第8章 拉深模具设计

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。

拉深模具设计毕业设计拉深模具设计毕业设计在工程设计领域，模具设计是一个非常重要的环节。

而在模具设计中，拉深模具设计更是一项关键的技术。

本文将探讨拉深模具设计的一些基本原理和方法，以及一些实际案例的分析。

一、拉深模具设计的基本原理拉深模具设计是指通过模具的形状和结构，将平面材料加工成具有一定深度和形状的零件。

其基本原理是利用模具的压力和拉力，使得材料在一定的温度和压力下，发生塑性变形，从而得到所需的产品。

在进行拉深模具设计时，需要考虑以下几个方面的因素：1. 材料选择：不同的材料具有不同的塑性变形特性，因此在模具设计中需要根据产品的要求选择合适的材料。

常用的材料有铝合金、钢材等。

2. 模具结构：模具的结构直接影响拉深过程中材料的变形情况。

合理的模具结构可以减少材料的变形和裂纹的发生。

常见的模具结构包括上模、下模和模具座等。

3. 模具温度控制：模具温度对拉深过程中材料的塑性变形有重要影响。

合适的温度可以提高材料的延展性，减少材料的裂纹。

因此，在模具设计中需要考虑温度控制的方法和设备。

二、拉深模具设计的方法在进行拉深模具设计时，可以采用以下几种方法：1. 二维绘图法：通过绘制零件的二维视图，确定拉深的形状和尺寸。

然后根据拉深的要求，设计相应的模具结构。

2. 三维建模法：通过使用计算机辅助设计软件，进行三维建模。

通过对零件进行三维建模，可以更加直观地了解零件的形状和结构，从而设计出更加合理的模具。

3. 实验法：通过进行实验，观察和分析材料在不同条件下的变形情况，从而确定合适的拉深模具设计方案。

实验法可以更加直观地了解材料的变形规律，但需要较长的时间和较高的成本。

三、案例分析下面通过一个实际案例，来分析拉深模具设计的一些问题和解决方案。

某公司需要生产一个深度为10mm的圆形金属盒子，直径为100mm。

通过分析材料的塑性变形特性和产品的要求，确定了拉深模具设计的方案。

首先，根据产品的要求，选择了适合的材料。

拉深模具的设计及要求拉深模具是一种用于加工带拉深工艺的金属件的模具，在工业生产中有着广泛的应用。

它具有较高的精度要求和复杂的结构设计，下面将详细介绍拉深模具的设计及要求。

拉深模具的设计主要包括以下几个方面：模具结构设计、零件设计、材料选择和加工工艺设计。

首先，模具结构设计是拉深模具设计的基础，包括上模座、下模座、滑块、导柱、导套等部件的位置和尺寸确定。

模具的结构设计直接关系到模具的使用寿命和加工精度，需要综合考虑模具的稳定性和刚度，确保在拉深过程中不产生误差和变形。

其次，零件设计是拉深模具设计的关键步骤，零件设计的合理性直接影响到拉深模具的成型效果。

拉深模具的零件设计需要考虑到产品的结构特点和尺寸要求，确定好拉深模具的凸模、凹模、脱模槽等关键部位的形状和尺寸，以确保产品在拉深过程中不出现问题，并且能够满足产品的设计要求。

