冲压拉深模具设计说明书

课程编号：

XXX大学

专业课程设计说明书

设 计 人： XXX 专业班级： XXX 学 号： XXXXXXXX 指导教师： XXX

日期：X年X月X日

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目录

一、序言 ………………………………………………3 二、设计任务书及产品图 ………………………………4 三、拉深模设计的前期准备 ……………………………5 四、拉深工艺计算 ……………………………………7 五、拉深模零件的设计计算 ……………………………9 六、模具类型及结构形式的选择 ……………………13 七、工作零件及主要零件的结构形式 …………………15 八、参考文献 ……………………………………………17

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一、序言

模具是制造业的基础工业设备，被广泛用于制造业的各个领域。其中拉深模更是占有十分重要的地位。拉深技术应用范围十分广泛，在国民经济各个部门中，几乎都有拉深加工产品。它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活紧密相关。由于它具有生产效率高、生产成本低、操作简单、适合大批量生产等优点，在我国现代化建设中有着很好的发展前景。

我们这次课程设计的任务就是设计一套拉深模具，即就老师所给的零件、生产要求以及精度要求，设计出一套符合要求的拉深模。

由于时间紧迫、经验不足，在设计过程中走了不少弯路，犯了不少错误。总之，在设计中难免有疏漏和不当之处，恳请谅解。也相信在今后的实践工作中能一步一步弥补以上不足。

在这次设计过程中，对拉深模具有有了深一步的了解，获得了一定的设计经验，为将要到来的毕业设计打下了基础。在这中间得到了XXX老师的和广大同学的热心帮助，在此表示感谢。

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二、设计任务书及产品图

已知：

(1) 产品名称：支座 （2） 产品零件图：

（3） 生产批量：大批量。 （4） 零件材料：10钢。 （5） 材料厚度：0.5mm。

求作：

（1） 进行拉深工艺性分析（从材料、零件结构、尺寸精度几个方面进行）。 （2） 确定工艺方案及模具结构类型。

（3） 进行相关工艺计算，包括：拉深工艺计算；拉深模零件的设计计算； 设备选择等。

（4） 绘制模具总装配图

（5） 绘制工作零件及主要零件的零件图 （6） 编写课程设计说明书

要求：根据所设计工件的尺寸、形状、批量等原始数据和要求，每人独立设计、

绘制完成一套拉深模具。

包括：（1） 模具装配图1张（按照1：1比例，或适当比例）；

（2） 模具工作零件图2-3张（按照1：1比例，或适当比例）； （3） 设计说明书1份；

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三、拉深模零件的工艺性分析

3.1 分析零件拉深工艺性

制件为无凸缘圆筒形零件，要求外形尺寸，对厚度变化没有要求。制件的形状满足拉深工艺要求。底部圆角半径r=4mm，大于拉深凸模圆角半径rt

0.5=1~1.5mm] (t 为板料厚度)，满足首次拉深对圆角半[rt=(2~3)t=(2~3)×径的要求，尺寸Φ64.8 -0.5按公差表查得为IT13级，满足拉深工序对

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制件公差等级的要求。 3.2 拉深模生产状况

筒形拉深模的加工方法相对比较简单，特别是此件尺寸公差要求较低，凸、

凹模用通用机械加工即能满足设计要求，对于模座、固定板等板类零件的加工主要是平面加工和孔系加工。故平面加工后，孔系加工均在加工中心加工。

3.3 拉深模方案的确定

经过对制件工艺性分析，工件适合拉深成形，故采用单工序拉深模在单动压

力机上拉深。

3.4 拉深模结构形式的确定

（1） 采用的结构形式 拉深模结构采用带压边圈的倒装式结构，采用这种

结构的优势在于可采用通用的弹顶装置（弹性压边装置）。

（2）拉深模结构简图的画法 根据所确定的拉深模结构形式，把拉深工作结构部分画出，这时画出的结构图是拉深工作示意图，不需要按比例画，其目的的为了分析所确定的结构是否合理，毛坯拉深成工件，能否满足产品图的技术要求。根据分析结果对模具简图进行修正，为最后拉深模具结构做准备。 （3） 模具结构特点及工作过程 这种拉深模结构简单，使用方便，制造容易。工作时将毛坯放入压边圈上面的定位孔，上模下降，弹性压边圈先将毛坯压住，然后凸模对毛坯进行拉深。当拉深结束上模回升时，包在凸模上的工件被压边圈顶出，并由推件板把工件从凹模内推下。这里压边圈不仅起压边作用，而且

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还起定位和卸件作用。凸模上须开设排气孔，以防拉深件紧吸于凸模上而造成卸件困难。采用倒装式结构，方便在空间位置较大的下模部分安装压边装置。

