筒形件拉深模具设计2

无凸缘筒形拉深件模具设计目录一、概述 (2)1.模具概述 (2)2.冷冲模具工业的现状 (2)3.冷冲模具的发展方向 (3)二、工艺方案分析及确定 (3)1.零件工艺性分析 (3)i.材料分析 (3)ii.结构分析 (4)iii.一次拉深成形条件 (4)iv.拉深件所能达到的偏差 (4)v.变形特点的分析 (4)2.工艺方法的确定 (4)三、零件工艺计算 (5)1.拉深工艺计算 (5)i.确定零件修边余量 (5)ii.确定坯料尺寸D (5)iii.判断是否采用压边圈 (5)iv.确定拉深次数 (5)v.确定各次拉深半成品尺寸 (5)vi.拉深件工序尺寸图 (6)vii.排样计算 (6)2.拉深压力计算与设备的选择 (7)i.首次拉深 (7)ii.二次拉深: (8)iii.压力中心的计算 (8)iv.压力设备的选择 (8)3.拉深模工作零件设计与计算 (9)i.凸、凹模刃口尺寸计算 (9)ii.落料拉深复合模其它工艺计算 (11)四、模具结构的确定 (12)1.模具的形式 (12)i.正装式特点 (12)ii.倒装式特点 (12)2.定位装置 (12)3.卸料装置 (12)i.条料的卸除 (12)ii.出件装置 (12)4.导向零件 (13)5.模架 (13)i.标准模架的选用 (13)五、第二次拉深凹模零件图 (14)i.拉深凹模如图5-1所示 (14)六、第二次拉深凸模零件图 (15)ii.拉深凸模如图5-2所示 (15)七、模具的工作原理 (15)1.拉深的变形过程 (15)2.各种拉深现象 (15)i.起皱： (15)ii.变形的不均匀: (16)iii.材料硬化不均匀 (16)八、总结 (16)九、参考文献 (17)ﻬ一、概述1.模具概述模具是高新技术产业的一个组成部分,是工业生产的重要基础装备.用模具生产的产品，其价值往往是模具价值的几十倍.模具技术是一门技术综合性强的精密基础工艺装备技术，涉及新技术、新工艺、新材料、新设备的开发与推广应用.是冶金、材料、计量、机电一体化、计算机等多门学科以及铸、锻、热处理、机加工、检测等诸多工种共同打造的系统工程。

目录序言 (2)第一部分冲压成形工艺设计 (4)Ⅰ明确设计任务，收集相关资料 (4)Ⅱ制定冲压工艺方案 (5)Ⅲ定毛坯形状，尺寸和主要参数计算...................... 6-7 第二部分冲压模具设计 (8)Ⅰ确定模具类型机结构形式 (8)Ⅱ计算工序压力，选择压力机 (8)Ⅲ计算模具压力中心 (9)Ⅳ模具零件的选用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-12 Ⅴ冲压设备的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12Ⅵ其他需要说明的问题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13Ⅶ模具装配. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 设计总结 (14)参考文献 (15)序言目前我国模具工业与发达国家相比还相当落后。

主要原因是我国在模具标准化，模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家相比差距很大。

随着工业产品质量的不断提高，模具产品生成呈现的品种、少批量、复杂、大型精密更新换代速度快。

模具设计与技术由于手工设备，依靠人工经验和常规机加工，技术向以计算机辅助设计，数控编程切屑加工，数控电加工核心的计算机辅助设计（CAD/CAM)技术转变。

模具生产制件所表现出来的高精度，高复杂程度,高生产率，高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出来，从而有好的经济效益，因此在批量生产中得到广泛应用，在现代工业生产中有十分重要的地位，是我国国防工业及民用生产中必不可少的加工方法。

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。

本文针对带凸缘圆筒形零件的拉伸工艺性及拉伸工序过程，列举其中一次拉深并完成模具设计。

介绍了筒形零件冷冲压成形过程，经过对筒形零件的批量生产、零件质量、零件结构以及使用要求的分析、研究，按照不降低使用性能为前提，将其确定为冲压件，用冲压方法完成零件的加工，且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。