材料选择是拉深模具设计的一项重要内容。

由于拉深模具在使用中会承受较大的压力和磨损，所以对模具的材料有较高的要求。

常见的拉深模具材料有工具钢、合金钢、高速钢等，这些材料都具有较高的硬度和耐磨性，能够满足模具的使用寿命要求。

最后，加工工艺设计是拉深模具设计的最后一步。

合理的加工工艺设计能够提高拉深模具的生产效率和质量，减少生产成本。

加工工艺设计包括模具加工的工艺流程和方法，确定合理的加工顺序和切削参数，避免过剩材料和切削震动等问题。

同时，需要设计好模具的装配关系和检测方法，确保拉深模具的质量。

除了以上几个方面的设计要求外，拉深模具设计还需要考虑到产品的成本、生产效率和安全性。

对于成本来说，需要在保证质量的前提下尽量减少材料消耗和加工工艺复杂度，提高生产效率。

对于生产效率来说，需要注重模具的易维修性和易更换性，减少因模具故障和更换带来的停机时间。

对于安全性来说，需要设计合理的模具保护装置和操作工具，确保操作人员的安全。

综上所述，拉深模具的设计及要求涉及到模具结构设计、零件设计、材料选择和加工工艺设计等多个方面。

拉深模具设计说明书————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：拉深模具设计说明书学院：机械工程学院系：车辆工程系班级：车辆11姓名：范凯学号：21101050051 设计的目的和意义不锈钢饭盒是一种简单的生活用品，生产批量为大批次，材料采用10钢板，料厚2mm。

图1图22 冲压零件图及工艺此工件为无凸缘盒型拉深件，要求外形尺寸，没有厚度不变的要求但是壁厚不可低于0.5mm。

此工件的形状满足拉深工艺要求，可以用拉深工序加工。

2.1冲压件工艺性分析及冲裁方案的确定2.1.1材料分析采用430不锈钢板，包含铁+12%以上的铬，可以防止自然因素所造成的氧化，称之为不锈钢，在jis的代号为430号，因此又称为430不锈钢。

满足使用要求。

抗拉强度。

2.1.2冲裁件的结构工艺性工件底部圆角半径为r=14mm,大于拉深凸模圆角半径，满足首次拉深对圆角半径的要求。

相对高度 ,属于低盒型件，可以一次拉深而成。

总之，该工件的拉深工艺性较好。

2.1.3 冲裁件经济性分析材料利用率较高，经济性良好。

2.1.4冲裁方案的确定本工件首先需要落料，然后以落料件为毛坯进行拉深。

本次做拉深工序所需的拉深模。

2.2 排样图的设计及材料利用率的计算2.2.1排样毛坯尺寸计算对于尺寸为的矩形盒拉深件，可以看做由两个宽度为b的半正方形和中间为的直边组成。

展开图（图3）如下：图3长圆形毛坯的圆弧半径为:式中，——毛坯的圆弧半径；D——尺寸为的假象方形盒的毛坯直径。

长圆形毛坯的长度为：长圆形毛坯的宽度为：计算得：D248，，,毛坯面积：A=688402.2.2 排样的方式图42.2.3 材料利用率计算2.3 拉深工艺力的计算2.3.1拉深力的计算拉深力：和——盒型件的长和宽（）；——盒型件的角部圆角半径（）；——材料厚度（）；——材料抗拉强度(MPa)；——拉深系数；由毛坯相对厚度 ,盒型件相对高度根据一次拉深成的低矩形件的系数相关表得：,;388029N压边力：不采用压边。

