毕业设计落料拉深复合模具设计.doc

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毕业设计说明书

毕业设计题目：落料拉深复合模具的设计

系 部： 材 料 工 程 系
专 业： 模具设计与制造
班 级： ************
学生姓名： **********
学 号： **********
指导教师： **********

2023年4月25日
目 录
1 绪 论 1
1.1 冲压与冲模 1
1.2 冷冲压模具的现状与发展方向 2
1.3 冷冲压模具的分类 3
1.3.1按冲压工艺进行分类 3
1.3.2按工序组合限度进行分类 3
1.3.3按上下模的导向方式分类 4
1.3.4按导料或定位形式分类 4
1.4 冲压技术发展方向 4
2 落料拉深复合模 5
2.1 制件的成形工艺 6
2.1.1 冲压件的工艺分析 6
2.1.2 拉深件的工艺分析 6
2.1.3工艺方案的拟定 7
2.2 落料件的工艺计算 8
2.2.1 排样计算 9
2.2.2 搭边值的计算 10
2.2.3 材料运用率的计算 10
2.2.4 落料时压力中心的拟定 11
2.2.5 送料步距条料宽度和导料板间距离的计算 12
2.3 拉深件的工艺计算 12
2.3.1 拟定修边余量 12
2.3.2 初算毛坯直径 13
2.3.3 拟定能否一次拉深成形 13
2.3.4 试制订初次拉深系数m1 13
2.3.5 重算毛坯直径 14
2.3.6 看h1/d1是否可以满足规定 14
2.3.7 计算拉深次数和各次拉深直径 14
2.3.8 调整各次拉深系数 15
2.3.9 拟定各工序圆角半径 15
2.3.10计算以后各次拉深高度 15
2.3.11画工序图 16
2.4 拟定工艺力及压力机 17
2.4.1 落料力计算 17
2.4.2 拉深力计算 17
2.4.3 压边力的计算 18
2.4.4 推件力、卸料力和顶件力的计算 19
2.4.5 压力机的预选 19
2.5 模具工作部分尺寸的计算 21
2.5.1 落料模工作部分尺寸计算 21
2.5.1.1 落料凸﹑凹模刃口尺寸和尺寸精度的计算 21
2.5.1.2凸凹模长度计算及强度、刚度的校核 22
2.5.1.3 落料模的落料间隙 23
2.5.1.4 落料凹模的外形尺寸确认 24
2.5.2 拉深模工作部分尺寸计算 25
2.5.2.1 拉深凸、凹模刃口尺寸和公差的计算 25
2.5.2.2 拉深模的拉深间隙 26
2.5.2.3 拟定凸模的通气孔 26
2.6 其他零部件的设计与选用 26
2.6.1.模架的设计与选用 26
2.6.2.导向零件和凹凸模固定板的选用 28
2.6.3.定位装置的选用 28
2.6.4卸料装置的选用 29
2.6.5推件和顶件装置的选择 30
2.6.6弹性元件的计算 30
2.6.7 模柄的选择 31
2.7 模具总装图 32
3．总 结 33
致 谢 34
参考文献 35