同时具体分析了模具的主要零部件的设计，冲压设备的选用，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。

关键词冲压件/带凸缘圆筒形拉伸件/拉伸工艺/拉深模设计WITH FLANGE CYLINDRICAL DEEPDRAWING DIE DESIGNABSTRACTAs China's industrial development unceasingly, the mold industry also appears more and more important. This paper belt of flange cylindrical parts stretching manufacturability and stretching process process, list one time deep drawing and complete the mold design. Cold stamping process of cylindrical parts is introduced, after mass production of the cylindrical parts, parts quality, parts structure, and use requirement analysis, research, according to not reduce the usability for the premise, to identify it for stamping parts, complete parts processing, with stamping method and the brief analysis of the blank shape, size, layout, cutting board, deep drawing, stamping process in nature, the determination of number and order. The technology force, pressure center, mold working parts dimension and tolerance of calculation, and design the mold. At the same time, concrete analysis of main components of the mold design, the selection of stamping equipment, convex and concave die clearance adjustment. Lists the mould needs a detailed list of spare parts, and gives the reasonable assembly drawing.KEYWORDS stamping parts, flange cylindrical stretching, stretching, deep drawing die design process目录1 前言 (1)1.1 模具的概论 (1)1.1.1 冲压与冲模 (1)1.1.2 我国冲压现状与发展方向 (2)1.1.3 国外模具发展趋势及行业特点 (2)1.1.4 模具设计及加工技术的现状 (3)1.1.6 冲模的零部件 (4)1.2 冲压件工艺分析 (5)1.2.1 冲压加工的经济性分析 (5)1.2.2 冲压件的工艺性分析 (5)1.3 本设计要求 (6)2 工艺方案 (7)2.1 工艺性分析 (7)2.1.1 拉深件的结构与尺寸 (7)2.1.3拉深件材料 (7)2.2 设计方案的确定 (7)3 主要工艺参数计算 (8)3.1 确定排样、裁板方案 (8)3.1.1 工艺分析 (8)3.1.2 确定修边余量 (8)3.1.3 坯料直径 (8)3.1.4 排样 (9)3.1.5 压力中心的确定 (10)3.2 拉深工艺的计算 (10)3.2.1 压边 (10)3.2.2 总拉深系数 (10)3.2.3 预算拉深次数 (10)3.2.4 确定首次拉深工序件尺寸 (11)3.2.5 确定拉深次数及以后各次拉深的工序件尺寸 (12)3.2.6 第二次拉深直径和高度 (13)3.2.7 第三次拉深直径和高度 (13)3.2.8 修边 (14)3.2.9 拉深速度 (14)3.3 工艺力计算 (14)3.3.1 拉深力 (14)3.3.2 压料力 (15)3.4 压力机的选择 (16)3.4.1 初选压力机 (16)3.4.2拉深功 (16)3.4.3压力机电动机功率 (16)3.4.4功率校核 (17)4 拉深模设计 (17)4.1拉深模具结构设计 (17)4.2模具工作部分尺寸计算 (17)4.2.1 凸凹模间隙 (17)4.2.2 凸凹模圆角半径 (17)4.2.3凸凹模工作尺寸及公差 (17)4.3标准件的选取 (18)4.3.1 模架 (18)4.3.2下模座 (19)4.3.3上模座 (19)4.3.4 导柱、导套 (19)4.3.5 销钉 (19)4.3.6 螺钉 (20)4.3.7 模柄 (20)4.3.8带螺纹推杆（顶杆） (20)4.3.9 打杆 (20)4.3.10 打杆螺母 (21)4.3.11 橡胶的选取 (21)4.3.12 橡胶螺杆 (22)4.3.13 ；螺杆螺母 (22)4.3.14 模柄紧固螺钉 (22)4.4模具非标准件的设计 (22)4.4.1 拉深凸模的设计 (22)4.4.2拉深凹模的设计 (23)4.4.3 凸模固定板设计 (24)4.4.4压料圈的设计 (24)4.4.6 托板的设计 (25)5 压力机的校核 (25)6 模具装配图 (26)结束语 (27)致谢 (28)参考文献 (29)1 前言板料冲压是金属加工的一种基本方法，他用以生产各种板料零件，具有生产效率高、尺寸精度好、重量轻、成本低并易于实现机械化和自动化等特点。

