相对圆角半径r/b
0.4
0.3
0.2
0.1
0.03
相对高度H/r
2~3
2.8~4
4~6
8~12
10~15
表3.2:
盒形件初次拉深的最大相对高度
3.1.3拉伸模工作部分结构参数计算
（1）拉深凸凹模间隙
对于盒形件拉深，凸模和凹模间隙直边部分与U形工件相通，圆角部分间隙值比直边部分大0.1t，则：
直边：
Z1=（1~1.1）t=1.05*0.4=0.42
圆角：
Z2=Z1+0.1t=0.42+0.4*0.1=0.46
（2）拉深凸凹模圆角半径
一般来说拉深凹模圆角半径：
=5t=5*0.4=2mm
凸模圆角半径与工件圆角半径相等：
=3mm
（3）拉深凸凹模工作部分尺寸
由于尺寸标注为外形标注形式，拉深件未标明公差尺寸精度定为IT14，工件Δ=0.520mm对于非盒形件，则凸凹模公差为IT10。
查标准公差等级得短边δ1=0.084mm；长边
δ2=0.010mm
基本尺寸/mm
大于
——
3
6
10
18
30
50
至
3
6
10
18
30
50
80
IT1
um
0.8
1
1
1.2
1.5
1.5
2
IT2
1.2
1.5
1.5
2
2.5
2.5
3
IT3
2
2.5
2.5
3
4
4
5
IT4
3
4
4
5
6
7
8
IT5
4
5
6
8
9
11
13
IT6
6
8
9
11
13
16
19
IT7
10
12
15
18
21
25
30
IT8
14
18
22
27
33
39
46
IT9
25
30
36
43
52
62
74
IT10
40
48
58
70
84
100
120
IT11
60
75
90
110
130
160
190
IT12
mm
0.1
0.12
0.15
0.18
0.21
0.25
0.3
IT13
0.14
0.18
0.22
0.27
0.33
0.39
0.46
IT14
0.25
0.3
0.36
0.43
0.52
0.62
0.74
IT15
0.4
0.48
0.58
0.7
0.83
1
1.2
IT16
0.6
0.75
0.9
1.1
1.3
1.6
1.9
IT17
1
1.2
1.5
1.8
2.1
2.5
3
IT18
1.4
1.8
2.2
2.7
3.3
3.9
4.6
表3.3：
标准公差等级
则对于外形标注形式有：
，
则对于短边：
对于长边：
（4）拉深凸模气孔尺寸
由下表之拉深凸模气孔尺寸d=5mm
凸模直径
~50
<50~100
<100~200
<200
出气孔直径
5
6.5
8
9.5
表3.4拉深凸模出气孔直径
3.1.4拉深力计算
拉深力
，其中：
K为系数K=0.5~0.8，此处取K=0.6；
L0为盒形件周长，L0=2（b+b1）=2（27+45）=144mm；
t为材料的厚度，t=0.4mm；
为擦理疗的抗拉强度，对于材料H68M，
=294~392MPa，此处取
=350MPa。
带入数值F=0.6*144*0.4*350=12.1kN。
材料名称
牌号
状态
τ/MPa
σb/MPa
σs/MPa
σ
×100
E/10
MPa
紫铜
T1，T2,
T3
软
157
196
69
31
106
硬
235
294
127
黄铜
H62
软
255
294
35
98
半硬
294
373
196
20
硬
412
412
10
H68
软
235
294
88
40
108
半硬
276
342
25
硬
392
392
245
15
表3.5常用铜合金的力学性能
3.1.5压边力计算
压边圈的使用范围如下，有下表及前计算数据可知，该次设计中应该使用压边圈。
首次拉深
以后各次拉深
坯料相对厚度
拉深系数
坯料相对厚度
拉深系数
用压边圈
<1.5
<0.6
<1
<0.8
可用可不用压边圈
1.5~2
0.6
1~1.5
0.8
不用压边圈
>2
>0.6
>1.5
>0.8
表3.6：
压边圈的使用条件
选用气垫式弹性压边圈，压边力Fy=A*p。
A为压边面积，p为单位压边力。
材料
单位压边力/MPa
铝
0.8~1.2
紫铜，硬铝（退火的或钢淬火的）