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四、拉深工艺计算

4.1 拉深件毛坯尺寸的计算

在计算拉深毛坯尺寸时，首先确定修边余量。

并把修边余量加到拉深件高度上，这时拉深件的高度（H）为原拉深件高度（h）与修边余量（Δh）之和，即

H=h+Δh

=24.5+0.378=24.878

（1）确定修边余量 Δh 该件h =24.5mm, d=64.8 所示Δh=h/d=24.5/64.8=0.378 因为Δh<料厚（0.5）

故该件在拉深时不需要修边余量。 （2）计算毛坯直径

D =d2+4Hd-1.72dr-0.57r2

=64.82+4×64.8×24.5－1.72×64.8×4－0.57×42

=100.5mm

式中 D—拉深件毛坯尺寸，mm； r—拉深件底部圆角半径，mm

实际生产中针对无须修边的拉深件，在毛坯尺寸确定的方法上，一般根据理论计算的结果，备制拉深件的毛坯，待拉深试模合格后，再制作拉深件的毛坯落料模。

4.2 拉深系数与拉深次数的确定

（1） 拉深系数的确定 工件总的拉深系数为 m总=d/D=64.8/100.5=0.645 （2）拉深次数的确定 毛坯相对厚度为 t/D=0.5×100％=0.4989％ 100.5查《冲压工艺与模具设计》，首次拉深的极限系数为

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m1=0.58 因为 m总=0.645 所以 m总>m1=0.58 ， 故工件可一次拉深成形。

4.3 拉深工序尺寸的计算

此工件需要一次拉深成形，工序尺寸计算相当简单，只对凸、凹模工作尺寸即圆角半径进行计算，但多次拉深成形还需要对每次拉深工序件的高度进行计算，对工序件高度计算的目的是为了确定各工序压边圈的高度。

4.4 拉深力的计算

拉深所需的压力： P总=P拉+P压

P拉=?dtσbK

=?×64.8×0.5×432×0.752=33（KN）

3/4≈14 KN P压=Ap=?(100.52－64.82)× P14=47 KN 总=33+式 P拉——拉深力，N P压 ——压边力，N

K ——修正系数，一般取0.5~0.8，t/D与m值小时，K取大值； σb——拉深件材料的抗拉强度，MPa

A ——有效压边面积，mm2

P ——单位压边力，MPa，查《冲压工艺与模具设计》取p =3Mpa

4.5 初选压力机

压力机的公称压力 P0≥ (1.6~1.8)P总

取P0=1.8×47=84.6KN

故初选压力机的公称压力为160KN

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五、拉深模零件的设计计算

5.1 凸、凹模间隙的计算

确定间隙的原则是，既要考虑板料厚度的公差，又要考虑筒形件口部的增厚

现象，根据拉深时是否采用压边圈和制件的尺寸精度、表面粗糙读要求合理确定。

此拉深模采用压边装置，经工艺计算一次就能拉深成形，故间隙为 Z=1.05t=1.05×0.5=0.525mm

5.2 凸、凹模的圆角半径的计算

（1） 凹模的圆角半径ra 一般来说，大的半径可以降低拉深系数，还可以提高拉深件的质量，所以半径应尽可能取大些。但半径过大，拉深时板料将过早地失去压边，有可能出现拉深后期起皱。故凹模圆角半径的合理值应不小于4t(t为板料厚度)。

拉深凹模圆角半径取ra=3mm。

(2) 凸模圆角半径rt 设计制件可一次拉成的拉深模或多次拉深的末次拉深模，rt 应取与制件底部圆角相等数值，如果拉深件零件图上所标注的圆角半径小于rt的合理值，拉深模的rt仍需取合理值。待拉深后再用整形方法使圆角半径达到图样要求。此件需一次拉深成型，所以rt值取与制件底部圆角相同的R值，即 rt=4mm rt>(2~3)t

5.3 凸、凹模工作部分尺寸的设计计算

对于制件一次拉成的拉深模及末次拉深模，起凸模和凹模的尺寸及公差应按制件的要求确定。

此工件要求的是外形尺寸，设计凸、凹模时，应以凹模尺寸为基准进行计

Δ/4算，即凹模尺寸 Da=(D－0.75Δ)+ 00.120.5)+ =(64.8－0.75× 0+0.12=64.4250 mm

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式中 D----落料件外径公称尺寸(mm)；

错误！未找到引用源。----零件公差(mm)

间隙取在凸模上，则凹模尺寸可标注凹模基本尺寸，不标注公差，但在技术要求中要注明按单面拉深间隙配作。

5.4 拉深模其他零件的设计和选用

（1） 压边圈的设计 压边圈外形尺寸与凹模外形尺寸相同，压边圈材料与凸、凹模一样，热处理硬度略低于凸、凹模的硬度。

（2） 压边装置的设计 该拉深模选在单动压力机上进行拉深加工，所以必须借助弹性元件在受压时所产生的压力提供压边力。故选用具有通用性的弹性压边装置作为弹性元件，这样可避免每副模具都设计一套专用的弹性压边装置。模具只需配备压边圈和顶杆，并采用倒装式结构。

（3） 凸模固定板的选用

根据选取好的凹模，查《中国模具设计大典》表22.5-16，选取固定板标准件为：

L错误！未找到引用源。=142×142×30； 材料选用10钢， （4） 模柄的设计

初选压力机公称压力值为160KN，最大必和高度为220mm,不符合设计要求，另外选取的压力机J23-25，最大闭合高度为270mm,满足设计要求。

模柄孔尺寸 d=50mm h=70mm

参照《中国模具设计大典》表22.5-24,采用压入式模柄，材料为Q235-A·F （5） 标准模架的选取

查《中国模具设计大典》表22.4-2，选取标准件上、下模座及导柱、导套如下：

上模座：

L错误！未找到引用源。=390×200×40 材料：Q235 下模座：

L错误！未找到引用源。=390×200×45 材料：Q235。 导柱：

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