1 绪 论
1.1 冲压与冲模
平常生活中人们使用的很多用品是用冲压方法制造的，例如不锈钢饭缸，它就是用一块圆形金属板料在压床上运用模具对圆形板料加压而冲出来的。可以看出，冷冲压是一种在常温（冷态）下运用冲模在压床上对各种金属（或非金属）板料施加压力使其分离或者变形而得到一定形状零件的金属压力加工方法。
冷冲压是一种先进的金属加工方法。在冷冲压加工中，冷冲模就是冲压加工中所用的工艺装备。没有先进的冷冲压技术，先进的冲压工艺就无法实现。
冲压既可以制造尺寸很小的仪表零件，又可以制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件；既可以制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能制造精密（公差在微米级）和复杂形状的零件，占全世界钢产60%-70%的板材﹑管材及其它形材，其中大部分通过冲压制成成品。冲压在汽车、机械、家用电器、电机、仪表、航空航天、兵器等制造中，具有十分重要的地位。
冲压件的重量轻、厚度薄、刚度好。它的尺寸公差是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需再经机械切削即可使用。冷冲压件的金属组织与力学性能优于原始坯料，表面光滑美观。冷冲压件的公差等级和表面状态优于热冲压件。
大批量的中、小型零件冲压生产一般是采用复合模或多工位的连续模。以现代高速多工位压力机为中心，配置带料开卷、矫正、成品收集、输送以及模具库和快速换模装置，并运用计算机程序控制，可组成生产率极高的全自动冲压生产线。采用新型模具材料和各种表面解决技术，改善模具结构，可得到高精度、高寿命的冲压模具，从而提高冲压件的质量和减少冲压件的制导致本。
冲压生产的工艺和设备正在不断发展，除传统的使用压力机和钢制模具制造冲压件外，液压成形以及旋压成形、超塑成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形等各种特种冲压成形工艺亦迅速发展，把冲压的技术水平提高到了一个新的高度。特种冲压成形工艺特别适合多品种的中小批量甚至是数十件零件的生产。对于普通冲压工艺，可采用简易模具、低熔点合金模具、成组模具和冲压柔性制造系统等，组织多品种的中小批量零件的冲压加工。
总之，冲压具有生产率高、加工成本低、材料运用率高、操作简朴、便于实现机械化与自动化等一系列优点。采用冲压与焊接、胶接等复合工艺，使零件结构更趋合理，加工更为方便，可以用较简朴的工艺制造出更复杂的结构件。
1. 2 冷冲压模具的现状与发展方向
由于冷冲压具有表面质量好、重量轻、成本低的优点，它还是一种经济的加工方法，这是其他加工方法不能与之竞争的。因而冷冲压工艺在机械制造业中得到广泛应用，它在现代汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表以及飞机、导弹、枪弹、炮弹和各种民用轻工业中已成为重要的工艺之一。目前，大量产品均可以通过钢板冲压直接生产，有些机械设备往往以冲压件所占的比例作为评价结构是否先进的指标之一。
工业发达国家对冷冲压生产工艺的发展是很重视的，很多国家（涉及英、美、法、日等）的模具工业产值已超过机床工业，作为冷冲压原材料的钢带和钢板占所有品种的67%。通过冷冲压技术加工产品已成为现代工业生产的重要手段和发展方向。
随着科学技术的不断进步，现代工业产品的生产日益复杂与多样化，产品性能和质量也在不断提高，因而对冷冲压技术提出了更高的规定。为了使冷冲压技术能适应各工业部门的需要，冷冲压技术自身也在不断革新和发展。冷冲压技术的发展思绪就是尽也许地完善和扩充冷冲压工艺的优点，克服其缺陷。在冷冲压技术的发展过程中，应注意以下几方面。
（1）冷冲压技术的发展过程中应对的地拟定工艺参数及冲模工作部分的形状与尺寸，提高冲压件的质量、缩短新产品试制周期，应在加强冲压成形理论研究的基础上，使冲压成形理论达成能对生产实际起指导作用，逐步建立起一套密切结合生产实际的先进的工艺分析计算方法。国外已开始采用弹塑性有限元法对汽车覆盖零件的成形过程进行应力应变分析和计算机模拟，以预测某一工艺方案对零件成形的也许性和也许出现的问题。
（2）加快产品更新换代，克服模具设计周期长的缺陷。应大力开展模具计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术的研究。在我国，目前要特别注意加强多工位级进模CAD/CAM技术的研究。
（3）满足大量生产需要以及减轻劳动强度。应加强冷冲压生产的机械化和自动化研究，使一般中、小件能在高速压力机上采用多工位级进模生产，达成生产高度自动化，进一步提高冲压的生产率。
（4）扩大冷冲压生产的运用范围。使冷冲压既适合大量生产，也适合小批量生产；既能生产一般精度的产品，也能生产精密零件。应注意开发如精密冲裁（特别是厚料精冲）、高能成形、软模成形、施压和超塑性加工等新成形工艺，还要推广简易模（软模和低熔点合金模）、通用组合模、数控冲床等设备的运用。
此外，对冲压板料性能的改善，模具新材料、模具新加工方法的开发也应进一步加强。
1.3 冷冲压模具的分类
1.3.1按冲压工艺进行分类
　 a.冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。　　
b.弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。　
　 c.拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。　　
d.成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料自身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。　　
e.铆合模 是借用外力使参与的零件按照一定的顺序和方式连接或搭接在一起，进而形成一个整体。
1.3.2按工序组合限度进行分类
a.单工序模 在压力机的一次行程中，只完毕一道冲压工序的模具。　
b.复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完毕两道或两道以上冲压工序的模具。　　
c.级进模（也称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完毕两道或两道以上冲压工序的模具。　　
d.传递模 综合了单工序模和级进模的特点，运用机械手传递系统，实现产品的模内快速传递，可以大大提高产品的生产效率，减低产品的生产成本，节俭材料成本，并且质量稳定可靠。
1.3.3按上下模的导向方式分类
按上下模的导向方式，冷冲模分为无导向开式模具，有导向的导板模具和导柱模具等。
1.3.4按导料或定位形式分类
分为固定导料销模具、活动导料销模具、导正销模具、侧认定局模具等。
此外，可以依据对冲裁件尺寸、精度等质量的不同，把模具分为精密冲裁模具和普通冲裁模具；依据模具体积的大小，把模具分为小型模具、中型模具和大型模具等。有时还可以根据压力机类型、送料方式、出件方式等对模具进行分类。
1.4 冲压技术发展方向
（1）工艺分析计算方法的现代化； 工艺分析计算方法的现代化； 计算机数值模拟仿真分析CAE 计算机数值模拟仿真分析CAE 材料学院和上海交通大学合作建立模具C3P联合实验室，具有UG（ 材料学院和上海交通大学合作建立模具C3P联合实验室，具有UG（三维 C3P联合实验室 UG 设计），分析软件：Dynaform（板料成形）,Deform（体积成） 设计），分析软件：Dynaform（板料成形）,Deform（体积成）,Moldflow ），分析软件 （塑料注射成型）等CAD和CAE软件 塑料注射成型） CAD和CAE软件
（2）模具制造、设计技术的现代化； （CAD/CAM/CAE） 模具制造、设计技术的现代化； CAD/CAM/CAE） 制作复杂零件为了节约时间周期：先采用快速原型成型， 制作复杂零件为了节约时间周期：先采用快速原型成型，不同的成形方 法所用的材料形态不同样，有液体材料、薄片材料、粉末材料、丝状材料。 法所用的材料形态不同样，有液体材料、薄片材料、粉末材料、丝状材料。 材料学院购买的西安交大的快速原形机，用的液态光敏树脂材料， 材料学院购买的西安交大的快速原形机，用的液态光敏树脂材料，此工 艺方法称为光敏树脂选择性固化。激光扫描的地方固化，工作台下降， 艺方法称为光敏树脂选择性固化。激光扫描的地方固化，工作台下降，又扫 一层，再固化。逆向工程，三维接触式与非接触式扫描，点云图，解决数据， 一层，再固化。逆向工程，三维接触式与非接触式扫描，点云图，解决数据， 再制造等等． 再制造等等．
（3）冷冲压生产的机械化和自动化； 冷冲压生产的机械化和自动化； 重要指中小件的级进模以及汽车覆盖件的自动化生产。 重要指中小件的级进模以及汽车覆盖件的自动化生产。
（4）发展新的成形工艺，简易模具，通过组合模具，数控冲压设备， 发展新的成形工艺，简易模具，通过组合模具，数控冲压设备， 冲压柔性制造系统； 冲压柔性制造系统； 例如：旋压、超塑性成形、爆炸成形、冲压单元组合模、 例如：旋压、超塑性成形、爆炸成形、冲压单元组合模、低熔点合金 模，在多工位机上可换工作部分，变换冲头组合，多点成型等等。 在多工位机上可换工作部分，变换冲头组合，多点成型等等。 （5）改善板料性能，提高其成形能力和使用效果。 改善板料性能，提高其成形能力和使用效果。 高强度板、轻量化是发展方向。 高强度板、轻量化是发展方向。 板料模具发展 板料成形技术发展 板料成形行业发展 重庆市模具技术
2 落料拉深复合模
工件名称：凸缘零件
生产批量：85万件/年
材料：08F-ZF
厚度：
工件简图见图2-1