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。

正文如下图1所示拉深件，材料为08钢，厚度0.8mm，制件高度70mm，制件精度IT14级。

该制件形状简单，尺寸小，属普通冲压件。

试制定该工件的冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。

图1一、冲压件工艺分析1、材料：该冲裁件的材料08钢是碳素工具钢，具有较好的可拉深性能。

2、零件结构：该制件为圆桶形拉深件，故对毛坯的计算要。

3、单边间隙、拉深凸凹模及拉深高度的确定应符合制件要求。

4、 凹凸模的设计应保证各工序间动作稳定。

5、 尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。

查公差表可得工件基本尺寸公差为：74.0050+φ 74.0070+ 3.005+R 25.008.0+ 二、工艺方案及模具结构类型1、工艺方案分析该工件包括落料、拉深两个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。

采用单工序模生产。

方案二：落料+拉深复合，后拉深二。

采用复合模+单工序模生产。

方案三：先落料，后二次复合拉深。

采用单工序模+复合模生产。

方案四：落料+拉深+再次拉深。

采用复合模生产。

方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。

方案二只需二副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件精度也能满足要求，操作方便，成本较低。

方案三也只需要二副模具，制造难度大，成本也大。

方案四只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但模具成本造价高。

通过对上述四种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。

2、 主要工艺参数的计算 (1)确定修边余量该件h=70mm ，h/d=70/50=1.4,查《冲压工艺与模具设计》表4-10 可得mm h 8.3=∆则可得拉深高度HH=h+h ∆=70+3.8=73.8mm (2)计算毛坯直径D由于板厚小于1mm ，故可直接用工件图所示尺寸计算，不必用中线尺寸计算。

目录一、冲压件的工艺分析 (2)1.材料2.工件结构3.尺寸精度二、确定工艺方案及模具结构形式 (2)1.方案的提出2.方案的比较2.方案的确定三、确定毛配形状尺寸和工序件主要参数的计算 (3)1.确定切边余量Δh2.计算毛坯直径D3．确定是否要压边圈4.确定拉深次数5.排样及材料利用率四、零件的工艺过程 (5)五、拉深凸凹尺寸的确定 (6)六、计算模具压力中心 (7)七、弹性元件的设计 (7)八、模具零件的选用 (7)1.模架的选择2.模柄的选择九、冲压设备的校核 (8)十、其他需要说明的问题 (9)1.挡料钉3.定位钉4.垫板的设计5.卸料板十一、模具装配 (10)1．装配一般按下面的步骤2．试冲和调整十二、参考文献 (11)工件名称：圆形深筒生产批量：中批量材料：08F厚度：2mm描述：圆筒类零件，底部中央有一个直径为10mm的圆孔。

