模具设计与制造第5章课件

第5章

拉深工艺及拉深模设计5.1拉深工艺与拉深件的工艺性5.2圆筒形拉深件的工艺计算5.3拉深模典型结构5.4拉深模主要工作零件设计5.5拉深模设计实例模具设计与制造5.1拉深工艺与拉深件的工艺性模具设计与制造

5.1.1拉深工艺

拉深是利用模具将平板毛坯制成开口空心零件的一种冲压工艺方法。拉深工艺生产效率高，材料消耗少，零件具有较高的强度和刚度，同时其精度也较高，是冲压加工的主要工序之一。根据拉深件的外形结构特点以及拉深变形过程的变形力学特点，拉深件可以分为直壁旋转体拉深件、曲面旋转体拉深件、盒形件和非旋转体曲面形状拉深件等四种基本类型。图5-2所示为圆筒形拉深件的拉深过程。原始直径为D、厚度为t的圆形平板毛坯，在凸模的作用下，毛坯在凹模端面和压边圈之间变形，并被拉入凸模与凹模之间的间隙，当毛坯全部进入凸、凹模间的间隙后，即形成内径为d、高度为H的开口空心筒形件。

5.1.2拉深变形过程

零件上高度为H的部分是由毛坯上D-d间的环形部分变形产生的，该部分的金属材料因塑性流动发生了转移。图5-3说明了毛坯在拉深过程中材料转移的情况。如果将图中阴影三角形部分去除，再将剩余部分沿直径为d的圆周折弯并围起，可以得到一个直径为d、高度为（D-d）/2的筒形件。这说明拉深后工件高度增加的Δh部分是由被去除的阴影三角形部分的材料发生塑性流动而来。

（1）筒底部分的网格基本上保持不变；（2）筒壁部分的网格发生了明显的变化，由扇形网格A1变成了矩形网格A2；（3）原来间距相等的同心圆变成筒壁上不等间距的水平圆周线，且越往上间距越大，即a1＞a2＞a3＞…＞a5；（4）原来分度相等的辐射线变成筒壁上间距相等且相互平行的垂直线，即b1=b2=b3=…=b5。其中，扇形网格之所以变成了矩形网格，是因为在拉深时，扇形网格受到切向压应力σ3和径向拉应力σ1的共同作用，这就相当于扇形网格被拉着通过一个楔形槽，在直径方向被拉长，在切向被压缩，如图5-5所示。综上所述，在拉深变形过程中，位于凸模下面的部分成为筒形件的底部，为不变形区；毛坯的凸缘部分（毛坯外径与凸模之间的环形部分）在切向压应力σ3和径向拉应力σ1的作用下，产生塑性变形，变成筒形件的直壁部分，是主要变形区。拉深过程的实质就是将毛坯凸缘部分的材料逐渐转移到筒壁部分的过程。5.1.3拉深件的起皱与拉裂

起皱：拉深时，如果凸缘变形区部分承受的切向压应力σ3过大，凸缘部分的材料便会失去稳定，在凸缘的四周沿切向产生波浪形的连续弯曲的现象。

拉深时凸缘区是否起皱与该处所受的切向压应力σ3的大小以及毛坯的相对厚度t/D有关。切向压应力σ3值越大越容易失稳起皱，由于σ3在凸缘的外边缘最大，起皱首先在凸缘最外缘出现。此外，毛坯相对厚度越小，凸缘宽度越大，材料弹性模量和硬化模量越小，抵抗失稳能力越小，材料也越容易起皱。起皱是拉深时的主要质量问题之一，生产中常用的防止起皱的措施就是采用压边圈。加压边圈后，材料被限制在压边圈和凹模平面间的间隙内流动，稳定性增加，因而不容易发生起皱。拉裂：当作用在直壁上的拉应力超过材料的屈服点时，危险断面处就会产生塑性变形而变薄，当拉应力超过强度极限时，拉深件就会在此断面破裂，这种现象称为拉裂。拉裂也是拉深时的主要质量问题之一，与材料的力学性能、变形程度、模具圆角半径和润滑条件等因素有关。在实际生产中，通常采取选用硬化指数大、屈强比小的材料，适当增加拉深凸、凹模的圆角半径，增加拉深次数以及改善润滑条件等措施来防止拉裂的产生

