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拉深模具设计PPT课件

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拉深工艺与模具设计-PPT精品

拉深工艺与模具设计-PPT精品
坯所受拉力过大而断裂报废。 使模具磨损加剧，模具的寿命大为降低。 皱纹在工件的侧壁上保留下来，影响零件的外观质量。
拉深时会不会起皱，取决于下列几方面主要因素：
(1)凸缘部分的相对厚度 t D
凸缘部分相对厚度小，板料抗纵向弯曲能力小，就容易起皱。 （——相当于压杆的直径小）
(2)切向压应力的大小
12
4.1 拉深过程分析 三、拉深变形中的特殊问题
1.起皱
受切向压应力 的 作用，凸缘部分，特别是凸缘外边部分的材
料可能会失稳，而沿切向形成高低不平的皱折(拱起)：
——类似于压杆的失稳 起皱
13
4.1 拉深过程分析
14
4.1 拉深过程分析
起皱的危害表现在三个方面： 厚度尺寸加大，很难通过凸、凹模间隙拉入凹模，故容易使毛
开始拉深时 Rt ，R则0 ：
rmax1.1mlnRr0
随着拉深的进行

r
逐渐增大，大约进行到
max
R t0.7~0.9R 0
时，便出现最大值

ma，x 以后随着拉深的进行，
r max
又 r逐ma渐x
减小，直到拉深结束 Rt 时r ， 减r m小ax 为零。
29
4.2 拉深过程的力学分析
的 大小取决于变形程度。变形程度大，需要转移的剩余材料
多，则 大 ， 就容易起皱。
15
4.1 拉深过程分析 (3)凹模工作部分几何形状
与平端面凹模相比，锥形凹模允许用相对厚度较小的毛坯而不 起皱：
16
4.1 拉深过程分析 锥形凹模拉深：
17
4.1 拉深过程分析
生产中可用下述条件概略估算无压边圈拉深时是否会起皱：
20
4.1 拉深过程分析 2.拉裂 筒壁与底部转角稍上部位的材料易被拉断。 拉裂 拉深后得到的工件，其厚度沿底部向口部是不同的：

第四章 拉深工艺及模具设计PPT课件

第四章 拉深工艺及模具设计PPT课件
材料的力学性能
屈强比 s 小b ，板料不容易起皱。
23.09.2020
18
拉深过程中起皱条件
平端面凹模拉深时，毛坯首次拉深不起皱的条件：
t 0.09~0.071d
D
D
锥形凹模首次拉深时，材料不起皱的条件：
t 0.031 d
D
D
采用或不采用压边圈的条件
拉深方法
用压边圈 可用可不用 不用压边圈
23.09.2020
28
【例】如图所示的圆筒形拉深件，材料为08钢，料厚为2 mm，求其毛
坯尺寸。
解： h200t 2001199 2
d90t 90288
因该零件相对高度
h /d 1/9 8 9 8 2 .26
而高度 h19 195 ~2 000
查表4-3可知，修边余量 8mm，因而毛坯直径为 d1 82 mm
23.09.2020
22
筒壁的拉裂
主要取决于： 一方面是筒壁传力区中的拉应力；另一方面是筒壁传力区 的抗拉强度。
当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时，拉深件就会在底部圆 角与筒壁相切处——“危险断面”产生破裂。
防止拉裂的措施：
根据板材的成形性能，采用适当的拉深比和压边力，增加凸模 的表面粗糙度，改善凸缘部分变形材料的润滑条件，合理设计模具
它是冲压基本工序之一。可以加工旋转体零件，还可加 工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件。
23.09.2020
3
拉深工艺分类：
不变薄拉深： 把毛坯拉压成空心体，或者把空心体拉压成外
形更小而板厚没有明显变化的空心体的冲压工序。
变薄拉深： 是指凸、凹模之间间隙小于空心毛坯壁厚，把
空心毛坯加工成侧壁厚度小于毛坯壁厚的薄壁制件 的冲压工序。

