拉伸成型加工是利用模具將平板毛坯成形(xíng)為開口空心零件的衝壓加工方法。拉伸作為主要的衝壓工序之一(yī),應(yīng)用廣泛。用(yòng)拉伸工藝(yì)可以製成圓筒形、矩形、階(jiē)梯形、球形、錐(zhuī)形、拋物線形及其他不規則形狀的薄壁零件,如果與其他衝壓成形工藝配合,還可製造形狀更為複雜的零件(jiàn)。
使用衝壓設備(bèi)進行產品的拉伸成型加(jiā)工,包括:拉伸加工、再拉伸加工、逆向拉伸以及變薄拉伸加工等。
拉伸加工:使用壓板裝置,利用凸模的(de)衝壓力,將平板材的一(yī)部分或者全部拉入凹模(mó)型腔內,使(shǐ)之成形為(wéi)帶底(dǐ)的容器。容器的側壁(bì)與拉(lā)伸方向平行的(de)加工,是單純的拉伸加工,而對圓錐(或角錐)形容器、半球形容器及拋物線麵容器(qì)等(děng)的拉伸加工,其(qí)中還包(bāo)含擴形加工。
再拉伸加工:即對一次拉(lā)伸加工無法完成的深拉伸產(chǎn)品(pǐn),需(xū)要將拉伸加工的成形產品進行再(zài)次拉伸,以增加成形(xíng)容器的深(shēn)度。
逆向拉(lā)伸加工:將前(qián)工序的拉(lā)伸(shēn)工件進行反向拉(lā)伸,工件內側變成外側,並使其外徑變小的加工。
變薄拉伸加工(gōng):用凸模將已成形容器擠入比容器外(wài)徑稍小的(de)凹模型腔內(nèi),使帶底的容器外徑變小,同時(shí)壁厚變薄,既消除壁厚偏差,又使(shǐ)容器表麵光滑。
使用(yòng)衝壓設(shè)備進行五金衝壓拉伸加工時,包括以下16種類型:
1、圓筒拉伸加工(Round drawing):
帶凸緣(法蘭)圓筒產品(pǐn)的拉伸。法蘭與(yǔ)底(dǐ)部均為平麵形狀,圓筒側壁為軸對稱,在同一圓周上變形均勻分布,法蘭上毛坯產生拉深變形。
2、橢圓拉伸加(jiā)工(Ellipse drawing):
法蘭上毛坯的變形為拉伸變形,但變形量(liàng)與變形(xíng)比(bǐ)沿輪廓形狀相應變化。曲率越(yuè)大的(de)部分,毛坯的塑性變形量就越大;反之,曲率越小的部(bù)分,毛坯(pī)的塑性變形(xíng)越(yuè)小。
3、矩形(xíng)拉伸加(jiā)工(Rectangular drawing):
一次拉伸成形的低矩(jǔ)形件。拉伸時,凸緣變形區圓角處的拉伸阻力大於直邊處的拉伸阻力,圓角處的變形程度大於直邊處的變形程度。
4、山(shān)形拉伸(shēn)加工(Hill drawing):
衝壓件的側壁為斜麵時,側壁在衝壓過程中是懸空(kōng)的,不貼模,直到成形結束時才貼(tiē)模。成形時側壁的不同部位變形特點不完全相同。
5、丘形拉伸加工(Hill drawing):
丘形蓋板件在成形過程中的坯件變形不是簡單的(de)拉伸變形,而(ér)是拉(lā)伸(shēn)和脹形變形同時存(cún)在的複合成形。壓料麵上(shàng)坯件的(de)變(biàn)形為拉(lā)伸(shēn)變形(徑向為拉應力,切(qiē)向為壓應力),而輪廓內部(特(tè)別(bié)是中心區域)坯件的變形為脹形變形(徑向和切向均為拉應力)。
6、帶凸緣半球(qiú)形拉伸加工(gōng)(With flange hemisphere drawing):
球形件拉伸時,毛坯與凸模的球形頂部局部接觸,其餘大部(bù)分處(chù)於(yú)懸空的不受約束的自由狀態。因此,此類球麵零件拉伸的主要工藝問題在於局部接觸部分的嚴重變薄,或曲麵部分的失穩起皺(zhòu)。
7、法蘭盤(pán)拉伸加工(Flange drawing):