1.2~1.8
黄铜
1.5~2
压轧青铜
2~2.5
20钢，08钢，镀锡钢板
2.5~3
软化状态的耐热钢
2.8~3.5
高合金钢，高锰钢，不锈钢
3~4.5
表3.7：
冲压常用金属的单位压边力
3.2落料时冲裁工艺计算
落料时成形形状即为拉深计算毛坯形状，如下图所示：
图3.3落料零件
通过测量压边面积A=2481.5mm
，则F1=1.6*2481.5=3.97kN
3.2.1凸凹模刃口尺寸计算
（1）凸、凹模刃口尺寸的计算原则
①设计基准：
落料以凹模为设计基准，间隙取在凸模上；冲孔以凸模为设计基准，间隙取在凹模上。
②设计时间隙一律采用最小合理间隙值Zmin。
③刃口尺寸的制造偏差方向：
单向注入实体内部。
即磨损后，凸、凹模刃口尺寸变大的取+&；磨损后凸、凹模刃口尺寸变小的取—&。
④刃口尺寸制造偏差的大小：
简单形状，按IT6~IT7取值；复杂形状，取1/4Δ；磨损后尺寸无变化，取1/8Δ。
⑤加工方法：
简单形状，分别加工；复杂形状，配合加工。
（2）落料凸凹模刃口尺寸计算（选用直刃口）
落料件以凹模为基准，工件图中未标注公差尺寸精度定为IT14级，查下表，尺寸偏差数值如下：
大于
至
H12
H13
H14
H15
H16
H17
H18
h12
h13
h14
h15
-
3
+0.100
+0.140
+0.250
+0.400
+0.600
+1.000
+1.40
0
-0.10
0
-0.14
0
-0.25
0
-0.40
3
6
+0.120
+0.180
+0.300
+0.480
+0.750
+1.2
0
+1.80
0
-0.12
0
-0.18
0
-0.30
0
-0.48
6
10
+0.150
+0.220
+0.360
+0.580
+0.900
+1.5
0
+2.20
0
-0.15
0
-0.22
0
-0.36
0
-0.58
10
18
+0.180
+0.270
+0.430
+0.700
+1.100
+1.8
0
+2.70
0
-0.18
0
-0.27
0
-0.43
0
-0.70
18
30
+0.210
+0.330
+0.520
+0.840
+1.300
+2.1
0
+3.30
0
-0.21
0
-0.33
0
-0.52
0
-0.84
30
50
+0.250
+0.390
+0.620
+1.00
+1.600
+2.5
0
+3.90
0
-0.25
0
-0.39
0
-0.62
0
-1.00
50
80
+0.300
+0.460
+0.740
+1.200
+1.900
+3.0
0
+4.60
0
-0.30
0
-0.46
0
-0.74
0
-1.20
表3.8未注公差的极限偏差
对于尺寸L:
76.54mm---------76.54
mm（为磨损后增大尺寸）
对于尺寸K:
61.76mm---------61.76
mm（为磨损后增大尺寸）
根据下表，IT14级精度时，磨损系数x=0.5
冲件精度
IT10
IT11~13
IT14
磨损系数x
1
0.75
0.5
表3.9：
磨损系数
取δ=1/4Δ
其计算公式为：
根据经验公式：
Zmin=Kt；
K为材料有关的系数，对于黄铜，取K=0.08~0.10。
则Zmin=0.08*0.4=0.032mm，取Zmin=0.03mm。
现列出拉深毛坯落料件的外形尺寸及凸模、凹模尺寸如下表所示：
工件尺寸
凸模尺寸
凹模公称尺寸
76.54
75.9
61.76
mm
61.1
表3.10：
落料凸凹模尺寸
3.2.2排样与毛坯计算
分析零件形状，应采用单直排的排样方式，采取如下图所示的排样方法。
图3.4带料排样
t=0.4mm,取前后搭边为a=1.5mm，侧搭边为a1=1.73mm，板料宽度为80mm。
毛坯材料利用率为η=S/S0100%S为工件面积，S0为所用材料面积。
根据绘图软件测得：
S=3986.8mm
S0=（76.54+1.73x2）x（61.76+1.5）=5060.8mm
η=3986.8/5060.8=78.8%
3.2.3落料时冲压力计算
