由拉深次数计算公式：
拉深次数n=1+
=1+
=1.21
所以需要两次拉深。
4.拉深系数的确定
试取m1=0.6（用压边圈）则：
初次拉深直径d1=D·m1=208×0.6=124.8≈125
再次拉深系数m2=d/d1=102/125=0.816
5.拉深高度的确定
初次拉深后的高度h1=0.25（
－d1）+0.43
（d1+0.32r1）
=0.25（
－125）+0.43×
（125+0.32×11.5）
≈60.4㎜
再次拉深经过切边工序后即达到制件要求的形状和尺寸，即h2=85㎜；
即可知制件的拉深示意图如图1-2所示：
图1-3制件的拉深示意图
1.2.2工艺方案的确定
由相关参数的计算可知，该制件由落料、初次拉深、二次拉深、冲孔、切边五道工序组成，下面具体分析以下几个方案的优缺点来确定最终的工艺方案。
方案一：
单工序模：
落料，初次拉深，二次拉深，冲孔，切边；
方案二：
单工序模+复合模：
落料-拉深复合模，二次拉深，冲孔，切边单工序模；
方案三：
单工序模+复合模：
落料-拉深复合模，拉深-冲孔复合模，切边单工序模；
方案四：
复合模：
落料-拉深复合模，拉深-冲孔-切边复合模；
方案五：
单工序模+级进模：
落料-初次拉深-二次拉深-冲孔级进模，切边单工序模；
方案一：
模具结构简单，但须要五道工序五套模具，生产率较低，一般来说，适合小批量生产，与大批量生产不符；同时由于制造多副单工序模具的费用比复合模还要昂贵，则不易采用单工序冲裁；
方案二：
因为该制件结构简单，制件的形位精度和尺寸精度容易保证，模具制造不困难，但须四套模具，成本较高且生产效率不高。
方案三：
采用两套复合模和一套单工序模，模具设计不复杂，精度也以保证，但须三套模具。
方案四：
只需要两套模具，且制造不复杂，生产成本较低且生产率高。
方案五：
只需两套模具，但级进模结构较复杂，模具零部件加工困难，并且级进冲裁受压力机工作台尺寸与工序数的限制，冲裁件尺寸不宜太大。
制件平整度不好需校平处理，生产成本高。
综上分析，选用方案四，用两套复合模生产。
第2章冲压工艺计算
2.1棑样
2.1.1排样方法的选择
在冲压零件的成本中，材料费用约占60%以上，因此合理的棑样是提高材料利用率，降低成本，保证冲件质量及模具寿命的有效措施。
棑样的安排按以下步骤进行：
选择排样方法→确定搭边数值→计算条料宽度和送料步距→画出棑样图→核算利用率。
根据制件在条料上的布置形式，棑样可分为直排、斜排、直对排、混合排、多排等多种形式。
本次设计毛坯为直径为208㎜的圆形毛坯，考虑条料在落料-拉深复合模上的运动路径及模具设计的尺寸及送料方式，本次采用用于简单几何形状的冲件的直排方式。
2.1.2确定搭边数值
合理的搭边值有利于提高冲裁剪的质量，查《冲压成型工艺与模具设计》表3-9最小搭边值（P56）得：
料厚为3㎜的板料可取最小搭边值为：
a1=1.8㎜,a=2.2㎜或a=2.2㎜,a=2.5㎜
考虑材料为08F，考虑制件外形简单，手工送料等综合因素，搭边值可取小一些，因此选择a1=1.8㎜,a=2.2㎜。
2.1.3计算条料宽度和送料步距
导料板之间无侧压装置时，应考虑在送料过程中因条料的摆动而使侧面搭边减少。
为了补偿侧面搭边的减少，条料宽度应增加一个条料可能的摆动量，故按下式计算。
条料宽度B=
D—条料宽度方向冲裁件的最大尺寸
a—侧搭边值
Δ—条料宽度的单向（负向）偏差，可查《冲压成型工艺与模具设计》表3-10条料宽度偏差（P57）
C—导料板与最宽条料之间的间隙，其值可查《冲压成型工艺与模具设计》表3-12导料板与条料之间的最小间隙（P58）则：
条料宽度B=
=
=
㎜
送料步距A=D+a1
=208+1.8
=209.8㎜
导料板间的距离B0=B+C=
㎜
2.1.4棑样图
根据搭边值、条料宽度、送料步距、导料板间的距离绘制如图2-1所示的棑样图：
图2-1棑样图
2.1.5核算利用率
根据计算公式可知：
材料利用率
=
×100%
=
×100%
=
×100%
≈73.6%
2.2复合模相关参数计算