拉伸工艺及拉伸模具设计

拉伸工艺及拉伸模具设计
凹模洞口的最大拉应力和凸缘最外边的最大压应力。 2.筒壁传力区的受力分析
（1）压边力 引起的摩擦力
FQ 该摩擦应力为：
M
2uFQ
dt
18
（2）材料流过凹模圆角半径产生弯曲变形的阻力 可
根据弯曲时内力和外力所作功相等的条件按下式计算：
W
1 4
b
rd
t t
2
（3）材料流过凹模圆角后又被拉直成筒壁的反向弯
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ曲力仍按式上式进行计算:
'W
W
1 4
b
rd
t t
2
拉深初期凸模圆角处的弯曲应力也按上式计算，即：
''W
1 4
b
rp
t t
2
19
（4）材料流过凹模圆角时的摩擦阻力 通讨凸模圆角处危险断面传递的径向拉应力即为：
p
1max
M
2 w
'' w
eμα
p
1.1 m
ln
Rt r
2FQ dt
b
t 2rd t
侧壁上变成了间距相等的垂线，如图4.1.3所示，以前的扇形 毛坯网格变成了拉深后的矩形网格。
9
10
11
4.1.2拉深过程中变形毛坯各部分的应力与应变状态
拉深过程中某一瞬时毛坯变形和应力情况(如图4.1.5)
1.平面凸缘部分
主要变形区
2.凹模圆角区
过渡区
3.筒壁部分
传力区
4.凸模圆角部分
过渡区
5.圆筒底部分
有凸缘筒形件的拉深系数
m d
1
D (dt / d ) 4h / d 3.44r / d

拉深工艺与拉深模设计课件.pptx

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3．在保证装配要求的前提下，应允许拉深件侧壁有一定的斜 度。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第六节 拉深件的工艺性
二、拉深件的结构工艺性（续）
4．拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距离应满足： ａ≥Ｒ+0.5ｔ（或 rd + 0.5ｔ）
5．拉深件的底与壁、 凸缘与壁、矩形件四 角的圆角半径应满足：
rd ≥ｔ，Ｒ≥2ｔ，ｒ≥3ｔ。 否则，应增加整形工序。
• 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行 8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:10
第七节 拉深模的典型结构
二、后续工序拉深模
1.无压边装置的后续工序拉深模 2.有压边装置的后续工序拉深模
无压边装置反拉深模 3.反拉深模 压边圈在上模的反拉深模
压边圈在下模的反拉深模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第七节 拉深模的典型结构
三、落料拉深复合模
正装落料拉深复合模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第六节 拉深件的工艺性
二、拉深件的结构工艺性（续）
6．拉深件不能同时标注内外形尺寸；带台阶的拉深件，其高 度方向的尺寸标注一般应以底部为基准，若以上部为基准，高 度尺寸不易保证。
带台阶拉深件的尺寸标注
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第六节 拉深件的工艺性
三、拉深件的材料
用于拉深的材料一般要求具有较好的塑性、低的屈强比、 大的板厚方向性系数 b / t 和小的板平面方向性。

4.5拉深模具设计

4.5拉深模具设计
式中：F——拉深时的最大工序力（最大拉深 力、压边力和其它力的总和），KN；

深度拉深件或落料拉深复合模：
应使工艺力曲线位于压力机滑块 的许用压力曲线之下，还需对压力机 的电机功率进行校核
三. 压力机的选择

深度拉深件或落料拉深复合模：
1 F1 max h1
1000
① 计算拉深功A
首次拉深：
以后各次拉深：
凸、凹模工作部分形状
带压边圈的拉深
：
a：用于直径d≤100mm的拉深件
b：用于直径d＞100mm的拉深件
五. 拉深工艺的辅助工序