（1）冲裁力计算
落料时冲裁力P=KLtτ；
式中P—冲裁力（N）；
L—冲裁周边长度（mm），测得周边长度为226.14mm；
t—冲裁件材料厚度（mm），为0.4mm；
τ—材料抗剪强度，MPa；查的黄铜为250MPa
K—系数，通常取1.3
则：
P=1.3*266.14*0.4*250=34.6kN
（2）卸料力计算
P1=Ks*P=0.05*34.6=1.73kN
料厚/mm
Ke
Kk
Ks
钢
≤0.1
0.1
0.14
0.065-0.075
0.1~0.5
0.063
0.08
0.045-0.055
0.5~2.5
0.055
0.06
0.04-0.05
2.5~6.5
0.045
0.05
0.03-0.04
6.5
0.025
0.03
0.02-0.03
铝、铝合金
0.03-0.07
0.025-0.08
纯铜、黄铜
0.03-0.09
0.02-0.06
表3.11系数：
Ke、Kk、Ks
3.2.4压力中心计算
由于该工件内外周边形状对称，故其几何中心就是压力中心。
4、冲压设备的选用
落料拉深需总的冲压力即为拉深过程与落料过程所需冲压力之和。
=F+F1+P+P1=12.1+3.97+34.6+1.73=52.4kN
表4.1：
压力机主要技术参数
由冲压力的大小，根据上表，选取开式双柱可倾压力机JH23—16，其主要技术参数如下：
公称压力：
160kN
滑块行程：
55mm
最大闭合高度：
220mm
闭合高度调节量：
45mm
滑块中心线到床身距离：
160mm
工作台尺寸：
300mm×450mm
工作台孔尺寸:
φ210mmx160mmx240mm
模柄孔尺寸：
φ40mmx60mm
垫板高度：
40mm
5、落料拉深模主要零部件计算
5.1落料凹模设计计算
（1）凹模孔口的设计
①凹模孔口形式。
采用直刃壁孔口凹模。
②凹模孔口高度（h）。
其孔口高度不宜过大，一般可按材料的厚度t选取。
t﹤0.5mmh=3-5mm；取h=5mm
（2）凹模外形结构的设计，凹模外形结构选为矩形。
采用整体式凹模。
通过螺钉和销钉直接固定在模板上。
（3）凹模外形尺寸的计算
凹模厚度:
H=kL
其中k为凹模厚度系数,由下表取k=0.2，
L
为垂直送料方向的凹模刃壁间最大距离，此处L
=75.9mm。
t/mm
L
/mm
0.5
1
2
3
>3
<50
0.3
0.35
0.42
0.50
0.60
>50-100
0.2
0.22
0.28
0.35
0.42
表5.1：
凹模厚度系数
则H=0.2x75.9=15.18mm，取H=16mm
凹模壁厚
C=（1.5~2）H=（1.5~2）x16=25mm
则凹模板尺寸为
（75.9+25x2）mm*（61.1+25x2）mm*16mm=125.9mm*111.1mm*16mm
对照标准化尺寸JB/T7653-94取凹模板尺寸为160mm*125mm*16mm。
如下图所示：
图5.1落料凹模版
5.2拉深凸模设计计算
采用等截面凸模，通过末端增大及中间面配合固定在定在凸模板上磨平，凸模长度为L有：
其中H
=32mm，H
=20mm，H
=14.5mm，L’为附加长度，取L’=15.5mm。
则L
=82mm，如下图所示：
图5.2拉深凸模
5.3固定板设计计算
（1）凸凹模固定板设计
凸凹模固定板的外形尺寸与凹模板一致，厚度取为H
=24mm。
图形如下所示：
图5.3凸凹模固定板
（2）凸模固定板设计
①凸模固定板的外形尺寸。
一般情况，凸模固定板的外形尺寸与凹模（或凹模固定板）或卸料板尺寸相同；
②凸模固定板的厚度。
可以用查表求得H
=32mm
如下图所示：
图5.4凸模固定板
5.4卸料结构计算
（1）卸料板设计计算
采用弹压卸料板，卸料板的安装方法为：
弹簧与卸料螺钉安装在一起。
卸料板外形与固定板一致，卸料板孔与凸模单边间隙为0.05mm厚度设为H
=12mm，
如下图所示:
图5.5:
卸料板
（2）卸料弹性元件设计计算
选择（强力）异形截面圆柱螺旋压缩弹簧来作为卸料弹性元件，弹簧数量为4个。
则：
；
所以弹簧允许最大工作负荷：
；