图2-1 凸缘零件
2. 1 制件的成形工艺
2.1.1 冲压件的工艺分析
冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的是它的几何形状尺寸和精度规定。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等规定。
1. 冲裁件的形状应能符合材料合理排样，减少废料。
2. 冲裁各直线或曲线的连接处，宜有适当的圆角。
3. 冲裁件凸出或凹入部分宽度不宜太小，并应避免过长的悬臂与窄槽。
4. 腰圆形冲裁件，如允许圆弧半径，则R应大于料宽的一半，即能采用少废料排样；如限定圆弧半径等于工件宽度之半，就不能采用少废料排样，否则会有台肩产生。
5. 冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小。
6. 冲裁件的孔与孔之间，孔与边沿之间的距离，受到模具强度的限制，不能太小。
7. 在弯曲件或拉深件上冲孔时，其孔壁与工件之间的距离不能过小。
该零件材料厚度为t=2mm的08F-ZF，具有良好的冲压性能，冲压后零间的强度和刚度增长，有助于使产品保证足够的强度和刚度。此产品只有落料和拉深两道工序，，形状简朴对称材料运用率较高。工件尺寸所有为自由公差，可看作IT11级，尺寸精度规定低，为了满足高的材料运用率和本地的生产成本，此冲裁满足规定。
2.1.2 拉深件的工艺分析
拉深零件的结构工艺性是指拉深零件采用拉深成形工艺的难易限度。良好的工艺性是指坯料消耗少、工序少，模具结构简朴、加工容易，产品质量稳定、废料少和操作简朴方便等。在设计拉深零件时，应根据材料拉深时的变形特点和规律，提出满足工艺性的规定。
1.对拉深材料的规定
拉深件的材料应具有良好的塑性、低的屈强比、大的板厚方向性系数和小的板平面方向性。
2.对拉深零件形状和尺寸的规定
(1)拉深件的高度尽也许小，以便能通过1—2次拉深工序成形。
(2)拉深件的形状尽也许简朴、对称，以保证变形均匀。对于半敞开的非对称件，可成双拉深后再剖成两件。
(3)有凸缘的拉深件，最佳满足d凸≥d+12t，而求外轮廓与直壁断面最佳形状相似，否则，拉深困难，切边余量大。
(4)为了使拉深件顺利进行，凸缘圆角半径r≥2t。当r＜0.5mm时，应增长整形工序。
3．对拉深零件精度的规定。
(1)由于拉深件各个部位的料厚有较大的变化，所以对零件图上的尺寸应明确标注是外壁还是内壁。
(2)由于拉深件有回弹，所以零件横截面的尺寸公差，一般都在IT12级以下，如零件高于T12级，应增长整形工序。
(3)多次拉深的零件对外表面或凸缘的表面，允许有拉深过程中所产生的印痕和口部的回弹变形，但必须保证精度在公差允许范围之内。
2 .1. 3工艺方案的拟定
拟定方案就是拟定冲压件的工艺路线，重要涉及冲压工序数，工序的组合和顺序等。拟定合理的冲裁工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。 该工序涉及落料和拉深两个基本工序，冲压工艺方案的拟定，可依据表2.1拟定。

