折 痕。但他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。
第三讲有凸缘件的拉深工艺和拉深力的计算
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四节 拉深力和压边力的计算
一、压边形式和压边力
（一）采用压边的条件 材料不起皱的条件： 锥形凹模
t t D 0.03(1 m) m 1) t t
普通平面凹模
D D 0.045(1 m) 0.045( 1 m 1)
首次拉深
以后各次拉深
D
0.03( 1
第四章 拉深工艺与拉深模设计
（二）窄凸缘圆筒形件的拉深 窄凸缘筒形件： d t / d 1.1 ~ 1.4 可作为一般无凸缘圆筒形件拉深，逐次拉出凸缘或锥形 凸缘，最后 校正压平成 水平凸缘。
拉深工艺计 算可参照无 凸缘圆筒形 件的计算过 程。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
（三）宽凸缘圆筒形件的拉深 宽凸缘筒形件：d t / d 1.4
若不满足条件，则增加压边装置或查表4-18判断材料 是否起皱，是否需要压边圈。源自第四章 拉深工艺与拉深模设计
（二）压边力计算
FQ Ap
Ａ―压料圈下坯料的投影面积；
ｐ―单位面积压料力，查表4-19；
圆筒形件首次拉深 2
FQ
D 4
( d1 2rA1 ) 2 p
圆筒形件以后各次拉深 FQ d 2 i 1 ( d i 2rAi ) 2 p 4 （ｉ＝2、3、…、ｎ）
拉深原则：
零件 m mc 与 h d h1 d 可一次拉深成形。
1
h 零件 m mc 或 h d 1 d
需多次拉深成形。
1
多次拉深的方法：
按表4-9的相对拉深高度或表4-10的第一次极限
拉深系数拉深成凸缘直径等于零件外缘直径dt的中
间过渡形状，以后各次拉深保持dt不变（此需严格 控制凸模进入凹模的深度），按下述方法继续拉深。
带凸缘筒形件拉深模工作零件设计实例汇总
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三、第三次拉深凸、凹模尺寸计算
零件标注内形尺寸（ 拉深凸模： ），计算应以凸模为基准。
拉深凹模：
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其他金属材料成型技术课程
带凸缘筒形件拉深模 工作零件设计实例
主讲教师：吕淑艳 包头职业技术学院
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目
1 1 2 3
录
首次拉深凸、凹模尺寸计算
第二次拉深凸、凹模尺寸计算
第三次拉深凸、凹模尺寸计算
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一、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，首先确定
拉深凸、凹模间隙，查表得拉深凸、凹模间隙系
数
，则间隙为
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拉深凹模
拉深凸模
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二、第二次拉深凸、凹模尺寸计算
第二次拉深后零件直径为Φ68.21mm，拉深凸、凹模
间隙值仍为2.25mm，由于第二次拉深为中间过渡工序件，
所以在计算时，既可以先计算凹模刃口尺寸，也可以先计 算凸模尺寸，本例中先计算凹模尺寸，具体如下。
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拉深凹模
拉深凸模
其他金属材料成型技术课程
带凸缘圆筒形件的拉深
带凸缘圆筒形件的拉深
带凸缘圆筒形件
带凸缘圆筒形件的拉深
1.1 窄凸缘圆筒形件的拉深
窄凸缘圆筒形件第一种拉深方法
带凸缘圆筒形件的拉深
1.1 窄凸缘圆筒形件的拉深
窄凸缘圆筒形件第二种拉深方法
带凸缘圆筒形件的拉深
1.2 宽凸缘圆筒形件的拉深
当 r凸 = r凹 = r 时，宽凸缘圆筒形件毛坯直径 D 为：