落料拉深复合模具设计落料拉深复合模具是一种常用的成形工艺，广泛应用于金属冲压、塑料注塑等行业。

由于带有拉深工艺，其设计需要结合该工艺的特点，才能满足产品的要求并提高生产效率。

落料拉深复合模具采用一次成形工艺，将拉杆首先拉伸成形，然后在工件上产生凹陷，从而使工件的深度增加。

具有一次成形、成本低等优点，因此在制造业中得到了广泛应用。

其所采用的复合模具结构，使得一台机器能够同时生产多种不同的零部件，大大提高了生产效率和经济效益。

复合模具的成功设计，与模具结构设计和材料的选择密切相关。

一般而言，落料拉深模具的结构设计分为四个部分：拉杆、固定板、移动板和凸模。

通过不同部位的设计，我们可以使得整个成形过程更加合理、顺畅，从而提高成品的质量。

首先是拉杆的设计。

拉杆是实现拉深工艺的关键部件，它的材料、强度以及表面质量直接影响到成品的质量。

在设计拉杆时，应该考虑到拉杆的表面质量，选择耐磨、高强度、不易变形的导杆作为拉杆，以保证拉深的精度和质量。

其次是固定板和移动板的设计。

固定板和移动板的结构设计，在复合模具中占据着非常重要的地位。

两者之间应避免轴向移动，应保证垂直度和平面度，并要考虑补正加工工艺的问题。

此外，固定板和移动板的加工精度也应当高，以便使得成形过程更加稳定。

最后是凸模的设计。

在落料拉深的过程中，凸模在工件上产生凹陷，从而完成了拉深的过程。

凸模与零件可通过套装设计实现。

在凸模的设计中，应注意一次成形、加工难易度、产品尺寸和表面光滑度的问题。

总之，落料拉深复合模具设计是一个涉及多个领域的复杂问题，需要工程师和技术人员多方面的投入和努力。

在成功设计出一款优秀的落料拉深复合模具之后，生产出来的制品不仅可以减轻企业的人力和成本压力，而且为社会提供了更优质的产品质量和服务。

第八章塑性加工※8·1 锻造成形8·2 板料冲压成形8·3 挤压、轧制、拉拔成形8·4 特种塑性加工方法8·5 塑性加工零件的结构工艺性8·6 塑性加工技术新进展本章小结塑性加工的基本知识塑性变形的主要形式：滑移、孪晶。

滑移的实质是位错的运动。

金属经过塑性变形后将使其强度、硬度升高，塑性、韧性降低。

即产生形变强化。

此外，还将形成纤维组织。

塑性加工特点：1·塑性加工产品的力学性能好。

2·精密塑性加工的产品可以直接达到使用要求，不须进行机械加工就可以使用。

实现少、无切削加工。

3·塑性加工生产率高，易于实现机械化、自动化。

4·加工面广（几克~几百吨）。

常用的塑性加工方法：锻造、板料冲压、轧制、挤压、拉拔等。

8·1 锻造成形8·1·1 自由锻定义、手工自由锻、机器自由锻设备（锻锤和液压机）1·自由锻工序（基本工序、辅助工序、精整工序）基本工序：镦粗、拔长、弯曲、冲孔、切割、扭转、错移辅助工序：压钳口、压钢锭棱边、切肩各种典型锻件的锻造2·自由锻工艺规程的制订（举例）8·1·2 模锻定义、特点（生产率高、尺寸精度高、加工余量小、节约材料，减少切削、形状比自由锻的复杂、生产批量大但质量不能大）1·锤上模锻2·压力机上模锻8章塑性加工拔长29使坯料横截面减小而长度增加的锻造工序称为拔长。

拔长主要用于轴杆类锻件成形，其作用是改善锻件内部质量。

(1)拔长的种类。

有平砥铁拔长、芯轴拔长、芯轴扩孔等。

8章塑性加工30芯轴拔长8章塑性加工芯轴扩孔型砧拔长圆形断面坯料冲孔采用冲子将坯料冲出透孔或不透孔的锻造工序叫冲孔。

其方法有实心冲子双面冲孔、空心冲子冲孔、垫环冲孔等。

8章塑性加工各种典型锻件的锻造1、圆轴类锻件的自由锻2、盘套类锻件的自由锻3、叉杆类锻件的自由锻4、全纤维锻件的自由锻8章塑性加工典型锻件的自由锻工艺示例43锻件名称工艺类别锻造温度范围设备材料加热火次齿轮坯自由锻1200～800℃65kg空气锤45钢1锻件图坯料图序号工序名称工序简图使用工具操作要点1局部镦粗火钳镦粗漏盘控制镦粗后的高度为45mm序号工序名称工序简图使用工具操作要点2冲孔火钳镦粗漏盘冲子冲孔漏盘（1）注意冲子对中（2）采用双面冲孔3修整外圆火钳冲子边轻打边修整，消除外圆鼓形，并达到φ92±1 mm续表序号工序名称工序简图使用工具操作要点4修整平面火钳镦粗漏盘轻打使锻件厚度达到45±1 mm续表自由锻工艺规程的制订（1）绘制锻件图（敷料或余块、锻件余量、锻件公差）※锻件图上用双点画线画出零件主要轮廓形状，并在锻件尺寸线下面用括号标出零件尺寸。