项目
单工序模
级进模
复合模
无导柱
有导柱
冲压精度
低
较低
较高，相称于IT10～IT13
高，相称于IT8～IT11
制件平整限度
不平整
一般
不平整，有时要校平
因压料较好， 制件平整
制件最大尺寸和材料厚度
不受限制
300mm以下厚度达6mm
尺寸〈250mm厚度在0.1～6之间
尺寸〈300mm厚度常在0.05m～3mm
冲模制造的难度限度及价格
容易、价格低
导柱、导套的装配采用先进工艺后不难
简朴形状制件的级进模比复合模具制造难度低，价格亦较低
形状复杂的制件用复合模比级进模制造难度低，相对价格低
生产率
低
较低
可用自动送料出料装置，效率较高
工序组合后效率高
使用高速冲床的也许性
只能单冲不能连冲
有自动送料装置可以连冲，但速度不能太高
使用于高速冲床高达400次/分以上
由于有弹性缓冲器，不宜用高速，不宜连冲
材料规定
可用边角料
条料规定不严格
条料或卷料规定严格
除用条料外，小件可用边角料，但生产率低
生产安全性
不安全
手在冲模过程区不安全
比较安全
手在冲模工作区不安全，要有安全装置
冲模安装调整与操作
调整麻烦操作不便
安装、调整较容易、操作方便
安装、调整较容易，操作简朴
安装、调整比级进模更容易，操作简朴