根据拉深系数的定义，宽凸缘圆筒形件的拉深系数为：
带凸缘圆筒形件的拉深
1.2 宽凸缘圆筒形件的拉深
宽凸缘圆筒形件的尺寸
带凸缘圆筒形件的拉深
1.2 宽凸缘圆筒形件的拉深
毛坯尺寸的 计算
判断工件是 否一次拉深
成形
凸缘件多次 拉深成形
原则
带凸缘圆筒形件的拉深
1.2 宽凸缘圆筒形件的拉深
这种工件通常采用 减小筒部直径、增加筒部 高度来达到最终尺寸。圆 角半径在整个拉深过程中 基本不变。
8）根据表4-5选取以后各次拉深系数 m2、m3、…、mn，并预算出 各工序的拉深直径 d2=m2d1、d3=m3d2、…、dn=mndn-1。 若 dn<d，按式（4-2）放大 K 值，于是各次拉深直径为：
d2 = m2d1K、d3 = m3d2 K、…、dn = mndn-1 K。
带凸缘圆筒形件的拉深
时，可一次拉成。否则需要多次拉成。 4）根据表4-8选取 m1，计算 d1=m1D。初选第1次拉深的相对凸 缘直径为 dt/d1=1.1，若 m1 选的不合理，选 dt/d1=1.2、1.3…，直 到 m1 选择合理为止。 5）按照式（4-3）、式（4-4）计算第1次拉深模的凹、凸模圆角 半径。 6）根据宽凸缘圆筒件的拉深原则来修正毛坯直径D，并计算首次 拉深半成品高度 h1 为：
冲压模具设计-带凸缘圆筒件
带凸缘圆筒拉深模设计班级：姓名：学号：日期：前言冷冲压模具的设计与制造一材料的塑性变形理论为基础，综合了塑性力学、机械力学、机械原理与设计、机械设计制造工艺等多学科的应用，是一门理论性和应用性很强的课程。
围绕冷冲模设计，前向有冲压工艺，后有制造工艺，在数字化技术应用高度发展的今天，冷冲模开发的三个层面已经高度集成，紧密融合在一起。
通过冷冲压的理论学习，然后再将理论知识用于实际中，不仅有助于理论知识的消化吸收，也可以提高自身的工程能力。
为此，进行必要的冷冲模的课程设计很有必要。
结合所学到的理论知识和自身掌握的情况，特以带凸缘的圆筒件来设计冷冲压模具。
此制件结构简单，容易上手学习，并且涵盖了所学的知识点，是一个很好的设计素材。
本设计大致分为三个部分，一是制件及模具的参数确定，一是模具的结构设计，一是制件的成形分析。
目录前言 (I)一制件工艺分析 (1)1.1 制件分析 (1)1.2坯料直径确定 (1)1.3 拉深成型次数计算 (2)1.4 凸凹模圆角半径计算 (3)1.5 拉深深度计算 (4)1.6 拉深力的计算 (4)1.7 凸凹模间隙计算 (5)1.8 凸凹模工件尺寸计算 (5)1.8.1 凸凹模计算公式 (5)1.8.2 公差确定 (6)1.9 凸模通气尺寸 (6)二拉深模结构设计 (8)2.1 拉深凸凹模结构 (8)2.2 模具总体结构的设计 (8)三 Dynaform软件仿真分析 (10)3.1网格划分 (10)3.2 毛坯轮廓线计算 (11)3.3 制件厚度分析 (11)3.4 主应力分布 (12)3.5 制件成形情况 (14)总结 (15)参考文献 (17)附表 (18)一制件工艺分析1.1 制件分析所选的制件为带凸缘圆筒件，剖视图如下，厚度为2mm，材料为08钢。
图1 带凸缘圆筒件此带凸缘圆筒件为旋转体，壁厚为2mm，整个结构尺寸较小，适合冲压成型。
底部外直径为42mm，筒深大约为60mm,材料为08钢，拉深性能较好，适合于拉伸成型。
带凸缘筒形件的拉深工艺数值模拟及模具设计
带凸缘筒形件的拉深工艺数值模拟及模具设计1. 引言1.1 背景和意义1.2 国内外研究现状分析1.3 论文主要内容介绍2. 拉深工艺数值模拟2.1 模型建立2.1.1 凸缘筒形件的特点2.1.2 数值模拟软件的选择2.1.3 模型的参数设置2.2 数值分析方法2.2.1 材料力学模型的选择2.2.2 模拟过程和结果分析2.3 结果讨论及验证2.3.1 模拟结果的有效性验证2.3.2 不同工艺条件下的模拟结果对比分析3. 模具设计3.1 设计原则和基本要求3.1.1 模具结构的设计要求3.1.2 模具的工艺设计3.1.3 模具的材料选择3.2 模具结构设计3.2.1 模具整体结构设计3.2.2 冲头和模具底板设计3.2.3 刮料板和导向装置的设计3.3 模具制造和调试3.3.1 模具加工和安装3.3.2 模具调试和性能评估4. 