润滑
热处理
目的：消除加工硬化及残余应力

对于普通硬化金属（如08钢、10钢、15钢等）， 若工艺过程正确，模具设计合理，一般可不要进行中 间热处理。 对高度硬化金属（如不锈钢、耐热钢等），一般 一、二道工序后就要进行中间热处理。
凸模圆角的影响
：
凸模圆角rp↓↓→rp处弯曲变形程度 ↑→“危险断面”受拉力大→工件易产生局部变薄； 凸模圆角rp↑↑→凸模与毛坯的接触面↓→ 易产生底部变薄和内皱
四. 凸、凹模工作部分的尺寸设计
凹模圆角半径rd的计算
：
首次拉深： d r
1
0.8 ( D d )t
以后各次拉深： d n
r (0.6 ~ 0.8)rdn1
式中：rd1、rdn-1、rdn——首次、第（n－1）次和第n 次拉深模的凹模圆角半径 D——毛坯直径；d——中径；t——工件厚度。
有平面凸缘拉深件，最后一次拉深时：
凹模圆角半径应和拉深件的一致，即rdn＝r。
四. 凸、凹模工作部分的尺寸设计
凸模圆角半径rd的计算
四. 凸、凹模工作部分的尺寸设计

模具设计5拉深工艺与模具

模具设计5拉深工艺与模具

•（二）有压边圈装置的简单拉深模
•
正装拉深模
•凸模较长，行程不大。
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•
倒装拉深模
•锥形压边圈将毛坯压成锥形有 利于拉深变形。
模具设计5拉深工艺与模具
•（三）压边圈装置分析 •1、弹性压边装置（用于普通单动压力机）
•a)橡皮压边装置
b)弹簧压边装置
c)气垫压边装置
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模具设计5拉深工艺与模具
模具设计5拉深工艺与模 具
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2020/11/20
模具设计5拉深工艺与模具
概述
• 拉深是将平面板料变成各种开口空心件的冲压工序。
•拉深件的分类：
• 圆筒形零件 • 曲面形零件 • 盒形零件 • 复杂形零件
•拉深件特点：
•效率高，精度高，材料消 耗少，强度刚度高。
•拉深压力机：
•单动、双动、三动压力机 和液压压力机。
模具设计5拉深工艺与模具
二、阶梯形件的拉深特点
• 1、判断能否一（t/D×100>1），而阶梯
之间直径之差和零件的高度较
小时，可一次拉出。
•判断条件：
• 上式中h/d是表6-9中拉深次数为1时的值
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模具设计5拉深工艺与模具
• 2、多次拉深时的拉深方法
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•负间隙拉深
模具设计5拉深工艺与模具
三、拉深凸凹模工作部分的尺寸及其制造公差
•1、最后一道工序： •拉深模工作部分尺寸及公差应按工件要求确定。
•工件要求外形尺寸时：
•工件要求内形尺寸时：
•2、中间各道工序：•凸凹模尺寸取毛坯过渡尺寸
•若以凹模为基准：
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模具设计第五章 拉深工艺及拉深模