从而选取E组弹簧，规格为:
内径：
12.6mm；
安装芯轴尺寸：
12.5mm；
自由高度：
55mm；
安装高度：
55mm；
最大压缩量：
25.5mm；
校核：
要求弹簧的形变量f=h
+h
h
为工作行程，此处为（20+0.4）mm
h
为修模距离：
数值为1+（5~10）
f=20+t+1+（5~10）=26.4~31.4mm=28mm
25.5+5>28mm
综上所述，该弹簧合适。
（3）卸料螺钉设计计算
采用圆柱头卸料螺钉，M10x90JB/T7650.5，如下图所示：
图5.6：
卸料螺钉
5.5压边圈设计计算
采用气垫式弹性压边圈，压边圈形式采用平面型压边圈，其外形与拉深凸模和落料凹模外形相配合，与凹模间隙为0.5mm，厚度H
=14.5mm，如下图所示：
图5.7：
压边圈
5.6凸凹模设计计算
凸凹模即为落料凸模和拉深凹模，采用末端增大及中间面配合固定在凸凹模固定板上。
其内外轮廓形状根据落料及拉伸轮廓形状确定，其高度有:
H
=H
+H
+H=12+55=67mm
形状如下图所示:
图5.8：
凸凹模
5.7其它零件设计和选用
（1）模架设计
采用对角导柱模架，通过凹模边界尺寸查GB/T2856.3得相关尺寸（单位mm）为：
上模座160x125x40
下模座160x125x40
导柱25x180&28x180
导套25x95x38&28x95x42
图5.9：
上模座图5.10：
下模座
导柱导套如下图所示
图5.11：
导柱导套
（2）模柄设计
模柄的作用是将上模与压力机的滑块相连接。
在安装模具时应注意模柄直径与压力机模柄直径要一致。
模柄的形式采用压入式模柄结构,通过H7/m6与模座配合。
尺寸依据压力机模柄孔尺寸而定，即模柄孔尺寸：
φ40mmx60mm。
模柄图如下图所示:
图5.12：
模柄
（3）打料杆设计
其尺寸依照模柄孔设计，d
=13mm，d
=12mm长度为170mm，如下图所示：
图5.13：
打料杆
（4）推板设计
其凹孔用于打料杆定位，形状与拉深凸模相同，厚度取10mm，如下图所示:
图5.14：
推板
（5）推杆设计
推杆直径d=8mm，长度为125mm，如下所示:
图5.15：
推杆
（6）紧固零件
内六角螺钉，下模座:
螺钉GB/T70.1M12x120四个，及上模座：
螺钉GB/T70.1M12x60四个，如下图所示;
图5.16：
紧固螺钉
（7）定位零件
销GB/T119.112m6x50,销GB/T119.112m6x120，如下图所示:
图5.17：
定位销
（8）垫板设计
A.凸模垫板
外形尺寸与落料凹模相同，厚度为13mm，如下图所示：
图5.18：
凸模垫板
B.凸凹模垫板
外形与凹模板一致，厚度为12mm，如下图所示:
图5.19：
凸凹模垫板
C.凹模板垫板
外形尺寸与凹模板一致，厚度为34.4mm，如下图所示：
图5.20：
凹模板垫板
5.8模具闭合高度计算
由以上叙述带入数据有
6、模具总装图的绘制
图6.1：
模具总装配图
1.下模座销钉；2.下模座；3.导柱；4.导套；5.上模座；6.上模座螺钉；7.模柄；
8.打料杆；9卸料螺钉；10.凸凹模垫板；11.凸凹模；12.推件板；13.凸凹模固定板；
14.弹簧；15.卸料板；16凹模板；17.下模座螺钉；18.凸模；19凹模垫板；
20凸模固定板；21.推杆；22凸模垫板；23上模座销钉
7、结束语
在这为期不长的课程设计实践中，却让我们通过自主学习，独立查找资料，对自己所学习的专业知识进行了整理和回顾，让平时所学习的理论知识在实践中变得有序化，条理化和实用化。
诚然，在这次课程设计中也遇到了一些问题，主要是一些标准尺寸的查找，可能你所参考的的资料书上没有叙述，毕竟每本书都有有点，也有不足；而这样，就得强迫自己去查找更多的参考资料，但是同一个设计点，同一个零件，不同的参考书上给出的方案，尺寸也有可能不同，这时，就得通过自己理性分析，采取最合适的一种进行选择。
另一方面，就是绘图的问题，虽然通过
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