复合模相关计算主要包括拉深凸模，凹模圆角半径、拉深凸模和拉深凹模的间隙、凸模、凹模、凸凹模的尺寸及公差、冲裁力、压料力、拉深力、卸料力、推件力及顶件力、压力机的公称压力确定等。
2.2.1拉深凸模，凹模圆角半径的确定
拉深凹模的圆角半径在生产上一般在保证工件质量的前提下尽量取最大值，通常可按如下经验公式计算：
初次拉深凹模圆角半径：
=0.8
=0.8×
=12.62
≈13㎜
易得：
初次拉深凸模圆角半径
=13-3=10㎜
再次拉深凸模圆角半径为制件的要求圆角半径，即
=6㎜
凹模圆角半径
=9㎜
2.2.2拉深凸模和拉深凹模的间隙选择
拉深间隙Z是指单面间隙，确定Z时要考虑压边情况、拉深次数和工件精度等，采用压边圈拉深时其值可按下式计算：
Z=tmax+μt
其中，μ为增大间隙的系数，可查《冲压成形工艺与模具设计》表5-18增大间隙的系数μ（P198）。
则：
拉深间隙Z=tmax+μt
=3+0.1×3
=3.3㎜
2.2.3凸模、凹模、凸凹模的尺寸及公差
制件的尺寸精度由末次拉深的凸、凹模尺寸及公差决定。
因此初次拉深的模具尺寸公差没有必要的严格限制，凸、凹模的制造公差δp、δd可按IT10级选取。
以凹模为基准时，拉深凹模尺寸
=
=125+0.18㎜
拉深凸模尺寸为
=
=（125-2×3.3）-0.12
=118.4-0.12㎜
落料时以凹模为设计基准，首先确定凹模基本尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于毛坯的最小尺寸，将凹模的尺寸减小到合理间隙值即得到凸模尺寸，即
落料凹模刃口尺寸
=
=
㎜
落料凸模刃口尺寸
=
=
=
㎜
2.2.4冲裁力的计算
普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算
F=KLtτ；式中，
F—冲裁力，N；
L—冲裁周边长度，㎜；
t—材料厚度，㎜；
τ—材料抗剪强度，MPa；
K—系数，考虑冲裁模刃口的磨损、凸模与凹模间隙之波动（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素而设置的安全系数，一般取1.3。
即：
落料时的冲裁力F冲1=KLtτ
=1.3×208×3×300
=243360N
冲孔时冲裁力F冲2=KLtτ
=1.3×20.15×3×300
=23575.5N
2.2.5压料力计算
采用压边圈的目的是为了防止变形区板料在拉深过程中的起皱，拉深时压边力必须适当，压边力过大会引起拉深力的增加，甚至造成制件拉裂，压边力过小则会造成制件直壁或凸缘部分起皱，所以是否采用压边装置主要取决于毛坯或拉深系数m和相对厚度t/D
100，初次拉深使用压边圈时的压边力。
即：
圆筒形件首次拉深压料力
=
π/4
=
×3
=48190.4N
再次拉深时压料力
=
π/4
=
×3
=2884.875N
2.2.6拉深力计算
采用压边圈时：
初次拉深力F1=πd1tδbK1
=3.14×125×3×300×0.65
=229612.5N
再次拉深力F2=πd2tδbK2
=3.14×102×3×300×0.52
=121065.84N
其中，K1、K2查《冷冲模设计应知应会》表4-22筒形件第一次拉深的系数K1，表4-23筒形件第二次拉深的系数K2（P103）可得。
最大拉深力F1max=3（σb+σs）（D-d-rd）t
=3（300+177）（208-125-13）×3
=300510N
2.2.7卸料力、推件力及顶件力的计算
卸料力、推件力及顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶件装置传递的，所以在选择设备的公称压力或设计冲模时，应分别予以考虑。
影响这些力的因素很多，而且影响规律也很复杂，精确计算这些力的大小比较困难，实际中参照冲裁力经验公式计算：
卸料力FX=KXF
推件力FT=nKTF
F—冲裁力，N；
KX、KT—卸料力、推件力系数，见《冲压成形工艺与模具设计》表3-14卸料力、推件力、顶件力系数（P61）；
n—同时卡在凹模内的冲裁件（或废料）数，n=
；
卸料力FX1=KXF冲1=0.04×243360=9734.4N
