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(zhǔ)要的衝壓(yā)工序之一,應用廣泛。用(yòng)拉伸工藝可(kě)以製成圓筒形、矩形、階梯形(xíng)、球形、錐形、拋物線形及其他不規則形狀的薄壁零件,如(rú)果與其他衝壓成(chéng)形工藝配合,還可製造形狀更為(wéi)複雜的零件。
使用衝壓設備(bèi)進行產品的拉伸成型加工,包括:拉伸加工、再拉伸加工、逆向(xiàng)拉伸(shēn)以及變(biàn)薄拉伸加工等。
拉伸加工:使用壓板裝置,利用凸模的衝壓力,將平板材的一部分或者全部拉入凹模(mó)型腔內,使之成形為帶(dài)底的容器。容器的側壁與(yǔ)拉伸方向平行的加工,是單純(chún)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(róng)器等的拉伸加工,其中還包含擴形加(jiā)工。
再拉伸加工:即對(duì)一次拉伸加工(gōng)無法完成的深拉伸產品,需要將拉伸加工的成形產品(pǐn)進行再次拉伸,以增加成形(xíng)容器的深度。
逆向拉伸加工:將前(qián)工序的拉伸工件進行反向拉伸,工件內側變成外側,並使其外徑變小的(de)加工。
變薄(báo)拉(lā)伸加工:用凸模將已成形容器擠入比容器外徑稍(shāo)小的凹(āo)模型腔內,使帶底的容器外徑變小,同時壁厚變薄,既消除(chú)壁厚偏差(chà),又使容器表麵光(guāng)滑。
使用衝壓設備(bèi)進行五金衝壓拉伸加工時,包括以下16種類(lèi)型:
1、圓筒拉伸加工(Round drawing):
帶凸緣(yuán)(法蘭)圓筒產品的拉伸。法(fǎ)蘭(lán)與底部均為平麵形狀,圓筒側壁為軸對稱,在同一圓周上變形(xíng)均勻分布(bù),法蘭上毛坯產生拉深變形。
2、橢圓拉伸加工(Ellipse drawing):
法蘭上毛坯的變形為拉伸變形,但變形量與變形比沿輪廓形狀(zhuàng)相應(yīng)變化。曲率越大的部分,毛坯的塑性變形量就越大;反之,曲率越小的部分,毛坯的塑性變形(xíng)越(yuè)小。
3、矩形拉伸加工(Rectangular drawing):
一次拉伸成形的低矩形件。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(yuán)角處的變形程度(dù)大於直邊處(chù)的變形程度。
4、山形拉伸加工(gōng)(Hill drawing):
衝壓件的側壁(bì)為斜(xié)麵時,側(cè)壁在衝壓過程中是懸空的,不貼模,直(zhí)到成(chéng)形結束時才貼模。成形時(shí)側壁的不同部位變形特點不完全相同。
5、丘形(xíng)拉伸加工(Hill drawing):
丘形(xíng)蓋板件在成形過程中的坯件變形不是簡單的(de)拉伸變形,而是拉伸和脹形變形(xíng)同時存在的複合成形。壓料麵上坯件的變形為拉伸變形(徑向為拉應力,切向為壓應力(lì)),而輪廓內部(特別是中心區域)坯件的變形為脹形變形(xíng)(徑向和切向均為拉應力)。
6、帶凸緣半(bàn)球形拉伸加工(With flange hemisphere drawing):
球形件拉伸時,毛坯與凸模的球形頂部(bù)局部接觸,其餘大部分處於懸空(kōng)的不受(shòu)約束的自由狀態。因此,此類球麵零件拉伸的主要工(gōng)藝問題在於局部接觸部(bù)分(fèn)的嚴重變薄,或曲麵部(bù)分(fèn)的失穩起皺。
7、法蘭盤拉伸加工(Flange drawing):
將拉伸產品的法蘭盤部分進行淺拉伸的加工。其應力(lì)應變情況類似於壓縮(suō)翻邊。由於切向受壓應力(lì),容易起皺,故成形極(jí)限(xiàn)主要受壓縮(suō)起皺的限製。
8、邊緣拉伸加工(Flange drawing):對前(qián)工序拉伸產品的凸緣部(bù)進行角形再拉伸加(jiā)工,此種加(jiā)工要求材(cái)料具有良好的塑性。
9、深度拉伸加工(Deep drawing):
超過(guò)拉伸加工極限的拉伸加工產品,需要(yào)經過兩次以上的多次拉伸方能完成。經過前工位深度方向(xiàng)拉(lā)伸加工的產品,在深度方向進行再拉伸加工。寬凸(tū)緣拉伸件,第一次拉伸時就拉伸成所要求的凸緣直徑,在其後再拉伸時,凸緣直徑保持不變。
10、錐形拉(lā)伸加工(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(xíng)程度較大,僅靠坯料與凸(tū)模接觸的局部麵積傳遞成形力(lì),極(jí)易引(yǐn)起坯料局部過度變薄乃至(zhì)破裂,需要經過多次過渡逐漸成形。階梯拉伸法是首先將坯料拉伸成階梯形過渡件,其階梯外形與錐形部的內(nèi)形相切,最後脹形成錐形。階梯過渡件(jiàn)的拉(lā)伸次數、工藝等與階梯圓(yuán)筒件的拉伸相同。
11、矩(jǔ)形再拉伸(shēn)加工(Rectangular redrawing):
多次拉伸成形的(de)高矩形件,其變形不僅與深圓筒形件的拉伸不同,與低盒形件的變形也有很大差別。多工位自動搬送壓(yā)力機進行高矩形盒件加工時,多次拉伸過程中製件外形、尺寸伴隨拉伸高度的變(biàn)化。
12、曲麵成形加工(Surface forming):
曲麵拉伸成(chéng)形,使金屬平板坯料外法蘭部分(fèn)縮小,內(nèi)法蘭部分伸長,成為非直壁非平底的(de)曲麵形狀的空心產品的衝壓成形方法。
13、台階拉伸加工(Step drawing):
將左側初(chū)拉伸(shēn)產品進行(háng)再拉伸加工,成(chéng)形為右側的台階(jiē)形(xíng)底(dǐ)部。深度較深的部分在拉伸成形的初期就產生變形,深度較淺的部分在拉伸的後期產生變形。在台階變化部分的側壁易誘發切應力產生變形。
14、反向(xiàng)拉伸(shēn)加工(Reverse drawing):
將前工序拉伸(shēn)加工的工件,進行反向拉(lā)伸,是再拉伸的一種。反(fǎn)向拉伸法可增(zēng)加徑向拉應力,對於防止起皺可收到較好效果。也有可能提(tí)高再(zài)拉伸的(de)拉伸係(xì)數。
15、變(biàn)薄拉伸加(jiā)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(bì)的厚度。凸凹模之間的間隙小於(yú)毛坯厚度,毛(máo)坯直壁(bì)部分在通過間(jiān)隙時,處於較大的均勻壓應(yīng)力(lì)之下,拉伸過程中壁厚變(biàn)薄的(de)同時,消除容器壁厚偏差,增加容器表麵的光滑度,提高精度和強度(dù)。
16、麵板拉伸加工(Panel drawing):
麵板產品是板材衝壓件,表麵(miàn)形狀複雜(zá)。在拉伸工序中,毛坯變形複雜,其成(chéng)形性質已非簡單的拉伸成形,而(ér)是拉深與脹形同(tóng)時存在的複合成形。