带凸缘圆筒形件拉深模设计

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。

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。

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。

模块五带凸缘筒形件的拉深
一、项目导入（10分钟）
可采用拉深成型工序完成的零件的形态多种多样，通过本章节的学习，同学们已经掌握了圆筒形拉深件的拉深工艺及模具设计，那么除圆筒形拉深件以外，其他形态拉深件的成型方式是怎么样的呢？在本模块中将介绍典型的带凸缘筒形件的拉深工艺。

知识讲解（90分钟）。

4.5 带凸缘筒形件拉深
有凸缘筒形件的拉深变形原理与一般圆筒形件是相同的，但由于带有凸缘(图4-43)，其拉深方法及计算方法与一般圆筒形件有一定的差别。

1.有凸缘圆筒形件一次成形拉深极限
有凸缘圆筒形件的拉深过程和无凸缘圆筒形件相比，其区别仅在于前者将毛坯拉深至某一时刻，达到了零件所要求的凸缘直径d t 时拉深结束；而不是将凸缘变形区的材料全部拉入凹模内。

所以，从变形区的应力和应变状态看两者是相同的。

图4-43有凸缘圆形件与坯料图图4-44拉深时凸缘尺寸的变化
图 4-46宽凸缘零件的拉深方法
分钟）
对右图中的带凸缘筒形件进行拉深工艺分析？确定拉深件的工艺方案，完成工艺计算?
查表得工件第一次拉深的最大相对高度
m
查表得第一次拉深时的拉深系数
1
推杆; 12-推板；13-紧固螺钉； 14-紧固螺栓； 15-空心垫板； 16-压边圈；螺母； 18-下模座 压边力的计算： 22
1[(2)]4
Y A F D d r P π=-+
查表。

计算得：
22
[152(7229.6)]334.8,40.8()0.8(15280)29.6
A KN D d t π=-+⨯⨯==-=-⨯=其中r
6）压力机吨位的选择
203.934.8238.7KN F F >+=+=压拉。

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。

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。

模具设计课程设计————球型凸缘件拉深模设计哈哈小学出版社院系：专业：班级：姓名：指导老师：目录一、零件冲压加工工艺性分析--------------------------------------31、毛坯尺寸计算-------------------------------------------------------------------------32、判断是否可一次拉深成形-------------------------------------------------------- 33、确定是否使用压边圈--------------------------------------------------------------- 44、凹凸模圆角半径的计算------------------------------------------------------------45、确定工序内容及工序顺序---------------------------------------------------------4二、确定排样图和裁板方案------------------------------------------41、板料选择--------------------------------------------------------------------------------42、排样设计--------------------------------------------------------------------------------4三、主要工艺参数的计算1、工艺力计算----------------------------------------------------------------------------62、压力机的选择-------------------------------------------------------------------------6四、模具设计1、模具结构形状设计------------------------------------------------------------------72、模具工作尺寸与公差计算--------------------------------------------------------7五、工作零件结构尺寸和公差的确定1、落料凹模板----------------------------------------------------------------------------82、拉深凸模--------------------------------------------------------------------------------93、凹凸模-----------------------------------------------------------------------------------9六、其他零件结构尺寸1、模架的选择----------------------------------------------------------------------------92、凹凸模固定板的选择--------------------------------------------------------------103、磨柄的选择---------------------------------------------------------------------------104、卸料装置-------------------------------------------------------------------------------105、推荐装置的选择------------------------------------------------------------------1 16、销、钉的选择---------------------------------------------------------------------117、模具闭合高度的校核------------------------------------------------------------11七、参考目录------------------------------------11零件图：材料：A3钢厚度：t=1mm一、零件冲压加工工艺性分析材料：该冲裁件的材料A3钢是低碳钢，拉深工艺性较好。

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。

例：图示带凸缘筒形件拉深工序计算。

分析：零件具有双耳凸缘，拉深时应拉出圆形凸缘，拉深后再用冲裁方法加工出凸缘所要求的形状，并完成冲孔。

凸缘直径mm d f 806268=⨯+= 相对凸缘直径7.14680==d d f 零件属于宽凸缘拉深件，且零件高度大于直径，可采用缩小直径增加深度的拉深方法。

拉深件圆角半径较小，拉深时凸、凹模圆角取合理的数值，拉深后采用整形的方法使圆角半径达到要求。

工序件尺寸计算按零件图所标注的尺寸进行计算。

1． 确定修边余量修边余量为3mm ，则凸缘直径mm d f 862380=⨯+=2． 计算毛坯直径)2.135(13614644.360464863.44dR-dh 4d D 22t =⨯⨯-⨯⨯+=+＝3． 判断能否一次拉深4． 决定实际采用的毛坯直径考虑到相对板料厚度较小，为了防止后续拉深出现拉破现象，决定首次拉深按表面积计算多拉入3％的材料，在后续拉深中再将多拉入的料返回到凸缘根部，就可防止再拉深时因凸缘区材料再流入凹模而出现拉破现象。

实际采用的毛坯直径为：mm D D 13813603.103.11=⨯==5． 计算首次拉深直径 设2.11=d d f由表查得m t ＝0.53，则首次拉深直径为：7313853.011=⨯=⨯=D m d t验算所选取的m t 是否合适。

6． 计算再拉深工序件的直径m 2＝0.78、m 3＝0.80、m 4＝0.827． 确定各次拉深的圆角半径8． 计算各次工序件的高度首次按表积计算多拉入了3％的料，如果后两次拉深每次按表积计算返回到凸缘根部为1.5％的料，则后两次拉深的毛坯直径为：mm D D mmD D 1361371360015.1015.132===⨯==工序件的高度：n d p d p n fn n d r r r r d d D h n n n n 222214.0)(43.025.0-+++-=h 2＝54h 3＝63。

本科毕业论文（设计）题目带凸缘圆筒外壳的落料拉深模具设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日II注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。