模具设计第五章 拉深工艺及拉深模
26627D
七、拉深模制造特点
4)由于拉深过程中材料厚度变化及回弹变形等原因，复杂拉深件 坯料形状和尺寸设计值与实际值往往存在误差，坯料形状和尺寸 最终是在试模后确定。 2.拉深模凸、凹模的加工方法
26627D
七、拉深模制造特点
表5-4 拉深凸模常用加工方法
26627D
七、拉深模制造特点
表5-5 拉深凹模常用加工方法
一、拉深变形分析
26627D
图5-3 拉深件的网格变化
二、拉深件的主要质量问题
1.起皱
26627D
图5-4 起皱破坏
二、拉深件的主要质量问题
(1)影响起皱的主要因素 1)坯料的相对厚度t/D。 2)拉深系数ｍ。 (2)起皱的判断 在分析拉深件的成形工艺时，必须判断该冲件 在拉深过程中是否会发生起皱，如果不起皱，则可以采用无压边 圈的模具；否则，应该采用带压边装置的模具，如图5-5所示。
26627D
图5-10 圆筒形件
三、圆筒形件的拉深
解 由于t=2mm>1mm，所以按中线尺寸计算。 1)确定修边余量。 2)计算坯料展开直径。 3)确定是否用压边圈。 4)确定拉深次数。 5)确定各次拉深直径。 6)求各工序件高度。 7)画出工序图，如图5-11所示。
26627D
四、拉深模的典型结构
26627D
图5-9 多次拉深时筒形件直径的变化
三、圆筒形件的拉深
2.拉深系数
表5-3 圆筒形件带压边圈时的极限拉深系数
3.拉深次数 4.圆筒形件拉深各次工序尺寸的计算
(1)工序件直径 从前面介绍中已知，各次工序件直径可根据各 次的拉深系数算出。
Hale Waihona Puke 26627D三、圆筒形件的拉深

第08章--拉深模具设计PPT课件

第08章--拉深模具设计PPT课件

以由弹簧或橡皮产生，也可以由气垫产生。
5
带凸缘零 件的拉深模结 构，毛坯用定 位板定位，在 下模座上安装 了定距垫块， 用来控制拉深 深度，以保证 制件的拉深高 度和凸缘直径。
图8.6 凸缘件拉深模(定距垫块) 6
图8.7 凸缘件拉深模(打料块定距)
毛坯用固定挡料销定位，打料块同时起定距垫块的作用， 作用同样是控制拉深高度和凸缘直径。
第8章 拉深模具设计
8.1 单动压力机首次拉深模
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。
1
图8.1 无压边圈有顶出装置的拉深模
8.1.2 带压边圈的拉深模
板料毛坯 被拉入凹模。 在拉簧力的作 用下，刮件环 又紧贴凸模， 在凸模上行时 可以将制件脱 出，由下模座 孔中落下。
下止点
30°
60°
曲轴转角α
90° 23
8.6.4 模具工作部分尺寸的计算
1. 凸、凹模间隙 2. 凸、凹模圆角半径 3. 凸、凹模工作尺寸及公差 4. 凸模通气孔
24
8.6.5 模具的总体设计
模具的总装图如 图8.26所示。
采用正装式结构， 落料拉深凸凹模安装 在上模；
刚性卸料板卸去 废料，也起导尺作用，
线，
若落料拉深力曲线处于许用负荷曲线之下，则所选设备符合
工作要求；
若落料拉深力曲线超出许可范围(见图8.25)，则需选择标称
压力更大型号的压力机，继续以上校核过程。
26
图8.25 许用负荷与实际负荷
27
用导尺和固定挡 料销定位；
打料块将卡在凸 凹模内的工件推出。
图8.26 落料首次拉深复合模 25

第四章 拉深工艺与模具设计

第四章 拉深工艺与模具设计

t D

Ky (1
m1 )
以后各次拉深中制件不起皱的条件是： 实践证明：
t di1

K
y
(
1 m1
1)
直壁圆筒形件的首次拉深中起皱最易发生的时刻：拉深的初期
（二）拉裂 当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时，拉深件就会在底部圆角与 筒壁相切处——“危险断面”产生破裂。
为防止拉裂，可以从以下几方面考虑： （1）根据板材成形性能，采用适当的拉深比和压边力； （2）增加凸模表面粗糙度；改善凸缘部分的润滑条件； （3）合理设计模具工作部分形状；选用拉深性能好的材料等。
第四章 拉深工艺与模具设计
拉深变形过程分析
直壁旋转体零件拉深 工艺计算
非直壁旋转体零件拉深 成形方法
盒形件的拉深
拉深工艺设计 拉深模具的类型与结构
其他拉深方法 拉深模工作部分的设计
返回
拉伸：
拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种开口的空心工 件，或将已制成的开口空心件加工成其它形状空心件的一种冲压加 工方法。拉深也叫拉延。
（二）筒壁传力区的受力分析
1．压边力Q引起的摩擦力：
m

