拉深模具设计说明

8 拉深模具设计

本章容：各种拉深模具结构与工作原理，单动压力机

拉深模、双动压力机拉深模；首次拉深

模、以后各次拉深用拉深模(后次拉深

模)；单工序拉深模、落料拉深模、落料

拉深冲孔模、落料正反拉深冲孔翻边模

等。

本章难点：单动压力机拉深复合模的工作原理、结构。

8.1 单动压力机首次拉深模

单动压力机首次拉深模所用的毛坯一般为平面形状，模具结构相对简单。根据拉深工作情况的不同，可以分为几种不同的类型。

8.1.1 无压边圈的拉深模

适用于底部平整、拉深变形程度不大、相对厚度(t/D)较大和拉深高度较小的零件。

图8.1 无压边圈有顶出装置的拉深模

图8.2 无压边圈工件拉深模8.1.2 带压边圈的拉深模

图8.3 带固定压边圈的拉深模

图8.4 有弹性压边装置的正装式拉深模

图8.5 有弹性压边装置的倒装式拉深模

图8.6 凸缘件拉深模(定距垫块)

图8.7 凸缘件拉深模(打料块定距) 8.2 单动压力机后次拉深模

由于首次拉深的拉深系数有限，许多零件经首次拉深后，其尺寸和高度不能达到要求，还需要经第二次、第三次甚至更多次拉深，这里统称为后次拉深。后次拉深模的定位方式、压边方式、拉深方法以及所用毛坯与首次拉深模有所不同。

图8.8 无压边圈的后次拉深模

图8.9 无压边圈的反向后次拉深模

图8.10 有压边圈的反向后次拉深模

图8.11 双动正反向拉深原理

图8.12 有压边圈的后次拉深模

8.3 单动压力机落料拉深模

拉深工序可以与一种或多种其他冲压工序(如落

料、冲孔、成形、翻边、切边等)复合，构成拉深复合模。在单动压力机的一个工作行程，落料拉深模可完成落料、拉深两道(甚至更多道)工序，工作效率高，但结构较复杂，设计时要特别注意模具中所复合的各冲压工序的工作次序。

8.3.1 凸缘制件的落料拉深模

图8.13 带凸缘制件落料拉深复合模

8.3.2 球形制件落料拉深模

图8.14 球形制件落料拉深复合模

8.3.3 矩形制件落料拉深模

图8.15 油箱落料拉深复合模

图8.16 矩形制件落料拉深复合模

8.3.4 落料拉深压形模

图8.17 落料拉深压形复合模8.3.5 落料拉深冲孔模

图8.18 落料拉深冲孔复合模

图8.19 拉深切边冲孔复合模

8.4 单动压力机落料、正反拉深、冲孔和翻边复合模

图8.20 落料、正反拉深、冲孔翻边复合模8.5 双动压力机拉深模

图8.21 双动压力机大型零件拉深模(凸模导

向)

图8.22 双动压力机大型零件拉深模(压边圈导

向)

8.6 拉深模设计实例

如图8.23所示零件，材料为08钢，厚度1mm t =，大批量生产。试确定拉深工艺，设计拉深模。

8.6.1 零件的工艺性分析

该零件为带凸缘筒形件，要求形尺寸，料厚1mm t =，没有厚度不变的要求；零件的形状简单、对称，底部圆角半径2mm r =＞t ，凸缘处的圆角半径2mm 2R t ==，满足拉深工艺对形状和圆角半径的要求；尺寸0.10

20.1mm φ+为IT12级，其余尺寸为未注公差，满足拉深工艺对精度等级的要求；零件所用材08钢的拉深性能较好，易于拉深成形。

综上所述，该零件的拉深工艺性较好，可用拉深工序加工。

图8.23 带凸缘筒形件

8.6.2 工艺方案确定

为了确定零件的成形工艺方案，先应计算拉深次数及有关工序尺寸。板料厚度t =1mm ，按中线尺寸计算。

1. 计算坯料直径

根据零件尺寸查表4-2（P111）得切边余量2.2mm R ∆=，故实际

凸缘直径t (55.4d =+2 2.2)mm 59.8mm ⨯=。由表7-6查得带凸缘圆筒件的坯料直径计算公式为

222221122436.2884 6.28 4.56D d rd r d h Rd R d d =++++++-

确定各参数为116.1mm d =， 2.5mm R r ==，221.1mm d =，27mm h =，326.1mm d =，4

59.8mm d =， 代入上式得：32002895mm 78mm D =+≈。

式中：3200mm 2为筒形部位的表面积，2895 mm 2为凸缘部位的表面积。 2. 判断可否一次拉深成形

根据/1/78 1.28%t D ==，t /59.8/21.1 2.83d d ==，/32/21 1.52H d ==，t /21.1/780.27m d D ===，

查表4-6（P120）可知1

[]0.35m =，说明该零件不能一次拉深成形，需要多次拉深。 3. 确定首次拉深工序件尺寸

初定t 1/ 1.3d d =，查表7-8得1[]0.51m =，取1

0.52m =，则：

110.5278mm 40.5mm d m D =⨯=⨯=

取11 5.5mm r R ==

为了使以后各次拉深时凸缘不再变形，取首次拉入凹模的材料面积比最后一次拉入凹模的材料面积(即筒形部位的表面积)增加5%，故坯料直径修正为

3200105%2895mm 79mm D =⨯+≈

可

得首次拉深高

度为：22221t 111111

0.250.14()0.43()()H D d r R r R d d =-+++- 220.25(7959.8)0.43(5.5 5.5)mm 21.2mm 40.5⎡⎤=⨯-+⨯+=⎢⎥⎣⎦

验算所取1m 是否合理：根据/1/78 1.28%t D ==，

t 1/59.8/40.5 1.48d d ==查表4-7（P120）可知11

[/]0.58H d =。因为1111/21.2/40.50.52[/]H d H d ==<，因此所取1

m 是合理的。 4. 计算以后各次拉深的工序件尺寸

查表7-8，得到2[]0.75m =，3[]0.78m =，4[]0.80m =，则： 221[]0.7540.5mm 30.4mm d m d =⨯=⨯=

332[]0.7830.4mm 23.7mm d m d =⨯=⨯=

443[]0.8023.7mm 19.0mm d m d =⨯=⨯=

因为323.721.1d =>，419.021.1d =<，故共需四次拉深。 调整以后各次拉深系数，取2[]0.77m =，3[]0.80m =，

4[]0.844m = (必须保证421.1d =)。

所以以后各次拉深工序件的直径为

2210.7740.5mm 31.2mm d m d =⨯=⨯=

3320.8031.2mm 25.0mm d m d =⨯=⨯=

4430.84425.0mm 21.1mm d m d =⨯=⨯=

以后各次拉深工序件的圆角半径取：

22 4.5mm r R ==，33 3.5mm r R ==，44

2.5mm r R ==

设第二次拉深时多拉入3%的材料(其余2%的材料返回到凸缘上)，第三次拉深时多拉入1.5%的材料(其余 1.5%的材料返回到凸缘上)，则第二次和第三次拉深的假想坯料直径分别为

3200103%2895mm 78.7mm D '=⨯+=