拉深力的计算

工作任务3：汽车闪光器外壳落料拉深复合模的设计与制造（30课时）工序1研究分析客户产品图纸、产品制造材料、产量、质量、交货期等要求，分析冲压件的工艺性。工序2确定产品制造工艺方案。工序3拉深力、压边力等冲压力计算。工序4模具工作部分尺寸设计计算。工序5模具的总体设计与总装图绘制。工序6模具主要零部件设计与绘图。工序7冲裁拉深设备的选定。工序8选择制模材料并制定强化处理工艺。工序9编制模具零件的加工工艺。工序10编写模具设计计算说明书。工序11复杂模具零件的数控编程及加工；普通机械加工。工序12拉深模具的装配。工序13常用拉深设备的操作、试模调整、试产。工序1

研究分析客户产品图纸、材料、产量、质量、交货期等要求，分析冲压件的工艺性分析：从零件图看出,工件为矩形件,要求外形尺寸,材料厚度t=0.5mm,没有厚度不变的要求;零件的形状简单、对称；尺寸为自由公差,取IT14级,满足拉深工艺对精度等级的要求；底部圆角半径r=3.5﹥t,rg=4.5≥3t=1.5,满足拉深工艺对形状和圆角半径的要求;材料为08钢,为拉深性能较好的材料,易于拉深成形。分析结论：此零件的形状、自由公差、圆角半径、材料及批量皆适合拉深工艺。大批量生产,要求模具寿命越长越好，应选择较好的模具材料。

理论依据

1、拉深件的公差等级

2、拉深件的结构工艺性

3、拉深件的材料

理论依据1、拉深件的公差等级

一般：拉深件的尺寸精度应在T13级以下，不宜高于IT11级。拉深件壁厚公差要求一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律。据统计，不变薄拉深，壁的最大增厚量约为（0.2～0.3）ｔ；最大变薄量约为（0.10～0.18）ｔ（ｔ为板料厚度）理论依据2、拉深件的结构工艺性（1）．拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉深成形。（2）．需多次拉深的零件，在保证必要的表面质量前提下，应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。（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。（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+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。理论依据3拉深件的材料

（1）用于拉深件的材料，要求具有较好的塑性，屈强比σa／σb小，板厚方向性系数r大，板平面方向性系数△r小。（2）屈强比σa／σb值越小，一次拉深允许的极限变形程度越大，拉深的性能越好。（3）板厚方向性系数r和板平面方向性系数△r反映了材料的各向异性性能。当r较大或△r较小时，材料宽度的变形比厚度方向的变形容易，板平面方向性能差异较小，拉深过程中材料不易变薄或拉裂，因而有利于拉深成形。（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。

工序2确定产品制造工艺方案

2.1计算汽车闪光器外壳的展开尺寸

(1)确定修边余量△h

（2）计算汽车闪光器外壳展开尺寸2.1.1计算演示2.1.2汽车闪光器外壳展开尺寸计算的理论依据(1)确定修边余量△h

由于金属流动条件和材料的各向异性，毛坯拉深后，工件边口不齐。一般情况拉深后都要修边，因此在计算毛坯的尺寸时，必须把修边余量计入工件。修边余量用△h来表示。无凸缘的圆筒形工件的修边余量见表3—1；无凸缘的矩形工件的修边余量见表3—3；有凸缘的圆筒形工件的修边余量见表3—2。汽车闪光器外壳属盒形件，即矩形件。所以按照表3—3确定其修边余量。根据零件图得：