5.1.4拉深件的工艺性

拉深件的工艺性指拉深件在拉深工序中生产的难易程度。工艺性的好坏，不仅直接影响到该零件能否用拉深的方法生产出来，而且影响到工件的质量、成本和生产周期等；产品工艺性好，不仅能满足产品的使用技术要求，同时也能够用最简单、最经济和最快捷的方法生产出来。包括：1．对拉深件形状的要求2．对拉深件尺寸的要求3．对拉深件尺寸精度的要求1．对拉深件形状的要求（1）拉深件的形状应尽量简单对称。深度不大的圆筒形拉深件在圆周方向上变形均匀，易于拉深，工艺性最好。其他形状的拉深件，应尽量避免轮廓的急剧变化。（2）对于半敞开的或非对称的拉深件，应合并成对称形状，待拉深后再将其剖切成两个或多个零件。（3）拉深件的口部允许稍有回弹，但应保证整形或剖切后能达到断面及高度的尺寸要求。（4）对于外形复杂的拉深件，需要多次拉深时，应考虑工序间毛坯定位的工艺基准。2．对拉深件尺寸的要求（1）尽量减少工件的高度。（2）凸缘的外轮廓应与拉深部分的轮廓形状相似。（3）拉深件的圆角半径应合适。对于筒形件的圆角半径，底部与壁部的圆角半径应满足rd≥t（rd相当于凸模半径)；凸缘与壁部的圆角半径应满足R≥2t，否则应增加整形工序，对于盒形件角部分的圆角半径，应满足r≥3t。（4）拉深件的尺寸标注应合理。直径尺寸应明确标注必须保证的是内形尺寸还是外形尺寸，不能同时标注。高度方向的尺寸标注一般以底部为基准；若以口部为基准，则尺寸难以保证，3．对拉深件尺寸精度的要求拉深件的制造精度包括直径方向的精度和高度方向的精度。在一般情况下，拉深件的精度不应该超过表5-1～表5-3中所列出来的数值。材料厚度拉深件直径的基本尺寸d材料厚度拉深件直径的基本尺寸d附图≤50＞50～100＞100～300≤50＞50～100＞100～3000.5±0.12——2.0±0.40±0.50±0.700.6±0.15±0.20—2.5±0.45±0.60±0.800.8±0.20±0.25±0.303.0±0.50±0.70±0.901.0±0.25±0.30±0.404.0±0.60±0.80±1.001.2±0.30±0.35±0.505.0±0.70±0.90±1.101.5±0.35±0.40±0.606.0±0.80±1.00±1.20注：拉深件外形要求取正偏差，内形要求取负偏差。表5-1拉深件直径的极限偏差材料厚度拉深件高度的基本尺寸H附图≤18＞18～30＞30～50＞50～80＞80～120≤1±0.5±0.6±0.7±0.9±1.1＞1～2±0.6±0.7±0.8±1.0±1.3＞2～3±0.7±0.8±0.9±1.1±1.5＞3～4±0.8±0.9±1.0±1.2±1.8＞4～5——±1.2±1.5±2.0＞5～6———±1.8±2.2注：本表为不切边情况所达到的数值。表5-1拉深件直径的极限偏差材料厚度拉深件高度的基本尺寸H附图≤18＞18～30＞30～50＞50～80＞80～120≤1±0.3±0.4±0.5±0.6±0.7＞1～2±0.4±0.5±0.6±0.7±0.8＞2～3±0.5±0.6±0.7±0.8±0.9＞3～4±0.6±0.7±0.8±0.9±1.0＞4～5——±0.9±1.0±1.1＞5～6———±1.1±1.2注：本表为未经整形所达到的数值。表5-3带凸缘拉深件高度的极限偏差5.2圆筒形拉深件的工艺计算模具设计与制造在拉深过程中，由于板料各向异性，凸、凹模之间间隙不均匀，板料厚度的波动，摩擦阻力的差异以及坯料定位误差等因素的影响，使拉深件口部或凸缘周边不整齐。为此，必须增加制件的高度或凸缘的直径，待拉深后通过切边除去，该增加的部分即为修边余量。5.2.1修边余量的确定因此，毛坯尺寸的计算必须将加上修边余量后的制件尺寸作为计算的依据工件高度h工件的相对高度h/d附图＞0.5～0.8＞0.8～1.6＞1.6～2.5＞2.5～4≤101.01.21.52＞10～201.21.622.5＞20～5022.53.34＞50～10033.856＞100～150456.58＞150～20056.3810＞200～25067.5911＞25078.51012表5-4无凸缘圆筒形件的修边余量Δh

