拉伸成型是覆盖件生产中的一个关键过程，拉伸模具决定了拉伸成败和工件成型质量。拉伸模具有单动(倒装)拉伸模具和双动(正装)拉伸模具两种形式，目前正在研究常用的单动拉伸模具。图1显示了一种典型的单动拉深模结构。凸模3和凸模5安装在机床工作台6上，凹模2安装在压力机滑块1上，压边圈4通过机床工作台上的气垫顶杆7顶到指定位置。生产过程中，板材放置在压边圈4上，凹模2随滑块向下移动。当凹模2接触压边圈4时，凹模2克服气垫顶杆7的作用力，带动压边圈4向下移动。当凹模2接触凸模3时，压力机滑块位于最低点，然后凹模2和压边圈4向上移动，完成拉深过程，板材最终形成所需形状的零件。

1 标准模座结构设计

标准模座包括两个部分：上模座(凹模座)和下模座(凸模座)。标准模座设计既要满足不同尺寸和形状部件的生产要求，又要满足机床设备的安装要求，因为上下模座分别固定在压力机的滑块和工作台上。按尺寸不同，标准模座分为A、B1、B2、C1、六种类型的C2和C3，如图2所示。其中A、B1和B2标准模座只有一个内腔，适用于一个压边圈的零件；C1、C2和C3标准模座包含2个内腔，适用于包含2个独立压边圈的零件。

1.1 模座导向

定位是保证模具精度和稳定性的基本要求。标准模座中，上下模座采用端头导板导向，导板尺寸规格为200mm。×150mm。压边圈和凸模的导向方式由原来的外导向(即压边圈和下模座)统一改为内导向(即压边圈和凸模导向)，如图3所示。内导向不仅可以根据凸模灵活调节压边圈的大小，而且由于导向位置靠近分模线，在运动过程中压边圈的导向更加稳定，有利于零件的成型。

1.2 模座安装

生产线压力机为标准工作台，尺寸4600mm×2400mm。根据与中心线的距离，滑块上的长度方向为525。、825、1125、8组自动夹紧器对称布置1725mm，从左到右的数字分别为①~⑧，如图4所示。U形夹紧槽在模座上的位置对应于自动夹紧器，上下模座U形夹紧槽对齐。模座内凸模采用定位键和凹模φ定位20mm的销钉，用M20mm螺钉紧固。此外，为满足全顶杆顶出要求，在气垫顶杆位置开设下模座安装面。φ如图5所示，110mm的避让孔。

1.3 模具尺寸和壁厚

为了满足不同零件尺寸的需求，标准模座与机床工作台在宽度方向上统一平整；在长度方向上，通过比较以往项目中不同零件的尺寸，考虑到机床工作台的尺寸和快速夹紧器的位置，表1显示了6个标准模座的具体尺寸，其中凸模、凹模和压边圈的尺寸应满足内腔尺寸的要求。标准模座的横截面结构如图6所示，每个部位的壁厚尺寸如表2所示。

1.4 模座材质

由于标准模座不与板材直接接触，只能起到凸模和凹模的安装和引导作用，所以灰铁HT300/GM238的材料可以满足要求。

1.5 适用范围的模座

标准模座可以覆盖大多数汽车外部覆盖零件的模具开发，具体适用范围如表3所示。

1.6 模具回收利用

在某一型号停产后，根据需要满足一定年限的售后配件生产要求，直接影响模座的回收。由于售后配件生产具有数量少、频率低的特点，在模具设计阶段，在凹模和凸模之间增加了U型夹紧槽，在凹模和压边圈之间增加了自润滑外导板，解决了压力机上凸凹模的安装问题和凹模和压边圈的导向问题，可以满足人工线上凸凹模的人工生产要求，如图7所示。

2 标准模座的优点

采用标准模座具有以下三个优点。

在不影响售后配件生产的情况下，实现模座回收利用，降低模具开发成本。由于原材料价格上涨，铸件价格越来越高，采用标准模具座椅设计。对于因故停产或停止开发的车辆，可以在新开发的项目中回收上下模具座椅，既降低了报废，又降低了新项目的模具开发成本。此外对凸模、凹模结构进行优化，可以在不影响售后配件供应的情况下实现回收模座。

缩短模具结构设计时间，提高模座铸件的时效性，提高模座使用的稳定性。目前，模具开发周期正在逐步压缩，铸件在生产完成后开始加工。铸件时效性不足，内部残余应力未完全释放，会导致后期铸件轻微变形，影响模具使用的稳定性。使用标准模具座椅后，可以在模具招标定点后开始设计铸造，不受零件形状的影响。在图纸设计阶段，可以根据最终零件调整凸模、凹模和压边圈。这样不仅可以缩短设计周期，还可以预留足够的时间对铸件进行时效处理，最大限度地减少残余应力，减少后期铸件轻微变形引起的模具零件型面研合率差甚至状态变异的现象。

上模采用分体式结构，降低了模具开发成本。采用标准模座，凹模采用凹模镶件。模具座椅的分体式设计，凹模镶件采用球墨铸铁制成，模具座椅采用灰铁制成。与传统的凹模采用整体球墨铸铁相比，可以降低单副模具的开发成本。

3 实际应用

3.1 应用实例

图8显示了一款车型左右前门外板的拉深模结构，采用B1标准模座设计，QT600-3A采用凸模和凹模，HT300采用模座。

3.2 凹模强度分析

与传统的一体式结构相比，上模采用分体式设计，凹模在生产过程中受力并传递到上模座。凹模有两种作用力，一种是与压边圈接触时压边圈对其垂直向上的力F1(作用于周圈压面)为2500kN，另一种是模具成型到底时凸模对其冲击力F2(作用于凹模面)为11500kN，如图9所示。通过NASTRAN软件分析，如图10所示，凹模最大应力89.29.MPa，最大应力为103.2。MPa，凹模和上模座的最大应力小于材料屈服强度(QT600-3A屈服强度)≥370MPa；强度符合HT300屈服强度范围为195~260MPa)。凹模最大变形量为0.775mm，凹模座最大变形量为0.753mm，变形量均小于1.0mm，如图11所示，评估后符合使用要求。