2Q dt
2．材料流过凹模圆角半径产生弯曲变形的阻力
w

1 4

b
rd
t t
/
2
3．材料流过凹模圆角后又被拉直成筒壁的反向弯曲w 力 仍按上式进行计
算，拉深初期凸模圆角处的弯曲应力也按上式计算
w
w

1 4

b
rd
t t
2）筒底圆角半径rn
筒底圆角半径rn即是本道拉深凸模的圆角半径rp,确定方法如下：
r r 一般情况下，除末道拉深工序外，可取 pi = di。 对于末道拉深工序：
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无 压 边 装 置 的 反 向 拉 深 模
.
17
应用科学学院
8.2 单动压力机后次拉深模
.
18
应用科学学院
8.2 单动压力机后次拉深模
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应用科学学院
8.2 单动压力机后次拉深模
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应用科学学院
8.2 单动压力机后次拉深模
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应用科学学院
8.2 单动压力机后次拉深模
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22
应用科学学院
• 带凸缘工件的 拉深模结构， 毛坯用定位板 定位。
• 在下模座上安 装了定距垫块， 用来控制拉深 深度。
• 以保证制件的 拉深高度和凸 缘直径。
凸缘件拉深模(定距垫块)
.
11
应用科学学院
8.1.2 带压边圈的拉深模
• 毛坯用固定挡料销定位，打料块同时起定距垫块的作用，控制拉 深高度和凸缘直径。
凸缘件拉深模(打料块定距)
教学要求：
• 掌握各种单动压力机首次拉深模、单动压力机后次拉深模、单动压力机 拉深复合模的工作原理、结构和适用范围。
• 了解双动压力机拉深模的工作原理和典型结构。
.
2
应用科学学院
8.1 单动压力机首次拉深模
• 拉深模结构相对较简单。 • 单动压力机首次拉深模所用的毛
坯为平面形3
应用科学学院
8.2 单动压力机后次拉深模
应用科学学院
无压边. 装置的以后各次拉深模
14
8.2 单动压力机后次拉深模
.
15
应用科学学院
8.2 单动压力机后次拉深模
1-推件板 2-拉深凹模 3-拉深凸模 4-压边圈 5-顶杆 6-弹簧
应用科学学院
.
有压边装置的以后各次拉深模 16
8.2 单动压力机后次拉深模
8.1.2 带压边圈的拉深模
• 在固定压边圈上制出缺口，安全、方便地将毛坯定位，凸模将毛 坯拉入凹模成形。
• 拉深制件进入凹模下部的大通孔，制件口部发生弹性张开，凸模 上行时将凹模下底面刮落。
.
6
应用科学学院
8.1.2 带压边圈的拉深模
• 凸模和弹性元件装在上模，凸模比较长，适宜于拉深深度不大的制件。 弹性元件一般为弹簧或者橡皮，压边圈兼有卸件作用。
• 拉深制件进入凹模下部的大通孔，制件口部发生弹性张开，凸模上行时 将凹模下底面刮落。
有弹性压边装置的正装式拉深模
.
7
应用科学学院
8.1.2 带压边圈的拉深模
１－模柄 ２－上模座 ３－凸模固定板 ４－弹簧 ５－压边圈 ６－定位板 ７－凹模 ８－下模座 ９－卸料螺钉 10－凸模
正装拉深模
.
8
应用科学学院
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12
应用科学学院
8.2 单动压力机后次拉深模
• 在以后各次拉深中，因毛坯已不是平板形状，而是已经成形的半 成品，所以应充分考虑毛坯在模具上的定位
• 由于首次拉深的拉深系数所限，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。
• 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。