將拉伸產品的法蘭盤部(bù)分進行淺(qiǎn)拉伸的加工。其應力應變情(qíng)況類似於壓縮(suō)翻邊。由於(yú)切向受壓應(yīng)力,容易起皺,故成形極限主要受壓縮起皺的限製。
8、邊緣拉伸加工(Flange drawing):對前工序拉伸產品的凸緣部進行角形再拉伸加(jiā)工,此種(zhǒng)加(jiā)工要求材料具有(yǒu)良好的塑性。
9、深度拉伸加工(Deep drawing):
超過拉伸加工極限的拉伸加(jiā)工產品(pǐn),需要經過(guò)兩次以上(shàng)的(de)多次拉伸方能完成。經過前工位深度方向拉伸加工的產品,在(zài)深度方向進行再拉伸加工。寬凸緣拉伸件,第一次拉伸時就拉伸(shēn)成所要求的凸(tū)緣直徑,在其後再拉伸時,凸緣直徑保持不變。
10、錐形拉伸(shēn)加工(Taper drawing):
h/d>0.8、α =10°~30°的深錐形件,由於深度較大,坯料的變形程度較大,僅靠坯料與凸模接觸(chù)的局部(bù)麵積傳遞成形力,極易(yì)引起坯料局部過度變薄乃至破裂,需要經過多次過渡(dù)逐漸成形。階梯拉伸法是首先將坯料拉伸成階梯形(xíng)過渡件,其(qí)階梯外形與錐形部的內形(xíng)相切(qiē),最後脹形成(chéng)錐形。階梯過渡件的拉伸次數、工藝等與階(jiē)梯圓(yuán)筒件的拉伸相同。
11、矩形再拉伸加工(Rectangular redrawing):
多次拉伸(shēn)成形的高矩形件,其變形不僅與深圓筒形件的拉伸(shēn)不(bú)同,與低盒形件的變形也有很大差別(bié)。多工(gōng)位自動搬送(sòng)壓力機進行(háng)高矩形盒件加工時,多次拉伸過程中製件外(wài)形、尺寸伴隨拉伸高度的變化。
12、曲麵成形加工(Surface forming):
曲麵(miàn)拉伸成形,使金屬平(píng)板坯料外法(fǎ)蘭部分縮小(xiǎo),內法蘭部(bù)分伸(shēn)長,成為非直壁非平底的曲麵形狀的空心產(chǎn)品的衝壓成形方(fāng)法。
13、台階拉伸(shēn)加工(Step drawing):
將左側初拉(lā)伸產品(pǐn)進行再拉伸加工,成形為右側的台階形底部。深度較深的部分在拉伸成形的(de)初期就產(chǎn)生變(biàn)形,深度較淺的部分在拉伸的後期產生變形。在台階變化部分(fèn)的側壁易誘發切應力產生變(biàn)形。
14、反向(xiàng)拉伸(shēn)加工(gōng)(Reverse drawing):
將前工序拉伸加(jiā)工的(de)工件(jiàn),進行反向拉伸,是再拉伸的一種。反向拉伸法可增加徑向(xiàng)拉應力,對於防止起皺可收到較(jiào)好效果(guǒ)。也有可能(néng)提高再(zài)拉伸的拉伸係數。
15、變薄拉伸加工(Ironing):
與普通拉伸不同,變薄拉伸主要是在拉伸過程中改變拉伸件筒壁的厚度。凸凹模之間的間隙小於毛坯厚度(dù),毛坯直壁部分在通過間隙時,處於較大的均勻壓應力之下(xià),拉伸過程中壁厚變薄的同時,消除容器壁厚偏差,增加容器表麵的光滑度(dù),提高精度和強度。
16、麵板拉伸加工(gōng)(Panel drawing):
麵板產(chǎn)品是板材衝(chōng)壓件,表(biǎo)麵形(xíng)狀複雜(zá)。在(zài)拉伸工序中,毛坯變形複雜,其成形性質已非簡單(dān)的拉伸成形,而是拉深與脹(zhàng)形同時(shí)存在(zài)的複合成形(xíng)。