（mm）凸缘直径dP凸缘的相对直径dP/d附图≤1.5＞1.5～2＞2～2.5＞2.5≤251.81.61.41.2＞25～502.52.01.81.6＞50～1003.53.02.52.2＞100～1504.33.63.02.5＞150～2005.04.23.52.7＞200～2505.54.63.82.8＞2506543表5-5带凸缘圆筒形件的修边余量Δd

（mm）5.2.2毛坯尺寸的计算由于拉深后工件的平均厚度与毛坯厚度差别不大，厚度的变化可以忽略不计，因此，毛坯尺寸可以按照拉深前毛坯面积与拉深后工件面积相等的原则来计算。（1）划分几何体为便于计算，首先将拉深件划分为圆筒、1/4凹球带、筒底等简单的几何体。常用的简单几何形状的表面积计算公式可查表5-6或设计手册。（2）计算各简单几何体的表面积圆筒面积

A1＝πd(H-r)1/4凹球带面积A2＝π[2πr(d-2r)＋8r2]/4筒底面积A3＝π(d-2r

)2/4（3）计算工件总面积以上三部分面积之和等于工件的总面积，即工件总面积A=A1＋A2＋A3（4）计算毛坯尺寸设毛坯直径为D，毛坯面积A′=πD2/4根据面积相等原则，A′=A，即πD2/4=πd(H-r)＋π[2πr(d-2r)＋8r2]/4＋π(d-2r

)2/4因此，毛坯直径为5.2.3拉深系数和拉深次数的计算1．拉深系数拉深系数是指拉深后工件直径与拉深前毛坯(或工件)直径的比值，用m表示，如图5-12所示，该图说明了直径为D的毛坯经过多次拉深制成直径为dn、高度为hn的圆筒形工件的过程，其各次拉深系数分别为：工件直径dn与拉深前毛坯直径D的比值称为拉深件的总拉深系数，总拉深系数等于各次拉深系数的乘积，即拉深系数反映了拉深变形程度的大小，拉深系数越小，说明拉深变形程度越大，相反则越小。拉深系数是拉深工艺计算的重要基础，根据拉深系数可以确定工件的拉深次数以及各次拉深时的半成品的工序尺寸。拉深系数毛坯相对厚度（t/d）×1002～1.5＜1.5～1.0＜1.0～0.6＜0.6～0.3＜0.3～0.15＜0.15～0.08m10.48～0.500.50～0.530.53～0.550.55～0.580.58～0.600.60～0.63m20.73～0.750.75～0.760.76～0.780.78～0.790.79～0.800.80～0.82m30.76～0.780.78～0.790.79～0.800.80～0.810.81～0.820.82～0.84m40.78～0.800.80～0.810.81～0.820.82～0.830.83～0.850.85～0.86m50.80～0.820.82～0.840.84～0.850.85～0.860.86～0.870.87～0.88注：1.凹模圆角半径大时（rd＝（8～15）t），拉深系数取小值，凹模圆角半径小时（rd＝（4～8）t），拉深系数取大值；

