拉伸成型加工是(shì)利用模具(jù)將平板毛坯成形為開口空心零件的衝壓加(jiā)工方法。拉伸作為主要的衝壓工序之一,應(yīng)用廣泛。用拉伸工藝可以製成(chéng)圓筒形、矩形、階梯形(xíng)、球形、錐(zhuī)形(xíng)、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(pèi)合,還可(kě)製造形狀更(gèng)為複雜的零件。
使用衝壓設(shè)備進行產品的拉伸成型(xíng)加工,包(bāo)括:拉伸加工、再拉伸加(jiā)工、逆向拉伸以及變薄(báo)拉伸加工等。拉伸加(jiā)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(lā)入凹(āo)模型腔內,使之成形為(wéi)帶底的容器。容器的側壁與拉伸方向平(píng)行的加工,是單純的拉伸加工(gōng),而(ér)對圓錐(或角錐)形容器、半球形容器及拋物線麵容器等的拉伸加工,其中還包含擴形加工。
再拉伸(shēn)加工:即(jí)對一次拉伸加工(gōng)無法完成的深拉伸產品(pǐn),需要將拉(lā)伸加工的成形產(chǎn)品進行再次拉伸,以增(zēng)加成形容器的深(shēn)度。
逆向拉伸(shēn)加工:將前工序(xù)的拉(lā)伸工件進行反向拉伸,工件內側變成外側,並使其外(wài)徑(jìng)變小的加工。
變薄拉伸加工:用凸模將已(yǐ)成形容器擠入比容器外徑(jìng)稍小的凹(āo)模型腔內,使帶底的容器外徑變小,同時壁厚變薄,既消除壁厚偏差,又使容器表麵光滑。
使用衝壓設備進行五金衝(chōng)壓拉伸加工時,包括以下16種類型:
1、圓筒拉伸加工(Rounddrawing):帶凸緣(法蘭)圓筒產品的拉伸。法蘭與底部均為平麵形狀,圓筒側(cè)壁為(wéi)軸(zhóu)對稱,在同一圓周上(shàng)變形均勻分布,法蘭上毛坯產生拉(lā)深變(biàn)形。
2、橢(tuǒ)圓拉伸加工(Ellipsedrawing):法蘭上毛坯(pī)的變形為拉(lā)伸變形,但變形量與變形比沿輪廓形狀相應變化。曲率越大的部分,毛坯的塑性變形量就越大;反之,曲率(lǜ)越小的部分,毛坯的(de)塑性(xìng)變形(xíng)越小。
3、矩形拉伸加(jiā)工(Rectangulardrawing):一次拉伸(shēn)成形的低(dī)矩形件。拉伸時,凸緣變形區(qū)圓角處的拉伸阻力大於直邊處的拉伸阻(zǔ)力,圓角處(chù)的變形程度大於直邊處的變形程度。
4、山形拉伸加工(Hilldrawing):衝壓件的側壁為斜麵時,側壁在衝(chōng)壓過程中是(shì)懸空的,不貼模(mó),直到(dào)成形結束時才貼模。成形時側(cè)壁(bì)的不同部(bù)位變形特點不完全相同。
5、丘形(xíng)拉伸加工(Hilldrawing):丘形蓋板件在(zài)成形過程中的(de)坯件變形不是簡單的拉(lā)伸變形,而是拉伸和脹形變形同時存在的複合(hé)成形。壓料麵上坯(pī)件的變形為拉(lā)伸變形(徑向為拉應力,切向為(wéi)壓應力),而輪廓內部(特(tè)別是中心區域)坯件(jiàn)的變形為脹形變形(徑向和切向(xiàng)均為拉應力)。
6、帶凸緣半球形(xíng)拉伸加工(Withflangehemispheredrawing):球形件拉伸時,毛坯與凸模的球形頂部局部接觸,其餘大部分處於懸空的不受約束的自由狀態。因此(cǐ),此類球麵零件(jiàn)拉伸的主要工(gōng)藝問(wèn)題在於(yú)局部接觸部分的嚴重變薄,或曲麵部(bù)分(fèn)的失穩起皺。