一、零件的工艺分析1.1、材料08F，是优质碳素结构钢，塑性好、组织均匀、晶粒大小适当具有良好的拉深性能。

1.2、工件结构零件为圆筒类带孔拉深件，孔在底部并且不在拉深变形区，冲孔尺寸符合要求，零件的孔与孔和孔的边缘的距离同样符号要求。

1.3、尺寸精度零件图上尺寸属于IT14级。

一般冲压能满足精度要求。

结论：可以进行冲裁拉深加工。

二、确定工艺方案及模具结构形式从工件结构形状可知，工件成型所需的基本工序为冲孔、落料、拉深、切边四种。

其中冲孔、落料的方法可采用单工序模、复合模和级进模。

2.1、方案的提出方案一：采用复合模。

首先在复合模上同时完成冲孔落料复合工序，然后在拉深模上完成拉深。

方案二：采用单工序模。

首先在冲孔模上冲孔，然后落料，最后在拉深模上完成拉深。

方案三；采用连续模具。

首先在连续模具上完成冲孔和落料工序，然后在拉深模上完成拉深。

2.2、方案的比较方案一的优点是工序相对集中，需要用模具较少，压力机和操作人员的效力较高。

缺点是模具结构相对较复杂。

方案二的优点是模具结构简单，寿命长，制造周期短，投产快，缺点是工序分散，需用模具、压力机和操作人员较多，劳动量较大，不适合批量生产。

摘要此次毕业设计是由蔡昀老师亲自指导，设计一副简单的复合模具，经过数个月的设计，基本完成此次设计的任务。

此副模具主要是阶梯圆筒形零件的设计，采用落料﹑拉深两道工序相结合的复合模，本人经查阅相关书籍﹑资料以队此副模具所用到的相关公式﹑数据做出了一个准确的依据。

此副模具的设计一共分为四章，和其他模具的设计一样，首先第一章是对零件进行了工艺分析，接着对工艺方案进行了比较，最终确定采用先落料拉深后切边的工艺方案，然后画工序图﹑经过计算选择冲压设备。

第二章是选择冲模类型以及结构形式，接着是一些模具设计的相关数据计算。

第三章是对模具凸模﹑凹模加工工艺过程以及加工工艺方案的确定，最后填写凸凹模加工工艺规程卡以及编制凸模数控加工程序。

第四章是设计总结﹑谢辞以及参考文献。

本人在设计过程中得到了其他同学的大力支持，并有蔡昀老师的息心指导，在此表示诚恳的感谢。

由于本人水平有限，此次设计难免还存在一些缺点和错误，恳请阅读者批评指正。

目录第1章冲压工艺设计 (1)1.1 零件的工艺分析 (1)1.2 制定冲压工艺方案 (3)1.3 画工序图 (4)1.4 初选冲压设备 (6)1.5编制冲压工艺卡 (8)第2章冲压模具设计 (10)2.1 冲模类型及结构形式 (10)2.2 模具设计计算 (10)第3章模具主要零件加工工艺设计 (14)3.1 制定凸凹模加工工艺过程 (14)3.2 填写凸凹模加工工艺规程卡 (16)3.3 编制凸模或凹模数控加工程序 (19)第4章设计总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)第1章 冲压工艺设计1.1 零件的工艺分析此零件形状为阶梯圆筒形件，需要采用落料，拉深，切边三道工序，通过计算确定拉深次数。

零件材料为10钢，根据参考文献[1]表1.4.1得：10钢的抗剪强度=210MPa 。

由此可见，其塑性较好，有较高的强度，适合于成形加工。

τ=260～440MPa 、抗拉强度σb =300～440MPa ﹑伸长率δ10=29%、屈服强度=210MPa 。

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。

圆筒形件二次拉深成形工艺分析及模具结构设计通过对某圆筒形件二次拉深成形的技术要求及成形工艺进行分析，制定出合理的冲压成形方案，并设计模具结构、分析模具结构特点及工作过程。

结果表明，模具结构设计合理，冲压过程稳定可靠，冲压件均能达到技术要求，可为同行相关模具设计提供参考。

标签：圆筒形件；二次拉深；工艺分析；模具设计1 冲压产品图纸及相关技术要求产品图纸：见图1；产品材料：10钢；材料厚度：t=2mm；技术要求：（1）落料毛刺小于0.1mm，成形后平整光滑；（2）未注圆角为R0.5mm。