2.表中拉深系数适用于08、10S、15S钢与软黄酮H62、H68。当拉深塑性更大的金属时（05、08Z及10Z钢、铝等），应比表中数值减少（1.5～2）％，而当拉深塑性较小的金属时（20、25、A2、A3、酸洗钢、硬铝、硬黄铜等），应比表中数值增大（1.5～2）％（符号S为深拉深钢，Z为最深拉深钢）。表5-7无凸缘圆筒形件采用压边圈时的拉深系数毛坯相对厚度（t/d）×100各次拉深系数m1m2m3m4m5m60.40.900.92————0.60.850.90————0.80.800.88————1.00.750.850.90———1.50.650.800.840.870.90—2.00.600.750.800.840.870.902.50.550.750.800.840.870.903.00.530.750.800.840.870.90＞30.500.700.750.780.820.85注：此表适用于08、10、15Mn等材料。表5-8无凸缘圆筒形件不采用压边圈时的拉深系数从工艺的角度来看，拉深系数越小越有利于减少工序数。但是，如果拉深系数取得过小，会使拉深件起皱、断裂或严重变薄超差。我们把材料能够拉深成形而又不被拉裂的最小拉深系数称为极限拉深系数。通常情况下，使用压边圈时第一次拉深系数在0.48～0.63之间，以后各次拉深时的拉深系数一般在0.73～0.88之间，并且以后各次拉深系数均大于前一次的值，不使用压边圈的拉深系数要大于使用压边圈的拉深系数。2．拉深次数确定拉深次数首先应判断能否一次拉深完成。当拉深件的总拉深系数大于第一次拉深系数，即当m总>m1时，零件只需要一次就可以拉深成形，否则需要进行多次拉深，具体拉深次数可通过查表法、推算法或计算法等方法确定。（1）查表法拉深次数可根据拉深件的相对高度h／d和毛坯的相对厚度（t／D）×100，由表5-9查出拉深次数。拉深次数毛坯相对厚度（t/d）×1002～1.5＜1.5～1.0＜1.0～0.6＜0.6～0.3＜0.3～0.15＜0.15～0.0810.94～0.770.84～0.650.71～0.570.62～0.50.52～0.450.46～0.3821.88～1.541.60～1.321.36～1.11.13～0.940.96～0.830.9～0.733.5～2.72.8～3.22.3～1.81.9～1.51.6～1.31.3～1.145.6～4.34.3～3.53.6～2.92.9～2.42.4～2.02.0～1.558.9～6.66.6～5.15.2～4.14.1～3.33.3～2.72.7～2.0注：1.大的h／d值适用于第一道工序的大凹模圆角半径rd=（8～15）t），小的h／d值适用于第一道工序的小凹模圆角半径rd=（4～8）t）；

2.表中拉深次数适用于08及10号钢的拉深件。表5-9无凸缘圆筒形件的相对高度与拉深次数的关系（2）推算法

圆筒形件的拉深次数也可以根据毛坯相对厚度（t／D）×100值从表5-7、表5-8中查出m1，m2，m3，…，mn，从第一道工序开始依次求出半成品直径，即d1=m1Dd2=m2d1=m1m2Dd3=m3d2=m1m2m3D……dn=mndn-1=m1m2m3…mnD式中：d1、d2、…、dn—各次半成品直径（mm）；m1、m2、…、mn—各次拉深系数；D—毛坯直径（mm）。一直计算到得出的直径值dn≤d（工件直径）为止，此时的n即为拉深次数。使用该方法不仅可以求出拉深次数，还可知道中间工序的相关尺寸。3．圆筒形件各次拉深的半成品工序尺寸