拉深模具设计要点拉深是一种利用模具将平面金属片加工成三维形状的工艺方法，而拉深模具的设计则是实现该工艺方法的关键。

本文将介绍拉深模具设计的要点，并探讨如何提高拉深模具的性能和效率。

一、拉深模具的种类按照不同的结构和用途，拉深模具可分为单向拉深模具、多向拉深模具、复合拉深模具等。

单向拉深模具只能将金属片拉深成一个方向的凸轮形状；多向拉深模具能够将金属片拉深成多个方向的形状，适用于复杂的零件生产；复合拉深模具则是结合两种或以上的拉深形式，可以实现更为多样化的零件加工。

二、拉深模具的设计要点1. 材料选择拉深模具的制造材料需具有高强度、高硬度、高韧性、高温耐性等性质，以确保模具的耐用性和稳定性。

常用的材料有合金钢、硬质合金、高速钢等。

2. 模具结构设计模具的设计应考虑加工时的工艺流程和金属片的物理特性，以确保成品的质量。

模具的结构设计应考虑到材料密度改变的情况，特别是拉深部位的弯曲角度、曲面度和收缩率等，同时也需考虑到模具的割缝和表面质量等因素。

3. 模具形状和尺寸设计在拉深模具的形状和尺寸设计上，设计师需考虑到零件的性能要求和装配要求，并确保模具能够适应所选定的加工设备。

同时，模具的深度、前侧角度、后侧角度、侧壁角度等参数也需符合零件加工的要求。

4. 模具表面的处理模具表面的处理是一项重要的工艺，可有效提高模具的耐用性和零件质量，常见的处理方法包括氮化、硬质化、涂层等。

在选择表面处理时，需要考虑到材料的成本和零件的性能要求。

三、拉深模具的加工与维护在拉深模具加工时，操作人员需根据零件的要求精确调整机器参数，以确保零件的生产质量和效率。

同时，模具的维护也是不可忽视的，需要经常检查模具的磨损程度、裂纹和变形情况，及时更换或修理模具，以保持模具的正常使用寿命。

在现代工业生产中，拉深模具已成为一种普遍应用的加工方法，而模具设计则是实现该方法和产生高质量产品的重要保障。

为了提高拉深模具的性能和效率，设计师需要考虑到材料选择、结构设计、模具形状和尺寸设计等多个方面，以制作出高质量、耐用的模具，为生产提供坚实的保障。

拉深模具的设计及要求拉深（又称拉延）是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。

它是冲压基本工序之一，广泛应用于汽车、电子、日用品、仪表、航空和航天等各种工业部门的产品生产中，不仅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，如图4.1.1所示。

a) 轴对称旋转体拉深件b)盒形件c) 不对称拉深件图4.1.1拉深件类型拉深可分为不变薄拉深和变薄拉深。

前者拉深成形后的零件，其各部分的壁厚与拉深前的坯料相比基本不变；后者拉深成形后的零件，其壁厚与拉深前的坯料相比有明显的变薄，这种变薄是产品要求的，零件呈现是底厚、壁薄的特点。

在实际生产中，应用较多的是不变薄拉深。

本章重点介绍不变薄拉深工艺与模具设计。

拉深所使用的模具叫拉深模。

拉深模结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。

图4.1.2为有压边圈的首次拉深模的结构图，平板坯料放入定位板6内，当上模下行时，首先由压边圈5和凹模7将平板坯料压住，随后凸模10将坯料逐渐拉入凹模孔内形成直壁圆筒。

成形后，当上模回升时，弹簧5恢复，利用压边圈5将拉深件从凸模10上卸下，为了便于成形和卸料，在凸模10上开设有通气孔。

压边圈在这副模具中，既起压边作用，又起卸载作用。

图4.1.2 拉深模结构图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4.2圆筒件拉深的变形分析4.2.1拉深变形过程圆筒形件是最典型的拉深件。

平板圆形坯料拉深成为圆筒形件的变形过程如图图4.2.1 拉深变形过程4.2.2拉深过程中坯料内的应力与应变状态拉深过程中出现质量问题主要是凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。

凸缘区起皱是由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲；传力区的拉裂是由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。