h=20.15；r角=4.5；则h/r角=20.15/4.5=4.48。按照表3—3得修边余量△h=（0.03～0.05）h。现取△h=0.04h=0.04×20.15=0.80mm。（2）计算汽车闪光器外壳展开尺寸汽车闪光器外壳属盒形件，按盒形件计算。汽车闪光器外壳的直边按弯曲变形、圆角部分按1/4圆筒形拉深变形分别展开计算。长度尺寸为：L=H+0.57r=20.15+0.57×3.5=22.15切边余量△h=0.04H=0.04×20.15=0.8总长C=A+2L－2(r+0.5)+2△h=54.9+2×22.15－2×4+2×0.8=92.8总宽K=B+2L－2(r+0.5)+2△h=38.5+2×22.15－2×4+2×0.8=76.40总长数值92.8，取整数值93mm,总宽度76.40取整数值76mm。圆角部分按1/4圆筒形拉深变形展开得展开半径R,R===13.3(mm)计算出的汽车闪光器外壳的展开尺寸如图3—8所示。2.1.2汽车闪光器外壳展开尺寸计算的理论依据汽车闪光器外壳属于矩形件，矩形工件的毛坯尺寸计算方法如下。（1）一次拉成的低矩形件毛坯的计算这类零件拉深时有微量材料从圆角部分转移到直边部分，因此可认为圆角部分发生拉深变形，直边部分只是弯曲变形。如图3-9所示的矩形工件，只需一次拉深。其毛坯的求法如下：1)直边部分按弯曲计算展开长度L=H十0．57r式中H——矩形工件的高度；

r——矩形工件底部圆角的半径。

rg——矩形工件圆角的半径。

毛坯总长C=A+2L－2(r+0.5)有修边余量时，总长C=A+2L－2(r+0.5)+2△h

毛坯总宽K=B+2L－2(r+0.5)有修边余量时，K=B+2L－2(r+0.5)+2△h图3—9一次拉成的低矩形件毛坯的计算示意图2)设想把矩形工件四个圆角合在一起，共同组成一个圆筒，展开半径为R，其计算式为

R=当rg=r时，其计算为

R=2．1.3确定毛坯排样及定位方法排样方式采用直排，模具沿工件外形进行冲裁落料，工件周边都留有搭边。这种排样能保证冲裁件质量，冲模寿命也长，但材料利用率较低。定位采用条料侧边和前侧定位。采用人工往复送料操作。搭边值：若按查表得侧搭边取3mm；前搭边取2mm。但考虑到定位孔靠近落料凹模刃口，为保证模具寿命，搭边值取大一些，侧搭边取4mm；前搭边取4mm。如图3—12所示。送料进距：76+4=80（mm）条料宽度：93+2×4=101（mm）板料规格的选用：0.5×1000×2000(mm)裁出的条料规格尺寸:0.5×1000×101(mm)图3—12毛坯排样图2．2确定是否能一次拉深成形。根据工件零件图,已知:rg=4.5;r=3.5;H=20.15；B=38.5圆角部分按四分之一圆筒形拉深变形分别展开，则R=

==13.3首次拉深系数为：m=rg/Ry=4.5/13.3=0.34,t/B=0.5/38.5=1.29％,

rg/B=4.5/38.5=0.12,H/rg=20.15/4.5=4.4,查表3-1得m≥极限拉深系数[m1]=0.31,再查表3-3得H/rg=4.4＜许可相对高度[H/rg1]=4.5。盒形件一次拉深成形判定条件为：如果根据零件尺寸求得的拉深系数m大于表中的[m1]值,或盒形件相对高度H/rg小于表中的[H/rg1]值,则可一次拉深成形,否则就要多次拉深成形。根据盒形件一次拉深成形判定条件可知：该零件可一次拉深成形。如何求拉深系数m？如何求盒形件相对高度H/rg？对于具有较小圆角半径的盒形件拉深，其拉深系数m=rg/Ry首次拉深