圆筒形件各次拉深的半成品工序尺寸主要包括各次拉深得到的半成品直径、圆角半径和高度，如图5-13所示。（1）半成品直径由于根据表查出的拉深系数往往要小于实际拉深系数，因此拉深次数确定以后，由表查得各次拉深的拉深系数，应适当放大，保证最后一次拉深直径dn=d（零件直径）。按照调整以后的拉深系数计算各次拉深的半成品直径：d1=m1Dd2=m2d1……dn=mndn-1调整拉深系数时，后一次拉深系数要大于前一次拉深系数，即m1＜m2＜m3＜…＜mn，且都大于相应各次的极限拉深系数。（2）半成品圆角半径除了最后一次拉深时底部圆角半径等于工件底部的圆角半径外，中间各次半成品的圆角半径等于相应的拉深凸模圆角半径。（3）半成品高度各工序半成品的直径和圆角半径确定以后，可以根据公式5.3计算出各工序拉深高度。式中：hn—第n次拉深后工件的高度（mm）；D—毛坯直径（mm）；dn—第n次拉深后工件的直径（mm）；rn—第n次拉深时半成品底部的圆角半径（mm）。5.2.4拉深工艺力的计算拉深工艺力包括拉深力和压边力，是压力机吨位选择的重要依据。1．压边力为了防止拉深过程中毛坯边缘或凸缘部分起皱，可以使用压边圈。材料是否起皱主要取决于毛坯的相对厚度（t/D）×100，或以后各次拉深半成品的相对厚度（t／dn-1）×100。拉深方式第一次以后各次（t/D）×100m1（t／dn-1）×100mn采用压边圈＜1.5＜0.6＜1＜0.8可用可不用1.5～20.61～1.50.8不用压边圈＞2＞0.6＞1.5＞0.8表5-10采用或不采用压边圈的条件在拉深过程中压边力起防止起皱的作用，如果压边力过小，就不能起到压边防皱的作用，然而压边力过大，则会增加危险断面处的拉应力，使工件容易拉裂。在保证毛坯的凸缘变形区不起皱的前提下，尽量选用较小的压边力。拉深时压边力的大小可采用以下公式计算：式中：F压——压边力（N）；A——压边圈内毛坯的投影面积（mm2）；q——单位压边力（MPa），见表5-11；D——平板毛坯直径（mm）；d1、d2、…、dn——各次拉深工序直径（mm）；rd1、rd2、…、rdn——各次拉深凹模的圆角半径（mm）。2．拉深力在实际生产中常用经验公式计算拉深力，对于圆筒形拉深件，采用压边装置时拉深力可用下式计算：第一次拉深F拉1=πd1tσbk1

以后各次拉深F拉n=πdntσbk2

式中：F拉1

、F拉n——各次拉深力（N）；d1、dn——各次拉深后工件直径（mm）；t——板料厚度（mm）；σb——材料的抗拉强度（MPa）k1、k2——修正系数，见表5-12；3．压力机公称压力的确定对于单动压力机来说，拉深力和压边力是同时产生的，因此压力机的公称压力应大于拉深力和压边力之和，即F公＞F拉＋F压选用双动压力机时，压力机内滑块（拉深滑块）的公称压力应大于拉深力；压力机外滑块（压边滑块）的公称压力应大于压边力。压力机的公称压力是指滑块下降到接近下止点位置时的压力，但是拉深力是随拉深行程变化的。因此当拉深行程较大，特别是采用落料拉深复合模时，不能简单地将落料力与拉深力简单叠加去选择压力机吨位，而是要根据压力机压力曲线与冲压变形力曲线之间的关系来选择浅拉深时F∑≤(0.7～0.8)F公

深拉深时F∑≤(0.5～0.6)F公

式中：F∑——拉深力和压边力的总和，在落料拉深复合冲压时，还包括冲裁力（N）；F公——压力机的公称压力（N）。4．拉深功与功率计算拉深力并不是常数，而是随凸模的工作行程改变的，由于拉深工作行程长，消耗功率较多，因此对于拉深变形还需要校验压力机的电机功率，如果所选压力机的电机功率小于计算值，则应另选功率较大的压力机。拉深功按下式计算：第一次拉深W1＝λ1F1maxh1×10-3