7、法蘭盤拉伸加工(Flangedrawing):將(jiāng)拉伸產品的法蘭盤部分進行淺拉伸的加工。其應力應變情況類似於壓縮翻邊。由於切向(xiàng)受壓應力,容(róng)易起皺,故(gù)成形極限主要受壓縮起皺的限製。
8、邊緣(yuán)拉伸加(jiā)工(gōng)(Flangedrawing):對前工序拉伸產品的凸緣(yuán)部進行角形再拉伸加工,此種加工要求材料具有良好(hǎo)的塑性。
9、深度拉伸加工(Deepdrawing):超(chāo)過(guò)拉伸(shēn)加(jiā)工極限的拉伸加工產品,需要經過(guò)兩次以上的多次拉伸方能完成。經過前工位深度方向拉(lā)伸加工的產(chǎn)品(pǐn),在深(shēn)度方向(xiàng)進(jìn)行再拉伸加工。寬凸(tū)緣拉伸件(jiàn),第一次拉(lā)伸時就拉伸成所要求的凸緣直徑,在其後再拉伸時,凸緣(yuán)直徑保持(chí)不變。
10、錐形拉伸(shēn)加工(Taperdrawing):h/d>0.8、α=10°~30°的深錐(zhuī)形件,由於深度較大(dà),坯料的變形程度較大(dà),僅(jǐn)靠坯料與凸模接觸的局部麵積傳遞成形力,極易引起坯料局部過度(dù)變薄乃至破裂,需要經過多次過渡逐(zhú)漸成形。階梯(tī)拉伸法是(shì)首先將坯料拉伸成階梯形過渡件,其階梯外形(xíng)與錐形部的內形相(xiàng)切,最後脹形成錐形。階梯過渡件的拉伸次數、工藝等與階梯圓筒件的拉伸相同(tóng)。
11、矩形再拉伸加工(Rectangularredrawing):多次拉伸成形的高矩形件,其變形不(bú)僅與深圓筒形件的拉伸不同,與低盒形件的變形也(yě)有很大(dà)差別(bié)。圖1-46為多工位自動搬送(sòng)壓力(lì)機進行高矩形盒件加工時,多次拉伸(shēn)過程中製件外(wài)形、尺寸伴隨拉伸高度的變化。
12、曲麵(miàn)成形加工(Surfaceforming):曲麵拉伸(shēn)成形,使金屬平(píng)板坯料外法蘭部分縮小,內法蘭部分伸長,成為非直壁非平底的曲麵形狀的空心產品的衝壓成形方法。
13、台階拉伸加工(Stepdrawing):將左側初拉伸產品進行再拉伸(shēn)加工,成形為右側的台階形底部。深度較深的(de)部分在拉伸成形的初期(qī)就產生(shēng)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(cè)壁易誘發切應力產生變形。
14、反向拉伸加工(Reversedrawing):將前工序拉伸加(jiā)工(gōng)的工件(jiàn),進行反向(xiàng)拉伸,是再拉伸的一種。反向拉伸(shēn)法可增加徑向拉應力,對於(yú)防止起皺(zhòu)可收到較(jiào)好效果。也有可能提高再拉伸的拉伸係數。
15、變(biàn)薄拉(lā)伸加(jiā)工(gōng)(Ironing):與(yǔ)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(jiān)的(de)間隙小於毛坯厚度,毛坯直壁部分在通(tōng)過間隙時,處於(yú)較大的均勻壓應力(lì)之下,拉伸過(guò)程中壁厚變薄的同時,消除容器壁厚偏差,增加(jiā)容器表(biǎo)麵的光滑度,提(tí)高精度和強(qiáng)度。
16、麵板拉(lā)伸加工(Paneldrawing):麵板產品是板材衝壓(yā)件(jiàn),表麵形狀複雜(zá)。在拉伸工序中,毛坯變形(xíng)複雜,其成形(xíng)性質(zhì)已非簡單的拉伸成形,而是拉深與脹形同時存在的複合成形。