m1=rg1/Ry以后各次拉深mi=

rgi/rg(i-1)（i=2，3，4，…n）式中Ry——坯料圆角的假想半径，对于高矩形件Ry=Rb

－0.7(B－2rg);对于低盒形件,Ry=R

R=rg1、rgi——首次和以后各次拉深后工序件口部的圆角半径；m1、mi——首次和以后各次的拉深系数，其极限值可查表3-1和表3-2。当rg=r时，首次拉深变形程度也可以用盒形件相对高度来表示：m=d/D=2rg/2=1/式中H／rg——盒形件相对高度，盒形件第一次拉深的最大许可相对高度见表3-3。2．3确定是否需要压边装置2．3．1是否需要压边装置由t/D决定，（D对于正方形件是指坯料直径，对于矩形件是指坯料宽度B，t为坯料厚度）。判断是否采用压料装置可按表3—4确定。表3—4采用或不采用压边装置的条件拉深方法首次拉深以后各次拉深(t／D)／％m1(t／D)／％mn采用压料装置可用可不用不用压料装置<1．51．5～2．0>2．0<0．60．6>0．6<1．01．0～1．5>1．5<0．80．8>0．8本零件的t/B×100=0.5/38.5×100=1.29＜1．5所以本零件拉深需要压边装置。2．3．2拉深件的主要质量问题及控制如果没有压边装置会产生什么拉深现象呢？生产中如果没有压边装置可能出现的拉深件质量问题为起皱和拉裂。(1)起皱产生的原因(2)影响起皱的主要因素(3)控制起皱的措施为了防止起皱，最常用的方法是在拉深模具上设置压料装置，使坯料凸缘区夹在凹模平面与压料圈之间通过，如图3—6所示。图3—5拉深件的起皱破坏现象

2．拉裂

（1）拉裂产生的原因

壁部与底部圆角相切处变薄最严重。变薄最严重的部位成为拉深时的危险断面，当筒壁的最大拉应力超过了该危险断面材料的抗拉强度时，便会产生拉裂，如图3—7所示。图3—7拉深件的拉裂破坏(2)控制拉裂的措施生产实际中常用适当加大凸、凹模圆角半径、降低拉深力、增加拉深次数、在压边圈底部和凹模上涂润滑剂等方法来避免拉裂的产生。2．4确定零件加工工艺方案

该零件进行冲压加工的基本工序为落料和拉深。其中落料属于简单的分离工序。完成该制件的成形，可能的工艺方案有以下几种。

方案一：落料→拉深→切边→整形。方案二：落料与拉深复合一次成形→切边→整形。方案一模具结构简单，模具寿命长，模具制造容易。但工序分散，模具及操作人员多，劳动量大。方案二考虑了大批量生产和生产效率，且模具的结构虽较方案一复杂，但目前的制造技术还是容易实现。综合分析论证得出结论为：该零件采用落料拉深复合模具生产，既能满足生产量的要求，又能保证产品质量和模具的合理性。综合以上的分析计算，汽车闪光器外壳采用落料拉深模进行一次拉深成形，拉深模要有压边圈压边，然后切边，最后整形。工序（3）拉深力、压边力等冲压力计算3．1拉深力计算因汽车闪光器外壳横截面为矩形，其拉深力为：F=KLtσb式中L——横截面周边长度（mm）；

K——修正因数，可取0.5～0.8查有关资料得08钢的σb=324～441，取σb=400Mpa；取K=0.8;L≈2(A+B),则F拉=KLtσb=0.8×2×(55.4+39)×0.5×400=30208N.3．2压料力计算F压=Ap式中A——在压边圈下的投影面积（）

P——单位压边力（Mpa）。其值可查表3-5。汽车闪光器外壳拉深模的A≈93×76-55.4×39=4907.4查表3-5得P=2.5Mpa,则F压=4907.4×2.5=12268.5N.3．3毛坯外形落料冲裁力计算F=LtσbL≈2×(93+76)=338F落=338×0.5×400=67600N总冲压力P总=F拉+F压+F落=30208+12268.5+67600=110076.5N拉深力、压边力等冲压力计算的理论依据3．4．1拉深力的计算首次拉深F=K1∏d1tσb以后各次拉深F=K2лditσb(i=2,3,…,n)式中F——拉深力；D1，d2，…，dn——各次拉深工序件直径，mm；t——板料厚度，mm；σb——拉深件材料的抗拉强度，MPa；·K1、K2——修正系数，与拉深系数有关，见表3—6。3．4．2压边力的计算在模具设计时，压料力可按下列经验公式计算：任何形状的拉深件F压=AP