实验研究和结果分析4.1 实验方法和测量设备4.1.1 拉深实验环境的设计和控制4.1.2 测量设备及数据处理方法4.2 实验结果分析4.2.1 几何形状和尺寸的测量分析4.2.2 材料不均匀性和成形缺陷的分析4.3 实验结果的应用分析4.3.1 与数值模拟结果的对比分析4.3.2 工艺参数优化和工艺评估5. 结论和展望5.1 结论总结5.1.1 数值模拟和实验验证的一致性5.1.2 模具设计和制造的可行性和性能5.2 研究贡献和局限性5.2.1 研究对凸缘筒形件成形工艺的深入理解5.2.2 可能存在的方法和技术局限性5.3 展望和其他建议5.3.1 表现不足和未来研究方向5.3.2 对相关工业应用和发展的影响和建议第一章引言1.1 背景和意义凸缘筒形件是工业生产的重要组成部分，广泛应用于汽车、军工、机械等领域。
其具有良好的密封性、强度和刚性等特点，被广泛用于汽车发动机缸体、液压缸体、气缸套等部件的加工制造。
拉深是凸缘筒形件成形过程中的重要工艺之一，通过在凸缘部位形成逐渐变浅的锥形结构实现凸缘部位的成形。
有凸缘圆筒形件的拉深
有凸缘圆筒形件的拉深山东建筑大学备课纸三、有凸缘圆筒形件的拉深(一) 一次成形拉深极限，首先要讨论的问题:如何判断有凸缘筒形件能否一次拉出, ，在拉深有凸缘筒形件时，采用相同毛坯直径和相同工件直径时，可拉深出不同凸Dd1缘直径d和不同高度h的工件。
显然，工件t高度和凸缘直径都影响着实际变形程度，当工件凸缘直径越小，高度越大，其变形程度也越大。
因此用一般的m=d/D不能表11 达在拉深不同的d和h时的实际变形程度。
t，，筒形件第一次拉深的许可变形程度可用相应于d/d不同比值的最t1 大相对高度h/d来表示(表4-9)。
11 当工件的相对拉深高度h/d>h1/d1时，则该工件就不能用一道工序拉深出来，需要两次或多次才能拉出。
(二)窄凸缘圆筒形件拉深，d/d=1.1~1.4 t，其拉深系数确定、拉深工艺计算与无凸缘的圆筒形件相同。
，因凸缘很小，可以当作一般圆筒形件进行拉深，只在倒数第二道工序时才拉出凸缘或拉成锥形凸缘，最后校正成水平凸缘。
，若 h/d?1时，则第一次即可拉成口部具有锥形凸缘的圆筒形，最后校正凸缘即可。
(三)宽凸缘圆筒形件的多次拉深, 宽凸缘件的拉深原则:凸缘不能减小，一次成型。
第页山东建筑大学备课纸, 假若零件的拉深系数大于表4-10所给的第一次拉深系数极限值, 则该零件可一次拉成。
,,或者零件的相对高度小于表4-9所给的第一次拉深的最大相对高度值，则该零件可一次拉成。
宽凸缘件多次拉深工艺通常有两种情况:中小型零件( d <200mm): t减小圆筒形直径并增加其高度，r和r基本不变。
pd制成的零件，表面质量较差，容易在筒壁部分和凸缘上残留有中间工序中形成的圆角部分弯曲和厚度的局部变化的痕迹，所以最后要加一道整形工序大型零件( dt ,200mm)，厚料改变圆角半径r和r并减小圆筒形直径，高度基本不变。
pd制成的零件表面光滑平整，而且厚度均匀，不存在中间拉深工序中圆角部分的弯曲和局部变薄的痕迹。
带凸缘筒形件的拉深 PPT
带凸缘筒形件的拉深
带凸缘圆筒形件的拉深看上去很简单，好像是拉深无 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，最后在用切边或其它冲压加工方法完成工件所 需的形状。
当r=R时，坯料的直径为
所以
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。
带凸缘筒形件的拉深
3.带凸缘圆筒形件的拉深系数 带凸缘圆筒形件首次拉深的极限拉深系数见表4-16
带凸缘圆筒形件拉深与无凸缘圆筒形件拉深的最大 区别在于首次拉深，现结合实例说明其工序尺寸计算程 序。
项目实施
工件名称：带凸缘外壳
生产mm
项目任务： 1.对右图中的带凸缘筒形件进行拉深工艺分析？ 2.确定拉深件的工艺方案，完成工艺计算? 3.完成拉深模具总体设计，初选压力机设备？
1-上模座；2-凹模；3-凸模 ；4推件板；5-打杆；6-模柄 ；7-紧固螺钉M10；
3.带凸缘圆筒形件的拉深系数
带凸缘筒件的拉深系数为:
mt = d/D
式中 mt——带凸缘圆筒形件拉深系数；
