三、 无凸缘筒形件模具设计
（一）零件工艺性分析
工件为图24所示拉深件，材料08钢，材料厚度2mm，其工艺性分析内容如下：
1.材料分析
08钢为优质碳素结构钢，属于深拉深级别钢，具有良好的拉深成形性能。
2. 结构分析
零件为一无凸缘筒形件，结构简单，底部圆角半径为R3，满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的结构工艺性。
3. 精度分析
零件上尺寸均为未注公差尺寸，普通拉深即可达到零件的精度要求。
（二）工艺方案的确定
零件的生产包括落料、拉深（需计算确定拉深次数）、切边等工序，为了提高生产效率，可以考虑工序的复合，本例中采用落料与第一次拉深复合，经多次拉深成形后，由机械加工方法切边保证零件高度的生产工艺。
（三）零件工艺计算 1.拉深工艺计算
零件的材料厚度为2mm，所以所有计算以中径为准。
（1）确定零件修边余量
h80?1零件的相对高度??2.63，经查得修边余量?h?6mm，所以，修
d30正后拉深件的总高应为79+6=85mm。
（2）确定坯料尺寸D
由无凸缘筒形拉深件坯料尺寸计算公式得
图24 拉深工件图
D?d2?4dh?1.72dr?0.56r2?302?4?30?85?1.72?30?4?0.56?42mm ?105mm（3）判断是否采用压边圈
t2?100?1.9，经查压边圈为可用可不用的范零件的相对厚度?100?D105围，为了保证零件质量，减少拉深次数，决定采用压边圈。
（4）确定拉深次数
查得零件的各次极限拉深系数分别为[ m1]=0.5，[ m2]=0.75，[ m3]=0.78，[ m4]=0.8。所以，每次拉深后筒形件的直径分别为
d1?[m1]D?0.5?105mm?52.5mm d2?[m2]d1?0.75?52.5mm?39.38mm d3?[m3]d2?0.78?39.38mm?30.72mm d4?[m4]d3?0.8?30.72mm?24.58mm?30mm
由上计算可知共需4次拉深。 （5）确定各工序件直径
调整各次拉深系数分别为 m1?0.53，m2?0.78，m3?0.82，则调整后每次拉深所得筒形件的直径为
d1?m1D?0.53?105mm?55.65mm d2?m2d1?0.78?55.65mm?43.41mm
d3?m3d2?0.82?43.41mm?35.60mm
第四次拉深时的实际拉深系数m4?d30??0.84，其大于第三次实际d335.60拉深系数m3和第四次极限拉深系数[m4]，所以调整合理。第四次拉深后筒形件的直径为?30mm。
（6）确定各工序件高度
根据拉深件圆角半径计算公式，取各次拉深筒形件圆角半径分别为
r1?8mm，r2?6.5mm，r3?5mm，r4?4mm，所以每次拉深后筒形件的高度
为
rD2h1?0.25?(?d1)?0.43?1(d1?0.32r1)d1d110528?0.25?(?55.65)mm?0.43??(55.65?0.32?8)mm
55.6555.65?39.22mmrD2h2?0.25?(?d2)?0.43?2(d2?0.32r2)d2d210526.5?0.25?(?43.41)mm?0.43??(43.41?0.32?6.5)mm
43.4143.41?55.57mmrD2h3?0.25?(?d3)?0.43?3(d3?0.32r3)d3d310525?0.25?(?35.60)mm?0.43??(35.60?0.32?5)mm
35.6035.60?70.77mm第四次拉深后筒形件高度应等于零件要求尺寸，即h4?85mm。 拉深工序件图如图25所示。
图25 拉深工序件图
2.落料拉深复合模工艺计算 （1）落料凸、凹模刃口尺寸计算
根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。落料尺寸为φ1050?0.87，落料凹模刃口尺寸计算如下。
查得该零件冲裁凸、凹模最小间隙Zmin?0.246mm，最大间隙
Zmax?0.360mm，凸模制造公差?T?0.025mm，凹模制造公差?A?0.035mm。
将以上各值代入?T??A≤Zmax?Zmin校验是否成立。经校验，不等式成立，所以可按下式计算工作零件刃口尺寸。
??ADA?(Dmax?XΔ)0?0.035?（105?0.5?0.87）mm 0?0.035?104.5650mmDT?(DA?Zmin)0??T?(104.565?0.246)0?0.025mm ?104.3190?0.025mm（2）首次拉深凸、凹模尺寸计算
第一次拉深件后零件直径为55.65mm，由公式Z?tmax?Kt确定拉深凸、凹模间隙值Z，查得K?0.5，所以间隙Z?2mm?0.5?2mm?3mm，则
??A?0.08?0.08?(55.65?2)0mm?57.650mm。 首次拉深凹模DA?(d1?t)000首次拉深凸模DT?(DA?2Z)0??T?(57.65?6)?0.05mm?51.65?0.05mm
（3）排样计算
零件采用单直排排样方式，查得零件间的搭边值为1.5mm，零件与条料侧边之间的搭边值为1.8mm，若模具采用无侧压装置的导料板结构，则条料上零件的步距为106.5mm，条料的宽度应为
B?(Dmax?2a?c)0???(105?2?1.8?1)0?0.7mm ?109.60?0.7mm选用规格为2mm×1000mm×1500mm的板料，计算裁料方式如下。 裁成宽109.6mm，长1000mm的条料，则每张板料所出零件数为
?1500??1000????13?9?117 ???109.6106.5????裁成宽109.6mm，长1500mm的条料，则每张板料所出零件数为
?1000??1500????9?14?126 ???109.6106.5????经比较，应采用第二种裁法，零件的排样图如图26所示。 （3）力的计算
图26 零件排样图
模具为落料拉深复合模，动作顺序是先落料后拉深，现分别计算落料力F落、拉深力F拉和压边力F压。
F落?KLt??1.3?3.14?105?2?320N
?274310.4N?274.3kNF拉??d1t?bK1?3.14?55.65?2?400?0.8N ?111834.24N?111.8kNF压???4[D2?（d1?t?2rA)2]P[1052?(55.65?2?2?8)2]?2.2N
?4?9672.37N?9.7kN因为拉深力与压边力的和小于落料力，即
F拉?F压?111.8?9.7?121.5KN?F落，所以，应按照落料力的大小选用设备。
初选设备为J23—35。
3.第二次拉深模工艺计算 （1）拉深凸、凹模尺寸计算
第二次拉深件后零件直径为43.41 mm，拉深凸、凹模间隙值仍为3mm，则拉深凸、凹模尺寸分别为
无凸缘筒形件模具设计