圆筒形件首次拉深F压=丌【D²-(d1+2rA1)²】p/4

圆筒形件以后各次拉深F压=丌(d²i-1-d²i)p/4(i=2,3,…)式中F压——压料力，N；A——压料圈与坯料在垂直于凸模运动方向的投影面积，mm²；P——单位面积压料力，MPa，可查表3—5；D——坯料直径，mm；d1，d2，…，dn——各次拉深工序件的直径，mm；rA1——首次拉深凹模的圆角半径，mm。3．4．3压边装置的设计

目前生产中常用的压料装置有弹性压料装置和刚性压料装置。1、弹性压料装置在单动压力机上进行拉深加工时，一般都是采用弹性压料装置来产生压料力。根据产生压料力的弹性元件不同，弹性压料装置可分为弹簧式、橡胶式和气垫式三种，如图3—13所示。图３—１３弹性压料装置（１—凹模２—凸模３—压料圈４—弹性元件）压料圈是压料装置的关键零件，常见的结构形式有平面形、锥形和弧形，如图3—15所示。

图３—１５压料圈的结构形式（１—凸模２—顶件板３—凹模４—压料圈）

2．刚性压料装置刚性压料装置一般设置在双动压力机上用的拉深模中。图3—17为双动压力机用拉深模。件4即为刚性压料圈(又兼作落料凸模)，压料圈固定在外滑块之上。

图3—17双动压力机用拉深模的刚性压料（1—凸模固定杆2—外滑块3—拉深凸模4—压料圈兼落料凸模5—落料凹模6—拉深凹模）

工序4模具工作零件的设计

4.1工作零件设计的理论依据

4.1.1凸、凹模的结构

凸、凹模的结构设计是否合理，不但直接影响拉深时的坯料变形，而且还影响拉深件的质量。凸、凹模常见的结构形式有以下几种：

(1)无压料时的凸、凹模结构(2)有压料时的凸、凹模结构

有压料时的凸、凹模结构如图4—3所示，其中图（a）用于直径小于lOOmm的拉深件；图(b)用于直径大于lOOmm的拉深件，这种结构除了具有锥形凹模的特点外，还可减轻坯料的反复弯曲变形，以提高工件侧壁质量。4.1.2凸、凹模的圆角半径确定方法

(1)凹模圆角半径的确定凹模圆角半径r凹越大，材料越易进入凹模，但r凹过大，材料易起皱。因此，在材料不起皱的前提下，r凹宜取大一些。第一次(包括只有一次)拉深的凹模圆角半径可按以下经验公式计算：r凹=0．8(4-1)式中r凹——凹模圆角半径；D——坯料直径；d——凹模内径(当工件料厚t≥1时，也可取首次拉深时工件的中线尺寸)；t——材料厚度。以后各次拉深时，凹模圆角半径应逐渐减小，一般可按以下关系确定：r凹i=(0．6～0．9)r凹(i-1)(i=2，3，…,n)

盒形件拉深凹模圆角半径按下式计算：r凹=(4～8)tr凹也可根据拉深件的材料种类与厚度参考表4-1确定。拉深件材料料厚tr凹拉深件材料料厚tr凹<3(10—6)t<3(8—5)t钢3—6(6—4)t铝、黄铜、紫铜3—6(5—3)t>6(4—2)t>6(3—1．5)t注：对于第一次拉深和较薄的材料，应取表中上限值；对于以后各次拉深和较厚的材料，应取表中下限值。