D——拉深件筒形部分的直径
d——坯料直径
当拉深件底部圆角半径r与凸缘处圆角半径R相等，当r=R时， 坯料的直径为
带凸缘筒形件的拉深
3.带凸缘圆筒形件的拉深系数 当拉深件底部圆角半径r与凸缘处圆角半径R相等，
表4-16 带凸缘圆筒形件首次拉深的极限拉深系数
带凸缘筒形件的拉深
3.带凸缘圆筒形件的拉深系数 首次拉深可能达到的相对高度见表4-17
宽凸缘圆筒件落料拉深复合模具设计说明书
冲压工艺与模具设计课程设计报告设计题目宽凸缘圆筒件落料拉深复合模具设计学生姓名CYX学生学号专业班级学院名称机械与运载工程学院指导老师2016年 9月 9日摘要随着中国工业不断地发展，模具行业也显得越来越重要。
本文针对宽凸缘圆筒零件的冲裁工艺性和拉深工艺性，分析比较了成形过程的三种不同冲压工艺（单工序、复合工序和连续工序）。
简要分析了坯料形状、尺寸，排样、裁板方案，拉深次数，冲压工序性质、数目和顺序的确定。
进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算，并设计出模具。
还具体分析了模具的主要零部件（如凸凹模、卸料装置、拉深凸模、垫板、凸模固定板等）的设计与制造，凸凹模间隙调整。
列出了模具所需零件的详细清单，并给出了合理的装配图和零件图。
关键词：落料；拉深；复合模；凸缘圆筒件目录1 前言冲压模具在制造业的地位拉深工艺概述2 工件尺寸及分析工件尺寸等基本信息工件材料分析结构和精度分析3 工艺分析工序尺寸的计算模具类型的选择排样尺寸的计算4 落料拉深复合模整体方案设计整体工作原理概述各零件作用概述模具的形式判断是否选用压边圈拉深模间隙定位与卸料装置5 零件具体设计落料凹模落料拉深凸凹模拉深凸模卸料板凸凹模固定板垫板的设计模架导柱导套6 落料拉深冲压力的计算冲裁力卸料力、推件力和顶件力压边力的计算拉深力的计算压力机的选择结束语参考文献1 前言冲压模具在制造业的地位冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。
比如冲裁就是利用冲模使部分材料或工序件与另一部分材料、工（序）件或废料分离的一种冲压工序。
而拉深则是利用拉深模具将冲裁好的平板坯料或工序件变成开口空心件的一种成形冲压工艺。
冲压利用冲压模具对板料进行加工。
常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。
目前，工业生产中普遍采用模具成形工业方法，以提高产品的生产率和质量。
一般压力机加工，一台普通的压力机设备每分钟可成形零件几件到几十件，高速压力机的生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。
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正为
D （F凸 1.05F）4 / （8054 1.05 10806 ） 4 / mm
157 mm
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
d1 m1D 0.55 157 mm 86.35mm
取首次拉深凸、凹模圆角半径
dF / d 1.1
d2 [m2 ]d1 0.76 86.35 65.63mm
d3 [m3 ]d2 0.79 65.63 51.84mm 56mm
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 m2 0.79 ，则拉深后直径应为
d2 m2d1 0.79 86.35mm 68.21mm
第一次拉深的相对高度
h1 d1
35.80 86.35
0.415
，可查得当凸缘相
对直径
dF d1
122 1.41 86.35
，坯料相对厚度
t 100 1.5 100 0.96 时，
D
157
第一次拉深允许的相对高度为 h1 0.45 ~ 0.53 0.415 ，所以预定
d1
的m1是合理的。
（6）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，则拉深后筒形件直径分别为
零件的凸缘相对直径 dF 88 214 2.06，可查得修边余量