FX2=KXF冲2=0.04×23575.5=943.02N
推件力FT1=nKTF冲1=1×0.045×243360=10951.2N
2.2.8压力机的公称压力确定
压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和FZ。
落料拉深复合模冲压时，
FZ1=F冲1+FX1+FT1+
+F1
=243360+9734.4+10951.2+48190.4+229612.5
=541848.5N
拉深冲孔切边复合模冲压时，
FZ2=F冲2+FX2+FT2+
+F2
=23575.5+943.02+1060.8975+2884.875+121065.84
=149530.1325N
2.2.9压力设备的选择
根据所要完成的冲压工艺的性质，生产批量的大小，冲压件的几何尺寸和精度要求等来选择设备的类型。
对于中小型冲裁件、弯曲件或拉深件，主要采用开式机械压力机。
虽然其刚度差，在冲压力的作用下床身变形破坏冲裁模的间隙分布，降低冲裁件表面质量或模具使用寿命，但它提供了极为方便的操作条件，非常容易安装机械化附属装置是其最大特点，因此是目前中、小型冲压设备的主要形式。
对于大中型冲压件的生产，多采用闭式结构形式的机械压力机。
在实际生产中，为防止设备的超载，可按F压≥（1.6～1.8）FZ来估算压力机的公称压力。
即
F压1≥866957.6N～975327.3N
F压2≥239248.212N～269154.2385N
模具闭合高度是指模具在最低工作位置时，上、下模之间的距离，落料拉深模的闭合高度为335㎜，拉深冲孔切边复合模的闭合高度为400㎜，参照相关资料选用落料拉深冲压时选用JA21-160开式双柱固定台压力机。
其参数如下：
公称压力1600kN
滑块行程160㎜
滑块行程次数40次/min
最大闭合高度450㎜
闭合高度调节量130㎜
滑块中心线至床身距离380㎜
立柱距离530㎜
工作台尺寸：
前后710㎜，左右1120㎜
垫板尺寸厚度130㎜
模柄孔尺寸直径70㎜，深度80㎜
滑块底面尺寸前后460㎜，左右650㎜
再次拉深冲孔切边时，模具闭合高度为427㎜，选用J23-100开式双柱可倾压力机（主要依据闭合高度），其主要参数如下：
公称压力1000kN
滑块行程130㎜
滑块行程次数38次/min
最大闭合高度480㎜
最大装模高度380㎜
连杆调节长度100㎜
滑块中心线至床身距离380㎜
床身两立柱距离450㎜
工作台尺寸前后710㎜，左右1080㎜
垫板尺寸厚度100㎜，孔径250㎜
模柄孔尺寸直径60㎜，深度75㎜
最大倾斜角度30º
电动机功率10kW。
第3章落料拉深复合模设计
本次设计的落料拉深复合模主要包括工作零件，定位零件，压料、卸料零件，导向零件和固定连接零件。
3.1工作零件的结构设计
工作零件主要包括落料凸模、落料凹模、拉深凸模和拉深凹模，本次设计将落料凸模与拉深凹模复合设计为凸凹模，因此需设计落料凹模、拉深凸模和凸凹模三个主要工作零件。
3.1.1拉深凸模
由于制件的形状和尺寸不同，冲模的加工及装配工艺条件也不同，所以实际生产中使用的凸模结构形式很多，其截面形状有圆形和非圆形，刃口形状有平刃和斜刃，结构有整体式、镶拼式、直通式、带护套式等，本次设计的制件为圆筒形件，所以拉深凸模选用圆形凸模，查《中国模具设计大典》标准件圆形凸模部分，确定拉深凸模的结构形式及固定方式，分析制件尺寸较大，选用强度刚性较好并且装配修磨方便的台阶式圆形凸模，拉深凸模长度的计算可根据公式L=h1+h2+h3+h计算得出，
其中：
h1—凸模固定板厚度；
h2—压边圈（卸料板）厚度；
h3—凸模进入凹模深度，即拉深件高度；
t—料厚；
即：
凸模长度L=25+40+60.4+3=128.4㎜
参考《中国模具设计大典》标准件，选取凸模的高度（厚度）为130㎜。
查《中国模具设计大典》拉深凸模排气孔直径选为8㎜。
拉深凸模由于工作过程中受力较大，因此凸模的材料要求有较好的强度和刚度，因此，凸模的材料选用T10A，标准号为GB/T1298,热处理硬度为56～60HRC。
由计算及标准件参照，拉深凸模的结构及尺寸如图3-1所示：