表4—1拉深凹模圆角半径r凹的数值mm

以上计算所得凹模圆角半径均应符合r凹≥2t的拉深工艺性要求。对于带凸缘的筒形件，是后一次拉深的凹模圆角半径还应与零件的凸缘圆角半径相等。

(2)凸模圆角半径确定

凸模圆角半径r凸过小，会使坯料在此受到过大的弯曲变形，导致危险断面材料严重变薄，甚至拉裂；r凸过大，会使坯料悬空部分增大，容易产生“内起皱”现象。一般r凸<r凹，单次拉深或多次拉深的第一次拉深可取：r凸=(0．7~1．0)r凹

以后各次拉深的凸模圆角半径可按下式确定：r凸（i-1）=(di-1-di-2t)/2(i=3,4,…,n)式中di-1、di为各次拉深工序件的直径。最后一次拉深时，凸模圆角半径r凸n应与拉深件底部圆角半径r相等。但当拉深件底部圆角半径小于拉深工艺性要求时，则凸模圆角半径应按工艺性要求确定(r凸≥t)，然后通过增加整形工序得到拉深件所要求的圆角半径。

4.1.3凸、凹模间隙的确定

(1)对于无压料装置的拉深模，其凸、凹模单边间隙可按下式确定：

Z=(1～1．1)tmax式中Z——凸、凹模单边间隙；tmax——材料厚度的最大极限尺寸。对于系数1～1．1，小值用于末次拉深或精度要求高的零件拉深，大值用于首次和中间各次拉深或精度要求不高的零件拉深。（2）对于有压料装置的拉深模，其凸凹模单边间隙可根据材料厚度和拉深次数参考下表4—2确定。总拉深次数拉深工序单边间隙Z总拉深次数拉深工序单边间隙Z12第一次拉深，第一次拉深第二次拉深(1～1.1)t1.1t“(1～1．05)t4第一、二次拉深。第三次拉深第四次拉深1.2t1.1t(1～1．05)t3第一次拉深第二次拉深第三次拉深1.2t1.1t(1～1．05)t5第一、二、三次拉深第四次拉深第五次拉深1．2t1．1t(1～1．05)t注:1．t为材料厚度，取材料允许偏差的中间值。

2．当拉深精度要求较高的零件时，最后一次拉深间隙取Z＝ｔ。表4—2有压料装置的凸、凹模单边间隙值Z

(3)对于盒形件拉深模，其凸、凹模单边间隙可根据盒形件精度确定，当精度要求较高时，Z＝(0．9～1．05)ｔ；当精度要求不高时，Z＝(1．１～１．３)ｔ。最后一次拉深取较小值。另外，由于盒形件拉深时坯料在角部变厚较多，因此园角部分的间隙应较直边部分间隙大0．1ｔ。4.1.4凸、凹模工作尺寸及公差的确定

拉深件的尺寸和公差是由最后一次拉深模保证的，考虑拉深模的磨损和拉深件的弹性回复，最后一次拉深模的凸、凹模工作尺寸及公差按如下确定：当拉深件标注外形尺寸时[图5—67(a)]，则DA=(Dmax-0.75△)DT=(Dmax-0.75△-2Z)当拉深件标注内形尺寸时[图5—67(b)]，则dT=(dmin十0．4△)dA=(dmin十0．4△+2Z)式中DA、dA——凹模工作尺寸；DT、dT——凸模工作尺寸；Dmax、dmin——拉深件的最大外形尺寸和最小内形尺寸；Z——凸、凹模单边间隙；△——拉深件的公差；δT、δA——凸、凹模的制造公差，可按IT6～IT9级确定，或查表表4—3拉深凸、凹模制造公差（mm）拉深件直径d材料厚度t≤2020～100>100δAδTδAδTδAδT≤0．50．020．010．030．02>0．5～1．50．040．020．050．030．080．05>1．50．060．040．080．050．100．06对于首次和中间各次拉深模，因工序件尺寸无需严格要求，所以其凸、凹模工作尺寸取相应工序的工序件尺寸即可。若以凹模为基准，则