表2.1 冲压工艺方案
分析表2.1，采用单工序模具模具结构简朴，但需要两道工序两副模具，成本高而生产效率低，工人劳动强度大，误时误工，故难以满足中批量生产规定。复合模需一副模具，生产率较高，尽管模具结构较单工序模复杂，但由于零件的几何零件形状简朴对称，模具制造并不困难。虽然级进模也需一副模具，且生产率较高，但模具结构复杂，送进料不方便，加之工件尺寸偏大。通过度析上述三种模具的比较，采用落料拉深复合模最佳。
2. 2 落料件的工艺计算
在冲压生产中，节约和减少废料具有重要的意义。在模具设计中，排样设计是一项极为重要的、技术性很强的设计工作，排样的合理与否直接影响到材料的运用率、制件质量、生产率与成本以及模具寿命等。
冲裁所产生的废料分为两种：一是工件的各种内孔产生的废料，它取决于工件的形状，一般不能改变，称为设计废料；二是由于工件之间的搭边和工件与条料侧面的搭边、板料的料头、料尾产生的废料，它取决于冲压方式和排样方式，称为工艺废料。
提高材料运用率最重要的途径是合理排样，使工艺废料尽量小。此外在满足工件使用规定的前提下，适本地改变工件的结构形状也可以提高材料的运用率。
2. 2. 1 排样计算
冲裁件在条料、带料或板料上的布置方式，称为冲裁件的排样，简称排样。合理的排样是在保证制件质量、有助于简化模具结构的前提下，以最少的材料消耗，冲出最多的合格工件。
常用的排样方法有三种：
(1)废料排样：指沿工件所有外形冲裁，工件与工件、工件与条料边沿都留有搭边，此种排样的缺陷是材料运用率低，但有了搭边就能保证冲裁件的质量，模具寿命也高。
(2)少废料排样：指模具只沿着工件部分外形轮廓冲裁，只有局部搭边的存在。
(3)无废料排样：指工件与工件之间及工件与条料侧边之间均无搭边的存在，模具刃口沿条料顺序切下，直接获得工件。
少、无废料排样的缺陷是工件质量差，模具寿命不高。但这两种排样可以节省材料，还具有简化模具结构、减少冲裁力和提高生产率等优点，并且工件须具有一定的形状，才干采用少、无废料排样。上述三类排样方法，按工件的外形特性重要分为直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、多行排等形式。
在设计落料—拉深复合模一方面应考虑零件的排样方式，尽量采用少废料或无废料的排样方法，可以简化冲裁模的结构减小冲裁力，但是在材料的实际冲压生产中由于零件的形状尺寸仅精度的规定，批量大小和原材料的供应等方面的不同，不只能有一种固定的排样方案。但是应尽量保证最高的材料运用率、最高的劳动生产率、生产操作方便、模具的结构简朴和寿命图2-2 排样图长等反面的特点，采用如下图2-2的排样方法。

图2-2 排样图
2. 2. 2 搭边值的计算
排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边。搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。搭边太宽，浪费材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，也许出现“啃刀”现象或冲裁时被拉断，有时还会拉入模具间隙中，损坏模具刃口，从而影响模具寿命。
搭边值的大小与下列因素有关：
(1)材料的力学性能　硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。
(2)工件的形状与尺寸　尺寸大或带有突尖的复杂形状时，搭边要取得大些。
(3)材料厚度　薄材料的搭边应取得大些。
(4)送料方式及挡料方式　用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以取小些。
搭边值一般是由经验拟定的。由参考文献[1]表2.9可知 a=1.5mm a1=1.2mm
2. 2. 3 材料运用率的计算
材料的经济运用，直接决定于冲压件的冲压方法，和排样方法。在冲压工艺设计中，评价材料经济运用限度的指标时材料运用率。材料运用率η表达冲压件在坯料上排样的合理限度，也就是材料运用的经济限度。
排样的目的在于节约原材料尽也许减少成本，运用率是衡量排样经济性的指标，一般以一个进距内的材料运用率η来表达，也可以用一张板料的总运用率η∑来表达。

式中， 冲裁件的面积（涉及冲出的小孔在内）；
一个步距内的冲件数
条料的宽度
进距
一张板料上的冲件数
板料长度
板料的宽度
由上述公式可知：η越大，材料废料越少，材料的运用率就越高。冲
裁件的面积
步距：
一个步距材料的运用（n=1）：
每张钢板的材料运用率：