以后各次拉深Wn＝λ2Fnmaxhn×10-3

式中：W1、Wn——第一次和以后各次拉深（N·m）λ1、λ2——平均变形力与最大变形力的比值，见表5-14；F1max、Fnmax——第一次和以后各次最大拉深力（N）；h1、h2——第一次和以后各次拉深深度（mm）。拉深所需压力机的电机功率可按下式计算：式中：W——拉深功（N·m）；ξ——不均衡系数，ξ=1.2～1.4；n——压力机每分钟行程次数；η1——压力机效率，η1=0.6～0.8；η2——电动机效率，η1=0.9～0.95。5.3拉深模典型结构模具设计与制造拉深模按工艺顺序可以分为首次拉深模和以后各次拉深模；按工序组合可以分为单工序拉深模、复合拉深模和级进拉深模；按模具结构特点可以分为带压边装置和不带压边装置的拉深模；按使用的冲压设备又可以分为单动压力机、双动压力机和三动压力机用拉深模。拉深模设计具有拉深工艺计算复杂、模具结构相对简单的特点，根据工作情况以及使用压力机的不同，拉深模的结构也不同，下面将介绍几副典型结构的拉深模。1．无压边装置的首次拉深模5.3.1首次拉深模结构简单，制造方便，适用于拉深材料塑性好、相对厚度较大以及拉深高度较小的零件。2．带压边装置的首次拉深模3．落料拉深复合模由凸凹模16和落料凹模4完成落料，由凸凹模和拉深凸模18完成拉深。拉深凸模的高度应比落料凹模低，以保证模具工作时先落料再拉深。该类模具生产效率高，操作简便，同时由于工件坯料落下后可在模具中准确定位，工件质量容易保证5.3.2以后各次拉深模1．无压边装置的以后各次拉深模2．带压边装置的以后各次拉深模5.4拉深模主要工作零件设计模具设计与制造5.4.1拉深凸模和凹模的结构1．无压边装置的凸模和凹模结构

2．带压边装置的凸模和凹模结构1．拉深凹模的圆角半径拉深时，材料在经过凹模圆角时不仅因发生弯曲变形需要克服弯曲阻力，还要克服因相对流动引起的摩擦阻力，所以凹模圆角半径的大小，对拉深过程有很大的影响。圆筒形拉深件首次拉深时凹模圆角半径：5.4.2拉深凸模和凹模的圆角半径拉深方式毛坯相对厚度（t／D）×100≤2～1.0＜1～0.3＜0.3～0.1无凸缘（4～6）t（6～8）t（8～12）t有凸缘（6～12）t（10～15）t（15～20）t注：有色金属取小值，钢件取大值。以后各次拉深时，凹模的圆角半径应逐渐减小，可按下式确定：Rdn

＝(0.6～0.8)Rdn-1根据工艺要求，凹模圆角半径不应小于材料厚度的两倍。如果零件凸缘处圆角半径太小，则应该在最后一次拉深以后增加一道整形工序，使之达到零件的技术要求。

毛坯展开图2．拉深凸模的圆角半径凸模圆角半径太小，在拉深变形的过程当中，危险断面所受拉力增大，容易产生局部变薄或拉裂。在多工序拉深时，后续工序压边圈的圆角半径等于前道工序的凸模圆角半径，当凸模圆角半径过小时，后续拉深工序中毛坯跟压边圈的滑动阻力也会增加，对拉深不利。但凸模圆角半径太大，则会使凸模圆角处在拉深初始阶段不与模具接触的毛坯宽度增加，容易产生底部变薄和内皱。首次拉深时，选用凸模圆角半径Rp等于或略小于凹模圆角半径Rd，可按下式确定：Rp＝(0.7～1.0)Rd中间各次拉深时，可取各次拉深中直径减少量的一半，即式中Rpn-1——本次拉深凸模圆角半径（mm）；dn-1——本次拉深毛坯直径（mm）；