2 冲压产品工艺性分析2.1 材料分析本冲压产品材料为10钢，其塑性、韧性很好，易冷热加工成形，主要用于制造受力不大、韧性高的零件，如车身覆盖件、深冲压器皿、垫片等，可用作冷冲、冷弯、冷轧、冷镦、热轧等工艺成形等。

主要相关参数如下：抗拉强度σb=335MPa屈服强度σs=205MPa抗剪强度τ=310Mpa2.2 结构分析零件为一形状较简单的有凸缘圆筒形件，底部有一Φ10的孔，口部与底部圆角半径均为R3。

2.3 精度分析零件上的尺寸为标注公差，按照惯例其精度等级都在IT14级以下，采用普通拉深就可以达到要求。

3 拉深工艺计算因零件材料厚度为t=2mm，故计算过程中圆角部分以中径为准带入。

3.1 确定零件修边余量4 二次拉深模工艺计算4.1 凸、凹模刃口尺寸计算因为第二次拉深后工序件直径为43.4mm，拉深凸、凹模间隙值仍为2.4mm，则第二次拉深模具所需刃口尺寸计算如下：4.2 拉深力计算根据以上力的计算，同时考虑零件的实际拉深高度。

5 二次拉深模具结构设计二次拉深模具结构见图2。

6 结束语本设计除了考虑到冲压产品相关技术要求外，还充分考虑了模具结构设计尽量简单化这一重要原则。

整副模具结构设计合理，冲压过程稳定可靠，模具制造成本較低，冲压产品均可达到技术要求，可为同类模具设计提供参考。

参考文献：[1]翁其金.冷冲压技术[M].北京：机械工业出版社，2000.[2]王孝培.冲压手册[K].北京：机械工业出版社，2000.。

目录1.绪论1.1引言1.2Dynaform简介2.圆筒件拉深成形工艺分析和模具设计2.1拉深工艺分析2.1.1确定修边余量错误！未找到引用源。

2.1.2毛坯尺寸计算2.1.3拉深系数和判断拉深次数2.1.4拉深力的计算2.1.5压边力的计算2.2拉深模主要零部件的设计2.2.1拉深模的间隙计算2.2.2拉深模的圆角半径计算2.2.3凸、凹模工作部分的尺寸计算2.2.4凹、凸模固定板的选择2.2.5模架的选择3.圆筒件拉深成形有限元分析4.结论参考文献致谢一、绪论1.1引言1.2 Dynaform简介基本资料在其前处理器(Preprocessor)上可以完成产品仿真模型的生成和输入文件的准备工作。

求解器(LS-DYNA)采用的是世界上最著名的通用显示动力为主、隐式为辅的有限元分析程序，能够真实模拟板料成形中各种复杂问题。

后处理器(Postprocessor)通过CAD技术生成形象的图形输出，可以直观的动态显示各种分析结果。

Dynaform 软件基于有限元方法建立, 被用于模拟钣金成形工艺。

Dynaform软件包含BSE、DFE、Formability三个大模块，几乎涵盖冲压模模面设计的所有要素，包括：定最佳冲压方向、坯料的设计、工艺补充面的设计、拉延筋的设计、凸凹模圆角设计、冲压速度的设置、压边力的设计、摩擦系数、切边线的求解、压力机吨位等。