2. 2. 4 落料时压力中心的拟定
模具的压力中心就是冲压力合力的压力中心。模具的压力中心必须使模柄轴线与压力机滑块的中心线互相重合，否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和减少模具寿命甚至损坏模具。
根据制件外形分析，可以看出，冲压时制件为简朴的圆形几何图形。则根据冲模压力中心的拟定原则：对称冲裁件的压力中心，位于冲裁件轮廓的几何中心上。
因此，落料时模具的压力中心位于几何中心上，即圆心上。
2. 2. 5 送料步距条料宽度和导料板间距离的计算
　 在排样方式和搭边值拟定以后，送料步距、条料宽度和导料板间距离也就可以设计出来了。
1.送料步距A
送料步距：条料在模具上每次送进的距离，也可以叫做进距。送料步距的大小应为条料上两个相应冲裁件的相应点间的距离。每次只冲一个零件的步距A的计算公式为

式中 D----平行于送料方向的冲裁件宽度
a----冲裁件之间的搭边值
2.条料宽度和导料板间距离
条料是由板料裁剪下料而得，条料在无侧压装置的导料板之间送料时，条料宽度和导料板间距离应按下式计算
条料宽度
导料板间距离
式中 B----条料的宽度（mm）
D----冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸
a----侧搭边的最小值
Δ---条料宽度的单向偏差
C----导料板与最宽条料之间的最小间隙
其中，侧搭边的最小值a可参考参考文献[1]表2.9查得，
条料宽度的单向偏差Δ可参考参考文献[1]表2.10，表2.11查得
导料板与最宽条料之间的最小间隙C可参考参考文献[1]表2.12 查得。
2. 3 拉深件的工艺计算
2. 3. 1 拟定修边余量
由于h=70mm，dt/d=90/40=2.25.查考参考文献[1]表4.2得
Δh=2.5mm，
故实际外径为dt’=90+2.5*2=95mm.
由于dt’/d=95/40=2.375>1.4
该工件属于宽凸缘筒形件。
2. 3. 2 初算毛坯直径
由于零件底部圆角半径r与凸缘圆角半径R相等，即r=R时，有凸缘筒形件的毛坯直径

2. 3. 3 拟定能否一次拉深成形
拉深件实际的总拉深系数m=d/D=40/139.77=0.286
凸缘相对直径dt’/d=95/40=2.375。
毛坯相对厚度(t/D)*100%=(2/139.77）*100%=1.43%
拉深件的实际拉深高度h/d=70/40=1.75
查考参考文献[1]表4.9得该凸缘筒形件的初次极限拉深系数
m1= 0.38
查考参考文献[1]表4.10得该凸缘筒形件的初次极限拉深高度
h1/d1=0.25-0.32
由于初次极限拉深系数m大于总的拉深系数m1，即m1= 0.38>m=0.286
且拉深件的实际拉深高度h/d大于该凸缘筒形件的初次极限拉深高度h1/d1，即h/d=70/40=1.75>h1/d1=0.25-0.32
则根据凸缘筒形件能否一次拉深成形的原则判断,该制件需要通过多次拉深才干达成所需尺寸.
2. 3. 4 试制订初次拉深系数m1
经上面判断该凸缘零件不能一次拉深成形,故需增大初次拉深系数m1的值。
按照经验取dt’/d=1.1。查考参考文献[1]表4.9得m1=0.53，而初次拉深系数m1=d1/D，
则初次拉深半成品直径d1=m1*D=0.53*139.77=74.07mm
2. 3. 5 重算毛坯直径
根据计算工序尺寸的原则，重新计算毛坯直径D。拟于第一次拉入凹模的材料比零件最后拉深部分实际所需的材料多余5%，则：