DA=DDT=(D-2Z)式中D——各次拉深工序件的基本尺寸。4.2汽车闪光器外壳零件落料拉深复合模工作零件设计计算

（1）凸、凹模的结构确定因本模具采用压料结构，且矩形长边为55.4mm,属于小于100mm,所以凸、凹模结构采用图4—1（a）的圆弧形。（2）、拉深凸、凹模间隙的确定

汽车闪光器外壳零件属于盒形件，精度要求较高，所以凸、凹模的直边部分单边间隙为Z=（0.9～1.05）t;取Z=1t=1×0.5=0.5mm。圆角部分的单边间隙比直边部分大0.1t,所以圆角部分的单边间隙为0.55mm。

（3）凸、凹模园角半径的确定

A、凸模园角半径的确定因零件一次拉深成型即可，故凸模圆角半径应与拉深件相应圆角半径一致，由凸模圆角半径应与拉深件底部圆角半径相等得：r凸1=3.5mm；r凸2=1mm。B、凹模园角半径的确定汽车闪光器外壳零件属于盒形件，盒形件拉深凹模圆角半径按下式计算：r凹=(4～8)t；取r凹=8t=8×0.5=4mm（4）凸凹模工作尺寸及公差的确定

由于工件标外形尺寸，直边部分的尺寸要求外形尺寸，以凹模为设计基准。故凸、凹模工作尺寸及公差分别按下式DA=(Dmax-0.75△)DT=(Dmax-0.75△-2Z)查表4—3得：δT=0.02，δA=0.03，工件为矩形件，矩形的长A=55.4mm，宽B=39mm,均为自由公差,按中等级公差等级查表4—4。长A的公差为±0.3mm；宽Ｂ的公差为±0.3mm。故△=0.6mm。表４—4未注公差尺寸的极限偏差（mm）公差等级尺寸分段0．5～3>3～6>6～30>30～120>120～400>400～1000f(精密级)±0．05±0．05±0．1±0．15±0．2±0．3m(中等级)±0．1±0．1土0．2土0．3±0．5±0．8c(粗糙级)土0．2土0．3土0．5±0．8±1．2土2v(最粗级)±0．5±1±1．5±2．5土4注：表中所述为线性尺寸的极限偏差数值。A凹=（A-0.75△）=(55.4-0.75×0.6)=54.95（mm）B凹=（B-0.75△）=(39-0.75×0.6)=38.55(mm)凸模尺寸由DT=(Dmax-0.75△-2Z)计算：A凸=(A-0.75△-2Z)=(55.4-0.75×0.6-2×0.5)=53.95(mm)B凸=(B-0.75△-2Z)=(39-0.75×0.6-2×0.5)=37.55(mm)从零件图可知，工件的圆角部分要求内形尺寸，r角=3.5mm,△角=0.2mm,δT=0.01,δA=0.02,则R凸=（r角+0.4△角）=(3.5+0.4×0.2)=3.58(mm)R凹=（R凸+0.76t）=(3.58+0.76×0.5)=3.96(mm)（5）、冲裁落料外形模具工作部分尺寸计算

落料时以凹模尺寸为基准，即先确定凹模尺寸。凹模的长A、宽B、园角R均是磨损后尺寸变大的，长93为未注公差尺寸，一般按IT14级确定其公差，查公差表得其公差值为0.87，因为外形尺寸，故按基轴制写为93。宽76为未注公差尺寸，一般按IT14级确定其公差，查公差表得其公差值为0.74，因为外形尺寸，故按基轴制写为76