d
56.5
R 3mm，所以，修正后拉深件凸缘的直径应为122mm。
（2）确定坯料尺寸 查得有凸缘筒形件坯料计算公式为
D d F 2 4dh 3.44rd 1222 4 56.5 45 3.44 5.75 56.5mm
零件的坯料相对厚度
t 100 0.97 D
，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
m总
56.5 155
0.36 小于[m1]，所以需要多次拉深。
（4）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
156
.95
0.04 0
mm
DT
(DA
Z )0 min T
(156.95
0.132)
0 0.030
mm
156.81800.030
mm
（2）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 Z tmax Kt
确定拉深凸、凹模间隙值，查得 K 0.5 ，所以拉深凸、凹
模间隙值 Z 1.5mm 0.51.5mm 2.25mm ，则
40.88mm
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 （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φ 15700.，1 经计算其凹模、凸模刃口尺寸分别为
DA
( Dm ax
XΔ)
0
A
（157
0.5 0.1）00.04mm
计算第三次拉深的实际拉深系数
m3
56.5 68.21
0.83
，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
取第二次拉深凸、凹模圆角半径为 rA2 RT2 0.8RA1 0.8 8 6.5mm 设第二次拉深时多拉入2.5%的材料（其余2.5%的材料返回
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
1.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 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 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。
到凸缘上），则坯料直径应修正为
D （F凸 1.025F）4 / （8054 1.02510806） 4 / mm 156mm
第二次拉深后零件的高度为
h2
0.25 d2
(D2
dF2)
0.43(R2
r2 )
0.25 (156 2 122 2 )mm 0.43(7.25 7.25)mm 68.21
DA
(d1
t)0源自A(86.351.5)
0.05 0
mm
87.85
0.05 0
mm
DT
(DA
2Z
)
0 T
(87.85
4.5)
0 0.03
mm
83.3500.03
mm
（3）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
rA1 rT1 0.8 (D d1)t 0.8 （152 85.12）1.5mm 8mm
则第一次拉深高度为
h1
0.25 d1
(D2
dF
2)
0.43(R1
r1 )
0.25 (157 2 122 2 )mm 0.43(8.75 8.75)mm 86.35
35.80mm
（5）验算m1是否合理
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、 零件工艺计算
1.拉深工艺计算
零件材料厚度为1.5mm，所以所有计算以中径为准。
（1）确定零件修边余量
154.7mm 155mm
其中零件凸缘部分的表面积等于
F凸
4
[d F 2
(d
2R)2 ]
[1222 (56.5 2 5.75)2 ]mm2 4
8054mm2
零件除去凸缘部分的表面积为
F
4
D2
F凸
1522 mm2 8054mm2 4
10806mm2
（3）判定能否一次拉成