dn——下次拉深毛坯直径（mm）。

最后一次拉深时，凸模圆角半径应等于零件的内圆角半径，但必须满足Rp≥(2～3)t，否则要增加整形工序。

3．凸模和凹模的间隙拉深模间隙是指单边间隙，其值等于凹模尺寸与凸模尺寸差值的一半，即Z＝(Dd－Dp)／2。间隙过小会增加摩擦力，使得拉深件容易破裂，并且容易擦伤表面以及降低模具寿命；间隙过大，又容易使拉深件起皱，且影响工件的精度。（1）不用压边圈时，考虑到起皱的可能性，其间隙取值为Z＝(1～1.1)tmax式中Z——单边间隙值（mm），末次拉深时或精密拉深件取小值，中间拉深取大值；

tmax——材料厚度的上偏差（mm）。（2）使用压边圈时，间隙值按表5-14选取。（3）对于精度要求较高的拉深件，为了减小拉深后的回弹，降低零件表面的粗糙度，常采用负间隙拉深，其间隙取值为Z＝(0.9～0.95)t

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Z1一次拉深（1～1.1）t4第一、二次拉深1.2t2第一次拉深1.1t第三次拉深1.1t第二次拉深（1～1.05）t第四次拉深（1～1.05）t3第一次拉深1.2t5第一、二、三次拉深1.2t第二次拉深1.1t第四次拉深1.1t第三次拉深（1～1.05）t第五次拉深（1～1.05）t注：1．t—材料厚度，取材料厚度允许偏差的中间值；

2．拉深精密零件时，最末一次拉深间隙取Z=t。4．凸模和凹模工作部分尺寸及公差（1）凸模和凹模工作部分尺寸计算

除最后一道工序拉深模凸、凹模工作部分尺寸及公差应根据工件的要求来确定以外，首次及中间工序没有必要严格要求，此时模具尺寸可以直接取工序尺寸。确定凸、凹模工作部分尺寸时，还应考虑模具的磨损和拉深件的弹复。在最后一道工序计算凸、凹模工作部分尺寸时，应按拉深件尺寸标注的方式不同进行计算。如图5-24(a)所示，工件要求外形尺寸时，以凹模尺寸为基准进行计算，凸、凹模尺寸为Dd＝(D－0.75Δ)0＋δdDp＝(D－0.75－2Z)

0－δp如图5-24(b)所示，工件要求内形尺寸时，以凸模尺寸为基准进行计算，凸、凹模尺寸为dp＝(d＋0.4Δ)

0－δpdd＝(d＋0.4Δ＋2Z)0＋δd

对于多次拉深，中间工序凸、凹模尺寸等于毛坯的工序尺寸，若以凹模尺寸为基准，则凸、凹模尺寸为Dd＝D0＋δdDp＝(D－2Z)