。园角13.3为未注公差尺寸，一般按IT14级确定其公差，查公差表得其公差值为0.43，因为外形尺寸，故按基轴制写为13.3。

查X系数表得XA=0.5;XB=0.5;XR=0.5。查冲裁凹、凸模制造公差表，得δA凹=0.035，δB凹=0.030,δR凹=0.020所以

A凹=（Amax-x△）=(93-0.5×0.87)=92.56B凹=（Bmax-x△）=(76-0.5×0.74)=75.63R凹=（Rmax-x△）=(13.3-0.5×0.43)=13.08查冲裁模双面间隙表得：Zmin=0.040,Zmax=0.060凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制，保证双面间隙值为0.040～0.060mm。（6）凸模通气孔直径的确定根据凸模直径大小来查表在新编实用冲裁设计手册中表4-53查得通气孔直径为6.5mm.工序5模具的总体设计与模具总装图绘图

（1）模具类型的选择由冲压工艺分析可知，本零件采用复合冲压，所以模具类型为落料—拉深复合模。（2）定位方式的选择本模具采用条料，定位采用两定位销条料侧边定位。送进步距控制采用前挡料销。采用人工往复送料操作。

（3）卸料、出件方式的选择由于板料较薄，本模具卸料采用自然人工卸料，刚性打件，利用装在压力机工作台下的标准缓冲器提供压边力，采用平面压边。（4）导向方式的选择为了方便安装调整，方便工人操作，本复合模采用中间导柱的导向方式。（5）模具构成及名称如模具总装图所示图5—1落料拉深复合模总装图

工序6模具主要零部件设计与绘图

（1）工作零件的结构尺寸设计由于汽车闪光器外壳零件形状较简单对称，且整体尺寸不大，所以模具的工作零件均采用整体结构，拉深凸模、落料凹模、落料拉深凹凸模都采用整体结构。a、凹模外形尺寸的确定b、拉深凸模结构外形的确定

c、凹凸模尺寸与结构的确定

a、凹模外形尺寸的确定查表6—1确定凹模厚度H=22mm。考虑到拉深行程25mm,故厚度取40mm。凹模长度L的确定：L=b+2c=93+2×32=157mm。考虑到批量大，加大到180mm。凹模宽度B的确定：B=a+2c=76+2×32=140mm。考虑到批量大，加大到160mm。图6—1为落料凹模的零件图。材料厚度t冲件尺寸≤0.8>0．8～1．5>l．5～3>3～5>5～8>8～12CHCHCHCHCHCH≤50>50～75262030223425402847305535>75～100>100～150322236254028483255356540>150～175>175—200382542284632523660407545>200442848305235604068458550表6—1落料凹模厚度和壁厚

图6—1落料凹模零件图

b、拉深凸模结构外形的确定

凸模长度L凸的确定为了实现先落料后拉深，模具装配后，应使拉深凸模的端面比落料凹模的端面低2～3mm.L凸=凹模固定板厚度+凹模厚度—2mm=20+40-2=58mm。其他尺寸按工作尺寸取图6—2拉深凸模零件图c、凹凸模尺寸与结构的确定

凹凸模长度L凹凸=凹凸模固定板厚度+拉深工作行程+凸模固定板与凹模之间安全距离20+凸模的修模余量5=20+25+20+5=70mm。其他尺寸按工作尺寸取图6—3落料拉深凹凸模零件图（2）其他零部件的设计与选用①弹性元件的设计顶件块在成形过程中一方面起压边作用，另一方面还可将成形后包在拉深凸模上的工件下。其压力由标准缓冲器提供。②模架及其他零部件的选用按凹模外形尺寸180×160（mm）,参照有关标准，模具选用中间导柱标准模架，可承受较大的冲压力。下模座为200×160×45（GB/T2855.10），材质为HT200上模座为200×160×40（GB/T2855.9）,材质为HT200为防止装模时，上模误转180º装配，将模架中两对导柱与导套作成粗细不等：导柱d／mm×L／mm分别为Ф28×170，Ф32×170；导套d／mm×L／mm×D／mm分别为：Ф28×90×42，Ф32×90×45。