Dynaform软件可应用于不同的领域，汽车、航空航天、家电、厨房卫生等行业。

可以预测成形过程中板料的裂纹、起皱、减薄、划痕、回弹、成形刚度、表面质量，评估板料的成形性能，从而为板成形工艺及模具设计提供帮助。

Dynaform软件设置过程与实际生产过程一致，操作上手容易。

来设计可以对冲压生产的全过程进行模拟：坯料在重力作用下的变形、压边圈闭合过程、拉延过程、切边回弹、回弹补偿、翻边、胀形、液压成形、弯管成形。

Dynaform软件适用的设备有：单动压力机、双动压力机、无压边压力机、螺旋压力机、锻锤、组合模具和特种锻压设备等。

前言1.冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。

冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。

冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。

冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。

冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。

冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。

冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。

与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。

主要表现如下。

(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。

这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。

（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。

（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。

（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。

但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。

所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。

冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。

第1章 冲压工艺设计1.1 零件的工艺分析此零件形状为阶梯圆筒形件，需要采用落料，拉深，切边三道工序，通过计算确定拉深次数。

零件材料为10钢，根据参考文献[1]表 1.4.1得：10钢的抗剪强度=210MPa 。

由此可见，其塑性较好，有较高的强度，适合于成形加工。

τ=260～440MPa 、抗拉强度σb =300～440MPa ﹑伸长率δ10=29%、屈服强度=210MPa 。

由此可见，其塑性较好，有较高的强度，适合与成形加工。

此零件毛坯形状为圆形，故采用冲裁工艺中的落料工序。

首先计算出毛坯的尺寸，根据毛坯尺寸要求计算出凸凹模的尺寸，但要注意落料见的尺寸应增加修边余量，以保证零件的高度。

后面还有拉深等其它工序，最重要的是毛坯外形尺寸精度要保证下一道工序的完成。

拉深见工艺性的好坏，直接影响到该零件能否用拉深方法生产出来，不仅能满足产品的使用要求，同时也能够用最简单，最经济和最快的方法生产出来。

拉深见外形尺寸的要求应根据零件的高度以及厚度等选择一次拉深还是多次拉深。

1.计算落料毛坯尺寸：t=0.5mm<1mm. 故可以按外形尺寸计算 2.12834≈≈d d t 查《指导》表4-2. 取修边余量δ=2.5mm 则零件外径 D ’=34+2×2.5=39㎜由《指导》表4-4.将零件分为序号9和序号11两部分由序号9得：22232111828.6d d r rd d D -+++=取 1d =21.7mm 2d =28mm 3d =39mm r=2mm ∴ D 1=222228395.187.215.128.67.21-+⨯+⨯⨯+≈38.9mm去掉d 1部分圆面积的材料则 A 1=4πD 21-4πd 21=4π（38.92-21.72）≈4π×104.2.3mm 2由序号11得:D 2=23242121222122156.42482d d r d r h d r d r d -++++++ππ取 d 1=5mm d 2=9mm d 3=12mm d 4=21.7mm r 1=1.5mm r 2=2mm h=0.5mm ∴223.7mm D =≈则 A2=4πD 22=4π×23.72=4π×561.7mm 2 ∴ 毛坯的总面积 A=A 1+A 2=4π(1042.3+561.7)=4π×1604mm 2∴ 所以毛坯直径 mm A D 401604444≈⨯⨯==πππ因此毛坯直径为40mm2.确定拉深次数：60.679h dn =≈ 0.50.012540t D == 查《指导》表4-8得：当 Dt×100%=1.25（＜1.5～1），一次拉深可得最大相对高度hd为0.84～0.65，故零件以以一次拉深成形。

目录序言 (2)第一部分冲压成形工艺设计 (5)Ⅰ明确设计任务，收集相关资料 (5)Ⅱ冲压工艺性分析 (6)Ⅲ制定冲压工艺方案 (6)Ⅳ确定毛坯形状，尺寸和主要参数计算 (10)第二部分冲压模具设计 (15)rⅡ计算工序压力，选择压力机 (16)Ⅲ计算模具压力中心 (19)Ⅴ、弹性元件的设计 (25)Ⅵ模具零件的选用 (27)Ⅶ冲压设备的校核 (29)Ⅷ其他需要说明的问题 (30)Ⅸ模具装配 (32)设计总结 (35)参考文献 (36)序言目前我国模具工业与发达国家相比还相当落后。