这样毛坯直径修正为D=142.08mm.
根据公式求出第一次拉深高度

2. 3. 6 看h1/d1是否可以满足规定
根据制定后的初次拉深系数m1，计算后的初次拉深半成品直径d1及第一次拉深高度h1判断其是否满足初次极限拉深高度（h1/d1）max。
由以上计算h1/d1=45.96/74.07=0.62.
而dt’/d=95/74.07=1.28。
(t/D)*100%=(2/142.08）*100%=1.40%。
查考参考文献[1]表4.10得（h1/d1）=0.56-0.72
由于h1/d1=0.62<h1/d1）max=0.72。因此可以拉深成形。即h1/d1可以满足规定。
2. 3. 7 计算拉深次数和各次拉深直径
由上面计算知，设定的初次拉深系数m1符合初次拉深极限高度。
则由 参考资料[2]表4-8查出以后各次拉深系数，
当(t/D)*100%=(2/142.08）*100%=1.40%时
m1=0.50-0.53 m2=0.72-0.74 m3=0.74-0.76 m4=0.76-0.78
现选定m1=0.53 则d1=m1*D=0.53*142.08=75.30mm
m2=0.74 d2=m2*d1=0.74*75.30=57.72mm
m3=0.76 d3=m3*d2=0.76*57.72=42.34mm
m4=0.78 d4=m4*d3=0.78*42.34=33.03mm
由于零件直径40mm，大于d4=33.03mm。故该零件所需拉深次数n=4。
2. 3. 8 调整各次拉深系数
根据上面的计算，已经大体拟定了各次拉深系数和各次拉深深直径。为了使各次拉深变形限度的分派更加合理，现在调整各次拉深系数，最终拟定的各次拉深系数填入表2-2
各次极限拉深系数[mn]
各次实际
拉深系数mn
拉深系数差值
Δm=mn-[mn]
各次拉深
直径dn
[m1]
m1=0.55
+0.02
d1=m1*D=0.55*142.08=78.14mm
[m2]
m2=0.77
+0.03
d2=m2*d1=0.77*78.14=60.17mm
[m3]
m3=0.80
+0.04
d3=m3*d2=0.80*60.17=48.14mm
[m4]
m4=0.83
+0.05
d4=m4*d3=0.83*48.14=39.95mm
表2.2 各次拉深系数
2. 3. 9 拟定各工序圆角半径
圆角半径对拉深过程的影响：拉深力是通过凸模圆角传递到被拉深工件上的，位于凸模圆角处的工件材料是最容易破裂的，“危险断面”凸模圆角半径r增大，则该处拉深件材料因厚度变薄量减小而强度增大，所传递的极限拉深力F也增大，因而可以减小拉深系数m。
拉深模的凹模圆角半径要取得适当，假如增大凹模圆角半径ra则材料拉入凹模时的阻力减小，拉深系数m也减小，但当假如当ra取得过大，则有更多的材料未被压料圈压住，而容易起皱。在拉深工件时，对于变形量较大处，就需要用较大的ra，由于在矩形件拉深时，角部的变形量最大，为了使金属的流动性较为均匀，角部的凹模圆角半径应比直边处的凹模圆角半径大。
圆角半径数值可用公式计算，也可以查表，或凭经验选定。经查参考资料中国模具设计大典，现选定各工序圆角半径值如下：
R1=10mm R2=8mm R3=6mm R4=5mm
2. 3. 10计算以后各次拉深高度
设第二次多拉入3%的材料，为了方便计算求出假想毛坯直径D

根据公式求出第二次拉深高度

同理，设第三次多拉入1.5%的材料，为了方便计算求出假想毛坯直径D。

根据公式求出第三次拉深高度

在前边计算满足规定的前提下，最后一道工序拉深高度h4可以不计算，肯定满足规定。
2. 3. 11画工序图
最后按照前面计算出的毛坯尺寸，各工序尺寸画出各次拉深件的简图，便于设计各次拉深模，可避免设计拉深模时，将重要尺寸搞错，若拉深次数较少，可不用画出工序图，现将拉深件的工序图画出如下如下2-3

图2-3 工序图
2. 4 拟定工艺力及压力机
冲压加工工艺力的计算,是冲压工艺设计的重要内容和依据。冲压加工工艺力计算的准确限度,将直接影响冲压设备设计、工艺设计和模具设计的质量及公司的经济技术指标。压力机的重要技术参数是反映一台压力机的工艺能力、所能加工零件的尺寸范围以及生产率的指标，也是设计中选择压力机的重要依据。
2. 4. 1 落料力计算
落料冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。冲裁力是随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化的。我们通常所说的冲裁力是冲裁力的最大值。
落料力

式中，F为落料力；N
为材料抗剪强度，；
L为冲裁周边总长，；
t为材料厚度，；
kp为系数。
系数是考虑到冲裁模刃口的磨损；凸模与凹模间隙的波动（数值的变化或分布不均），润滑情况、材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设立的安全系数，一般取1.3。当查不出材料抗剪强度时，可用抗拉强度代替，此时。

2. 4. 2 拉深力计算
理论上计算拉深力的方法在实际应用上并不方便，并且由于影响因素比较复杂，计算结果与实际拉深力往往有出入，所以生产中常用经验公式计算拉深力。圆筒形工件可以用以下经验公式计算拉深力。
采用压边圈的圆筒形件
第一次拉