上模座厚度取40mm，即H上模=40mm

上模垫板厚度取15mm，即H上垫=15mm

下固定板厚度取20mm，即H固下=20

上固定板厚度取20mm，即H固上=20

下模垫板厚度取15mm，即H下垫板=15mm

下模座厚度取45mm，且H下模=45

模具闭合高度H闭=H上模+H垫+H凸凹模+H凹模+H下固定十H下垫板+H下模一H入

=(40+15+70+40+20+15+45—22)mm=223mm式中：H凸凹模——凸、凹模的高度，H凸凹模=70mm；

H凹模——凹模的厚度，H凹模=40；

H入——凸凹模进入落料凹模的深度。H入=22mm。

工序7冲压设备的选定（1）．冲裁拉深压力机公称压力的确定

对于单动压力机，采用F压≥（1.6～1.8）F总，估算公称压力，以及根据模具的闭合高度来选取压力机。F压≥（1.6～1.8）F总=（1.6～1.8）（F拉+F压+F落）

=（1.6～1.8）×110076.5N=176.12～198.13（KN）模具闭合高度H闭=223mm滑块行程S≥2H工件=2×21=41mm查冲压设备技术参数表，确定选择压力机型号为J23-40型开式双柱可倾式压力机。其各项技术指标均满足模具工作要求。工序8选择制模材料并制定强化处理工艺。（1）上下模座采用HT200；（2）导柱、导套采用20号钢，渗碳处理，渗碳深度0.8～1.2mm,硬度58～62HRC。（3）冲裁凹模、拉深凸模、压边圈采用T10A，淬火回火处理，硬度55～62HRC。（4）凹凸模采用热处理变形小的CrWMn钢，淬火回火处理，硬度55～62HRC。（5）垫板采用A3钢板，不热处理。（6）拉深凸模固定板、凹凸模固定板、顶件杆、顶件块采用45号钢，最好调质处理，硬度25～30HRC。

工序9编制模具零件的加工工艺（1）制定拉深凸模的加工工艺

工序号工序名称工序内容

1备料备制尺寸为66.5mm×52.5mm×62.5mm的矩形锻件

2热处理退火(消除锻后残余内应力；降低硬度)

3粗加工毛坯铣(刨)六面保证尺寸63mm×49mm×59mm（留磨削余量单面0.5mm）

4磨平面磨两大平面及相邻的侧面保证垂直（留精磨余量单面0.2mm）

5钳工划线划刃口轮廓线及孔线

6铣型面及圆角按线铣型面及圆角留单面余量小0.3mm

7钳工钳工钻Ф6通气孔

8热处理淬火回火处理达硬度58—62HRC

9磨端面磨两端面保证与型面垂直

10磨型面成形磨削型面及圆角达设汁要求

11钳工修磨型面达设计要求（2）制定冲裁拉深凸凹模的加工工艺工序号工序名称工序内容

1备料备制尺寸为75mm×115mm×90mm的矩形锻件

2热处理退火(消除锻后残余内应力；降低硬度)

3粗加工毛坯铣(刨)六面保证尺寸71mm×111mm×86mm（留磨削余量单面0.5mm）

4磨平面磨两大平面及相邻的侧面保证垂直（留精磨余量单面0.2mm）

5钳工划线划刃口轮廓线及拉深型腔线

6铣型腔面及圆角、冲裁刃口外形按线铣型腔面及圆角，铣冲裁刃口外形，留单面余量小0.3mm

7铣安装台阶铣安装台阶

8热处理淬火回火处理达硬度58—62HRC

9磨端面磨两端面保证与型面垂直

10磨型面成形磨削型面及圆角达设汁要求

11钳工修磨型面达设计要求（3）制定冲裁凹模的加工工艺

工序号工序名称工序内容

1备料备制尺寸为185mm×165mm×45mm的矩形锻件

2热处理退火(消除锻后残余内应力；降低硬度)

3粗加工毛坯铣(刨)六面保证尺寸181m