8.1.2 带压边圈的拉深模
.
9
应用科学学院
8.1.2 带压边圈的拉深模
• 凹模固定在上模座上，有刚性打料装置。 • 坯料由固定挡料销定位，凸模固定在下模座上，有弹性压边装置。 • 压边力可以由弹簧或橡皮产生，也可以由气垫产生。
有弹性压边装置的倒装式拉深模
.
10
应用科学学院
8.1.2 带压边圈的拉深模
上模回程时，固定卸料板卸下条形废料。
压边卸料圈顶出拉深冲孔凸凹模上的制件。
若制件卡住，可. 由打料盘推出。
31
8.4 单动压力机落料、正反拉深、冲孔和翻边复合模
.
24
应用科学学院
补充：落料拉深复合模
1-顶杆
2-压边圈
3-凸凹模
4-推杆
5-推件板
6-卸料板
7-落料凹模
8-拉深凸模
.
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应用科学学院
补充：落料拉深复合模
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应用科学学院
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
球形工件落料拉深复合模。落料拉深凸凹模的外缘是落料凸模刃口，内孔是拉深凹模。
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(落料、冲孔、成
形、翻边、切边)复合，构成拉深复合模。
•
在单动压力机的一个工作行程内，落料拉深模可完成落料、
拉深两道(或更多道)工序。
• 工作效率高，但结构较复杂，要注意模具中所复合的各冲压 工序的工作次序。
.
23
应用科学学院
8.3.1 凸缘制件的落料拉深模
压力机 顺序 组合 压料
单动压力机用拉深模 双动压力机用拉深模 首次拉深模
以后各次拉深模 单工序拉深模
复合工序拉深模 连续工序拉深模 有压边装置拉深模 无压边装置拉深模
3
8.1.1 无压边圈的拉深模
无压边圈有顶出装置的拉深模
.
4
应用科学学院
8.1.1 无压边圈的拉深模
无压边圈落件拉深模
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应用科学学院
凸模完成拉深。
上模行程的终了，压形凸模和拉深压形凸凹模镦压制件. ，进行压形。
30
应用科学学院
8.3.5 落料拉深冲孔模
板料通过定位 槽送进定位。
落料拉深凸凹 模与落料凹模 完成落料。
落料拉深凸凹 模与拉深冲孔 凸凹模完成拉 深。
冲孔凸模与拉 深冲孔凸凹模 完成冲孔。
应用科学学院
冲孔废料由空心螺杆孔落下。
条形板料通过定 位槽定位，上模下行 ，落料拉深凸凹模与 落料凹模完成落料工 序。
拉深凸模将落料 毛坯拉入落料拉深凸 凹模孔内，完成拉深 工序。
图8.13 带凸缘制件落料拉深复合模
上模回程，固定卸料板卸下废料，压边圈将制件顶出；若制件卡在落料拉深凸凹模孔内，可通过打料 杆推出。
这类模具要设计成先落料后拉深，因此拉深凸模低于落料凹模。
第8章 拉深模具设计
.
1
应用科学学院
教学提示与要求
教学提示：
• 拉深在单动压力机、双动、以及三动压力机上进行。 • 常见的有单动压力机拉深模和双动压力机拉深模。 • 在单动压力机上工作的拉深模，为首次拉深模及后次拉深模。 • 可分为单工序拉深模、落料拉深模、落料拉深冲孔模、落料正 • 反拉深冲孔翻边模等。 • 拉深模又有带压边装置与不带压边装置之分。
模具采用固定卸料板卸料。为减小拉深时起皱趋势，在落料拉深凸凹模的凸模刃口处设计了一个锥面。
.
27
应用科学学院
8.3.3 矩形制件落料拉深模
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28
应用科学学院
8.3.3 矩形制件落料拉深模
.
29
应用科学学院
8.3.4 落料拉深压形模
图8.17 落料拉深压形复合模
落料拉深压形复合模上模下行时，落料拉深凸凹模与落料凹模完成落料。上模继续下行，落料拉深凸凹模与拉深