主要原因是我国在模具标准化，模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家相比差距很大。

随着工业产品质量的不断提高，模具产品生成呈现的品种、少批量、复杂、大型精密更新换代速度快。

模具设计与技术由于手工设备，依靠人工经验和常规机加工，技术向以计算机辅助设计，数控编程切屑加工，数控电加工核心的计算机辅助设计（CAD/CAM)技术转变。

模具生产制件所表现出来的高精度，高复杂程度,高生产率，高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出来，从而有好的经济效益，因此在批量生产中得到广泛应用，在现代工业生产中有十分重要的地位，是我国国防工业及民用生产中必不可少的加工方法。

随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压零件日趋复杂化，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展，冲模制造难度日益增大。

模具制造正由过去的劳动密集、依靠人工的手工技巧及采用传统机械加工设备的行业转变为技术密集型行业，更多的依靠各种高效、高精度的NC机床、CNC机床、电加工机床，从过去的单一的机械加工时代转变成机械加工、电加工以及其他特种加工相结合的时代。

模具制造技术，已经发展成为技术密集型的综合加工技术。

本专业以培养学生从事模具设计与制造工作能力的核心，将模具成型加工原理、设备、工艺、模具设计与制造有机结合在一起，实现理论与实际相结合，突出实用性，综合性，先进性。

基于新工艺下的二阶筒形件拉深模具设计作者：喻建鹏赖月梅来源：《科学与财富》2015年第24期摘要：传统拉深一个二阶深筒形件往往需要很多次拉深才能成型。

本文介绍的拉深工艺是在半成品的筒壁上施加轴向力，二次成型二阶深筒形件。

关键词：拉深、拉深系数、二次拉深成型、拉深新工艺一、论文背景在传统的冲压拉深工艺中，一个二阶深筒形件往往需要很多次拉深才能成型，有时甚至不能通过拉深工艺成型。

这其中的表面原因是传统的拉深工艺受拉深系数限制，一般塑性好的材料第一次拉深系数为0.5，第二次拉深系数0.8，以后就更小。

象如图1所示的零件采用传统拉深工艺需要七次拉深才能成型。

传统拉深变形程度受限制的根本原因是：材料起皱和拉裂。

而材料起皱可通过增大压边圈的压边力克服（但这样会增大零件筒壁部位所受的轴向拉力，从而使圆角底部更易被拉裂被拉裂）；筒壁圆角底部被拉裂的问题传统拉深工艺不能解决。

二、新工艺的提出由于传统拉深不能克服拉裂问题，即不能减少筒壁圆角底部材料所收的拉应力。

如果在筒壁上加一个轴向力（F3），它可转化为径向拉深力，从而大大降低凸模的拉深力F1，避免材料被拉裂（如图2）。

因此，二阶深筒形件的新工艺是：分两次拉深，第一次拉深为直径d1的筒形件（直径80高38），第二次在半成品的筒壁上施加力F3，直接拉出零件。

三、论文的意义由于提供了这种新型的拉深工艺，它大大减少了拉深模具设计数量，降低成本（包括模具成本和生产成本）；另外，其它形状的深拉深件也可提供借鉴；同时，也为钣金件产品设计人员提供了更广阔的设计理念。

四、解决问题的理论依据既然只要图2中的F3足够大，就能拉出任意深度的二阶筒形件，那么关键问题就是计算出F3。

先假定没有F3，计算出筒壁上A点所受的拉应力，其值为：（1）其中：？滓w1是材料绕过圆角r1所需克服的弯曲阻力而产生的附加应力；？滓w1'是r1处的材料由曲线变为直线所需的附加应力；？滓m是压边力F2引起的摩擦力而产生的附加应力；？滓1max是靠近筒壁的凸缘材料的径向拉应力；？滓w2是材料绕过圆角r2所需克服的弯曲阻力而产生的附加应力；？滓w2'是r2处的是材料由曲线变为直线所需的附加应力；乘以系数（1+1.6μ）表示材料通过圆角r1和r2克服摩擦阻力而产生的附加应力；它们的值分别如下[1]：（1-1）（1-2）（1-3）它是靠近筒壁的凸缘材料的径向拉应力.（1-4） p是单位压边力。