图3-1拉深凸模结构示意图
3.1.2落料凹模
落料时以凹模为设计基准，刃口尺寸的计算第二章已给出，参考《中国模具设计大典》模具用板类零件标准尺寸，确定落料凹模基本尺寸为355×355×105，落料刃口直径Dd=
=
㎜，落料凹模尺寸及结构形式如图3-2所示，其由螺钉与垫板、下模座固定连接。
凹模的材料为9CrSi,标准号为GB/T1299，热处理硬度为60～64HRC。
3.1.3凸凹模
凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和拉深凹模作用的工作零件，它的内外缘均是刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，从强度方面考虑，其壁厚有最小值限制，查《中国模具设计大典》表20.1-16凸凹模最小壁厚a（P406），可知凸凹模最小壁厚a=6.7㎜。
有计算知：
拉深凹模尺寸
=
=125+0.18㎜
落料凸模刃口尺寸
=
=
=
㎜
因此，将凸凹模设计为台阶式圆形凸模形式内部加工成孔Φ125㎜作为拉深凹模尺寸，外形尺寸Φ207.54㎜作为落料凸模尺寸；材料为9CrSi,标准号为GB/T1299，热处理硬度为58～62HRC。
其外形尺寸及结构形式如图3-3凸凹模结构示意图所示：
图3-2落料凹模结构示意图
3.2其他零件的设计与标准件的选择
3.2.1定位零件
导料销是送料时对条料的侧向进行导向，以免送偏的定位零件。
为节省成本采用标准件。
材料为T8A,标准号为GB/T1298，热处理硬度为50～54HRC。
挡料销是用来挡住冲裁轮廓，来限定条料送进距离。
它可分为固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销，本次使用圆形固定挡料销标准件，A型固定挡料销基本尺寸d=20㎜。
材料为45钢,标准号为GB/T699。
参考《中国模具设计大典》冲压模具标准件P948。
其优点是结构简单，制造方便。
图3-3凸凹模结构示意图
3.2.2卸料、压料装置
顶杆采用标准件，其规格为M8×40×150，,见《中国模具设计大典》冲压模具标准件顶杆P949。
打杆采用标准件，其规格为M12×35×190，见《中国模具设计大典》冲压模具标准件P949。
压边圈是采用压边圈的目的是为了防止变形区板料在拉深过程中起皱，拉深时压边力必须适当，如果压边力过大，会引起拉深力的增加，甚至造成制件拉裂；如果压边力过小则会造成制件直壁或凸缘部分起皱，所以是否采用压边装置主要取决于拉深系数m和相对厚度t/D
100：
根据坯料相对厚度t/D≈1.45％<1.5％，因此必须使用压边圈进行压料操作。
其尺寸查冲压手册得到，压边圈的长宽高L×B×H为250×250×20㎜。
3.2.3模架的选用
模架是上模座、下模座、导柱和导套的组合体，它是模具的基础，模具的工艺性结构件通过紧固件（销钉螺钉等）安装到模架上形成完整的冲模，模架及其组成零件已经标准化，可查取选用。
本次设计的落料拉深复合模选用滑动导向装置中的中间导柱模架，其简图如图3-4所示，因为其导向装置安装在模具的对角线上，滑动平稳，导向准确可靠。
其尺寸根据凹模周界（400×400）查《中国模具设计大典》P818―P822冲模标准模架及其标准件得其尺寸及材料选用如下：
上模座
HT200
下模座
HT200
导柱
20钢
导套
20钢
模柄
Q235
图3-4中间导柱模架示意图
导向零件即导柱、导套，有标准模架的确定，导柱导套的直径分别为45㎜、65㎜，其均为标准件，查《中国模具设计大典》冲模标准模架及其标准件A型导柱和A型导套。
3.2.4连接与固定零件
本次设计使用的连接与固定零件包括模柄、固定板、垫板、螺钉与销钉。
其均使用标准件，模柄根据压力机型号选择直径为70㎜，固定板、垫板尺寸及结构查《中国模具设计大典》冲压模具标准板料尺寸得。
螺钉销钉查《机械制图》附录标准件可得。
第4章再次拉深冲孔切边复合模设计
4.1工作零部件
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