0－δp式中Dd、dd——凹模的基本尺寸（mm）；Dp、dp——凸模的基本尺寸（mm）；D——拉深件外形的基本尺寸（mm）；d——拉深件内形的基本尺寸（mm）；Δ——工件尺寸公差（mm）；δd、δp——凹模和凸模的制造公差（mm），见表5-15；Z——凸、凹模单边间隙（mm）。（2）凸、凹模制造公差圆筒形件拉深模凸、凹模制造公差根据工件的材料厚度与工件直径来选定，见表材料厚度工件直径的基本尺寸≤10＞10～50＞50～200＞200～500δdδpδdδpδdδpδdδp0.250.0150.0100.020.0100.030.0150.030.0150.350.0200.0100.030.0200.040.0200.040.0250.500.0300.0150.040.0300.050.0300.050.0350.800.0400.0250.060.0350.060.0400.060.0401.000.0450.0300.070.0400.080.0500.080.0601.200.0550.0400.080.0500.090.0600.100.0701.500.0650.0500.090.0600.100.0700.120.0802.000.0800.0550.110.0700.120.0800.140.0902.500.0950.0600.130.0850.150.1000.170.1203.50一一0.150.1000.180.1200.200.140注：1．表中数据适用于未精压的薄钢板；2．如用精压钢板则凸、凹模的制造公差取表中数据的20％～25％；3．如用有色金属则凸、凹模的制造公差取表中数据的50％。表5-15圆筒形件拉深模凸模和凹模制造公差mm3．拉深凸模排气孔尺寸为防止工件与凸模之间形成真空，造成卸料困难，通常在凸模上开有排气孔，如图所示。凸模排气孔直径的大小可按表5-16选取。凸模直径≤50＞50～100＞100～200＞200排气孔直径56.589.5拉深凸模排气孔直径mm5.5拉深模设计实例模具设计与制造无凸缘圆筒形拉深件，材料为08F钢，厚度为1mm，小批量生产，试完成该零件的模具设计。1．工艺性分析该零件为一无凸缘圆筒形拉深件，要求内形尺寸，厚度为1mm，厚度变化无特殊要求；零件形状简单、对称，底部圆角半径为3mm，满足拉深工艺对形状和尺寸的要求，适合拉深成形；零件材料为08F钢，塑性较好，易于拉深成形；零件所有尺寸均未标注公差，均可按IT14级公差处理，因此，该零件的冲压工艺性良好。2．工艺方案确定计算过程中，所有尺寸均按中线尺寸代入，即d=73mm，h=,96.5mm，r=3.5mm。（1）计算修边余量工件的相对高度为h/d=96.5/73=1.32，查表5-4得Δh=3.8mm。因此H=h+Δh=96.5+3.8=100.3mm。（2）毛坯直径（3）确定是否需要压边圈毛坯相对厚度（t/D）×100=（1/184.9）=0.541，查表5-11可知需要采用压边圈。（4）拉深次数确定零件的总拉深系数为：m总=d/D=73/184.9=0.395；根据毛坯相对厚度0.541，查表5-7得m1=0.55～0.58。由于m总＜

m1，因此不能一次完成拉深。由毛坯相对厚度为0.541，工件的相对高对为1.32，查表5-9得拉深次数n=3。（5）确定工艺方案该零件需要一次落料、三次拉深和一次切边等五个工序才能完成，因此生产零件的模具工艺方案可以有以下几种：方案一：单工序模，即落料模—拉深模—拉深模—拉深模—切边模；方案二：首次落料拉深复合模，以后单工序模，即首次落料拉深复合模—拉深模—拉深模—切边模；方案三：级进拉深模。方案一模具结构简单，成本较低，但是首次拉深时毛坯定位比较困难，加工工序较多，操作不便，适用于小批量生产；方案二首次拉深时毛坯定位准确，但以后各次工序依然较多；方案三采用级进拉深，生产效率高，操作简便，但模具结构复杂，成本较高，适合大批量生产。综上所述，考虑到产品生产批量较小，因此从上述方案中优选方案二。3．工艺计算（1）半成品直径查表5-7，首先按极限拉深系数最小值取值，取m1=0.55，m2=0.78，m3=0.80，则各次半成品直径为：d1=m1×D=0.55×184.9=101.7mmd2=m2×d1=0.78×101.7=79.3mmd3=m3×d2=0.80×79.3=63.4mm因为d3＜73mm，所以三次拉深可以完成零件拉深成形，但要对各次拉深系数进行适当的调整，适当增大拉深系数值，以保证最终满足零件尺寸要求。参考表5-7，取m1=0.59，m2=0.80，m3=0.84，则各次半成品直径调整为d1=m1×D=0.59×184.9=109.1mmd2=m2×d1=0.80×109.1=87.3mmd3=m3×