拉伸成型加工是利用模(mó)具將平(píng)板毛坯成形為開口空心零件的衝壓加工方法。拉伸作為(wéi)主要的(de)衝壓工序之一,應用廣泛。用拉伸(shēn)工藝可以製成圓筒形、矩形、階(jiē)梯形、球形、錐形、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(fù)雜的零件。
使用衝壓設備進行產品的拉(lā)伸成型加工,包括:拉伸加工、再拉伸加工、逆向拉伸(shēn)以及變薄拉伸加工(gōng)等。
拉伸加工:使(shǐ)用壓板裝置,利用凸模的衝壓力,將平板(bǎn)材的一部分或(huò)者全部拉入凹(āo)模型腔內,使(shǐ)之成(chéng)形為帶底的容器。容器的側壁(bì)與拉伸方向平行的(de)加工,是單純的拉伸加工,而(ér)對圓錐(或角(jiǎo)錐)形(xíng)容(róng)器、半(bàn)球形(xíng)容器及拋物線(xiàn)麵容器等(děng)的(de)拉伸加工,其中(zhōng)還包含擴(kuò)形加工。
再拉伸加工:即(jí)對一次拉伸加(jiā)工(gōng)無法完成的深(shēn)拉伸產品,需要將拉伸加工的(de)成(chéng)形(xíng)產品進(jìn)行(háng)再次拉伸(shēn),以增加成形容器的深度(dù)。
逆向拉伸加工:將前工序的拉伸工件(jiàn)進行(háng)反向拉伸,工件內側變成外側(cè),並使其外徑變小(xiǎo)的加工。
變薄(báo)拉伸加工:用凸模(mó)將已成形容(róng)器擠(jǐ)入比容器(qì)外徑稍小的凹模型腔內,使帶底的容器外徑變小,同時壁厚變薄(báo),既消除壁厚偏差,又使容器表麵光滑(huá)。
使用衝(chōng)壓設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(lán)與底(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(shēng)拉(lā)深變形。
2、橢圓拉(lā)伸加工(Ellipse drawing):
法蘭上(shàng)毛坯的變形為拉伸變形,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(dà);反之,曲率越小的部分,毛坯的塑性變形越小(xiǎo)。
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,圓角處的變形程度大於直(zhí)邊處(chù)的變形程度。
4、山形拉伸加工(Hill drawing):
衝壓件的側壁為斜麵時(shí),側壁在衝壓過程中是懸空的,不貼模,直到成形結束時才貼模。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(xíng)蓋板件(jiàn)在成形過程(chéng)中的坯件變形不是簡單的拉伸變形,而是拉伸(shēn)和脹形變形同時(shí)存在的(de)複合成形。壓料麵上坯件的變形為拉伸變形(徑向為拉(lā)應力,切向為壓應(yīng)力),而輪廓內部(特別是中心(xīn)區域)坯件的變形(xíng)為脹形變形(徑向和切向均為拉應力)。
6、帶凸緣(yuán)半球形拉伸加工(With flange hemisphere drawing):
球形件拉伸時,毛坯與凸模的球形頂部局部接觸,其餘大(dà)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(zhǔ)要工藝問題在於局部(bù)接觸部分的嚴重變薄,或曲麵部分的失穩起皺。
7、法蘭盤拉伸加工(Flange drawing):
將拉伸產品的法蘭盤部分(fèn)進行淺拉伸的加工。其應力應變情況類似於壓縮翻邊。由於切向受壓(yā)應力,容易起皺,故成形極限主要受壓縮起皺(zhòu)的限製。
8、邊緣拉伸加工(Flange drawing):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(yào)求材料具有良(liáng)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工產(chǎn)品,需要經過兩次以上的多次拉伸方能完成。經過前工位深度方向拉伸加工(gōng)的產品,在深度方向(xiàng)進行再拉伸(shēn)加工。寬凸緣拉伸件,第一次拉伸時就拉(lā)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、錐形拉伸加工(Taper drawing):
h/d>0.8、α =10°~30°的深錐(zhuī)形件,由於深(shēn)度較大(dà),坯料的變形程度較大,僅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(guò)度變薄乃至破裂,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(wài)形與錐形部的內形相切,最後脹形(xíng)成錐形。階梯過渡件的拉伸次數、工藝(yì)等與階梯圓筒件的拉(lā)伸相同。
11、矩形再拉伸加工(Rectangular redrawing):
多次拉伸成形的高矩形件,其變形不僅與深圓筒形(xíng)件(jiàn)的拉伸不同,與低盒形件的(de)變形也有很(hěn)大差別。多工位(wèi)自動搬送(sòng)壓力機進(jìn)行高(gāo)矩形(xíng)盒件加工時,多次拉伸(shēn)過程中製件外形、尺寸伴隨拉伸高度的(de)變化。
12、曲麵成形加(jiā)工(Surface forming):
曲麵拉伸成形,使金屬(shǔ)平板坯料外法蘭部分縮(suō)小,內法蘭部分伸長,成(chéng)為非直壁非平底的曲麵形狀的空心產品的衝壓(yā)成形方法。
13、台階拉伸加工(Step drawing):
將左(zuǒ)側初拉伸產品進行(háng)再拉伸加工,成形為右側的(de)台階形底部。深度較深的(de)部分在拉伸成形的初期(qī)就產生變形,深度較淺(qiǎn)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(yīng)力產生變形。
14、反向拉伸加工(Reverse drawing):
將(jiāng)前工序拉伸加工的工件,進行反向拉伸,是再拉伸的一種(zhǒng)。反向(xiàng)拉伸法可增(zēng)加徑向拉應力,對於(yú)防止(zhǐ)起皺可收到較好效果。也有可能提高再拉伸的拉伸係數。
15、變薄拉伸加工(Ironing):
與普(pǔ)通拉伸不同,變薄拉(lā)伸主要是在拉伸過程中改變拉(lā)伸件筒(tǒng)壁(bì)的厚度。凸凹模之(zhī)間(jiān)的間隙(xì)小於毛坯厚度,毛坯直壁部分在通過間隙時,處於較大的均勻壓應力之下,拉伸過程中壁厚變薄的同時,消除容(róng)器壁厚偏差,增加容器表麵的光滑度,提高精度和強度。
16、麵板拉伸加工(Panel drawing):
麵板產品是板材衝壓件,表(biǎo)麵(miàn)形狀複雜。在拉伸工序中,毛(máo)坯變形複雜,其成形性質已非簡單的(de)拉伸成形,而是(shì)拉深與脹形同時存(cún)在的複合(hé)成形。