同时，拉深变形区板料有所增厚，而传力区板料有所变薄。

拉深模具压料筋设计
拉深模具是一种常用的金属加工工具，在拉伸和冲压工艺中有广泛的应用。

在拉深的过程中，由于金属的塑性变形，材料会被逐渐压缩，导致摩擦力增大，从而使得拉深力矩逐渐增大，需要增加压料筋来提高拉深的稳定性。

压料筋是指在拉深模具中安装的用于支撑材料的钢杆或其他形
状的金属构件。

设计良好的压料筋可以有效地避免材料的侧向移动，从而提高拉深的质量和效率。

以下是拉深模具压料筋设计的关键要素： 1. 压料筋的位置
压料筋的位置应该在模具的侧壁上，与模具钢板相邻接，以便支撑材料的侧向移动。

同时，为了避免压料筋与模具钢板之间的空隙，应该将其放置在模具钢板的凸起部位上。

2. 压料筋的材料
压料筋的材料应该具有足够的强度和刚度，以承受拉深过程中的压力和摩擦力。

常用的材料包括高速钢、合金钢等。

3. 压料筋的形状
压料筋的形状应该与材料的形状相适应，以避免材料的侧向移动和变形。

常用的压料筋形状包括U形、V形、弓形等。

4. 压料筋的数量和间距
压料筋的数量和间距应该根据拉深的深度和材料的硬度来确定。

一般来说，压料筋的数量越多，拉深的稳定性越高，但也会增加制造成本。

间距越小，对材料的支撑越密集，但也会增加摩擦力，从而使
得拉深的能耗增加。

5. 压料筋表面的涂覆
为了减少摩擦力和磨损，可以在压料筋表面涂覆一层涂料或润滑剂。

常用的涂料包括Teflon、硅油等。

总之，压料筋的设计是影响拉深模具性能的重要因素之一，需要根据具体的工艺要求和材料特性来进行合理的设计和制造。

课程设计（论文）题目：拉深模具设计图纸：目录课程设计（论文） (1)前言 (4)1. 冲裁件工艺性分析 (5)1.1材料选择 (5)1.2工件结构形状 (5)1.3尺寸精度 (5)2. 冲裁工艺方案的确定 (5)3. 模具结构形式的确定 (6)4.模具总体结构设计 (6)4.1模具类型的选择 (7)4.2操作与定位方式 (7)4.3部分零部件的设计 (7)4.3.1凸模的设计 (7)4.3.2卸料部分的设计 (7)4.3.3推件装置的设计 (8)4.3.4模架的设计 (8)4.3.5模架的选用 (9)4.3.6上、下模座的选用 (9)4.4工作零件材料的选用 (9)5.模具工艺参数确定 (9)5.1排样设计与计算 (9)5.2搭边值的确定 (10)5.3材料利用率的计算 (10)5.4凸、凹模刃口尺寸的计算 (11)5.4.1刃口尺寸计算的基本原则 (11)5.4.2刃口尺寸的计算 (11)6.计算冲压力与压力机的初选 (12)F的计算 (13)（3）顶件力q2F+1q F+2q F (13)根据模具结构总的冲压力F=P7. 模具压力中心的确定 (13)8.冲压设备的选择 (14)通过校核，选择开式双柱可倾式压力机J23—80能满足使用要求。

其主要技术参数如下： (14)9.模具零件图 (14)10.模具总装图 (15)模具总装图的零件间的装配配合要求按下表选用： (16)总结 (18)参考文献 (20)前言冲压加工是现代机械制造业中先进高效的加工方法之一。

冲压加工的应用十分广泛，不仅可以加工金属材料，而且可以加工非金属材料。

在现代制造业，比如汽车、拖拉机、农业机械、电机、电器、仪表、化工容器、玩具以及日常生活用品的生产方面，都占有十分重要的地位。

当然，冲压加工在我国也存在着一些问题和不足。

如机械化、自动化程度低、生产集中度低、冲压板材自给率不足、品种规格不配套、科技成果转化慢、先进工艺推广慢、专业人才缺乏、大、精模具依赖进口等，因此，我们将还有很长的路要走。