拉伸成型加(jiā)工是利用模具將平板毛坯成(chéng)形為開口空心零件的(de)衝壓加工方法。拉伸(shēn)作為(wéi)主要的衝壓工序之一,應用廣(guǎng)泛。用拉伸工藝可以製成圓筒(tǒng)形、矩形、階梯形(xíng)、球形、錐形、拋物線(xiàn)形及其他不(bú)規則形狀的(de)薄壁零件,如果與其(qí)他衝壓成形工藝配合,還可製造形狀更為複雜的零件。
使用(yòng)衝壓設備進行產品的拉伸成型加工(gōng),包括:拉(lā)伸(shēn)加工、再拉伸加工(gōng)、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(lì),將平板材(cái)的一部分或者全部拉入凹模型腔內,使之成形為帶底的容器。容器的側壁與拉伸方(fāng)向平行的加工,是單純的拉(lā)伸加工,而對圓錐(或角錐)形容器、半球(qiú)形容器及拋物線麵(miàn)容器等的拉伸加工,其中還包含擴形加工。
再拉伸加(jiā)工:即(jí)對一次拉伸加工無法完成的(de)深(shēn)拉(lā)伸產品,需(xū)要將拉(lā)伸加工的成形產品進行再次拉伸,以增加成形容器的(de)深度(dù)。
逆向拉伸加工:將前工序的拉伸工件進行反向(xiàng)拉伸,工件內側變成外(wài)側,並使(shǐ)其外徑變小(xiǎo)的加工。
變薄拉伸加工(gōng):用凸模將已(yǐ)成形容器擠入比容器外徑稍(shāo)小的凹模型腔內,使帶底的容器外徑變小,同時壁(bì)厚變薄,既消除壁厚偏差,又使容器表麵光滑。
使(shǐ)用衝壓(yā)設備進行五金衝(chōng)壓拉伸加工時,包(bāo)括以下16種類型(xíng):
1、圓筒拉(lā)伸加工(Round drawing):
帶凸緣(法蘭)圓筒產品的拉伸。法蘭(lán)與底部均為平麵形狀,圓筒側壁為軸對稱,在同一(yī)圓周上變形均勻分布,法蘭上毛坯產生拉深變形。
2、橢圓拉伸加工(Ellipse drawing):
法蘭上毛坯的(de)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;反之,曲率越小的(de)部分,毛坯的塑性變形越小。
3、矩形拉伸(shēn)加工(Rectangular drawing):
一次拉伸(shēn)成形的低矩形件。拉伸(shēn)時,凸緣變形區圓角處的拉伸阻力(lì)大於直邊處的拉伸阻力,圓角處的變形程度(dù)大於直邊處(chù)的變形(xíng)程度。
4、山形拉伸加工(Hill drawing):
衝壓件的側壁為斜麵(miàn)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模。成形時側壁(bì)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拉伸變形,而是拉伸和脹形變形同時存在的複合成形。壓料麵上(shàng)坯件的變形為拉伸變形(徑向為拉應力,切向為壓應力),而輪廓內部(特別是中心區域)坯件的變形為脹形變形(徑向和切向均為拉應力)。
6、帶凸緣半球形拉伸加工(With flange hemisphere drawing):
球形件拉(lā)伸(shēn)時,毛(máo)坯與(yǔ)凸模的球(qiú)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,此類(lèi)球麵零件拉伸的主要工藝問題在於局部接觸部分的(de)嚴重變薄,或曲麵部分的失穩起皺。
7、法蘭(lán)盤拉伸加工(Flange drawing):
將拉(lā)伸產(chǎn)品的法蘭盤部分進行淺拉伸的加工。其應力應(yīng)變情況類似於壓(yā)縮翻邊。由於切向受壓應力,容易起皺(zhòu),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(duì)前工(gōng)序拉伸(shēn)產品的凸緣部進行(háng)角形再拉伸加工,此種加工要求材料具有良(liáng)好(hǎo)的塑(sù)性。
9、深度拉伸加工(Deep drawing):
超過拉伸加工極限的拉(lā)伸(shēn)加工(gōng)產品,需要經(jīng)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的產品,在深(shēn)度方向進行再拉伸加(jiā)工。寬凸緣拉(lā)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(jìng)保持(chí)不變。
10、錐形拉伸加工(Taper drawing):
h/d>0.8、α =10°~30°的深錐形件,由於深度較大(dà),坯料的變形程度較(jiào)大,僅靠坯料與凸模接觸的(de)局部麵積傳遞成形力,極易引起坯料局部過度變薄乃至破裂(liè),需要經過多次過渡逐漸(jiàn)成(chéng)形。階梯拉伸法(fǎ)是首先將坯料拉伸成階梯(tī)形過渡件,其階梯外形與錐(zhuī)形部的內形相切,最後脹形成錐形。階梯過渡件(jiàn)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(lā)伸加工(gōng)(Rectangular redrawing):
多次拉伸成形的高矩形(xíng)件,其變形(xíng)不僅與深(shēn)圓筒形件的拉伸(shēn)不同,與低盒形件的變形也有很大差別。多工位自動搬(bān)送壓力機進行高(gāo)矩形盒件加工時,多次拉伸過(guò)程中製件外形、尺寸伴隨拉伸高度的變化。
12、曲麵成(chéng)形加工(Surface forming):
曲麵拉伸成形,使金屬平板坯料(liào)外法(fǎ)蘭部分縮小,內法蘭部(bù)分伸長,成(chéng)為非直壁非平底(dǐ)的(de)曲麵形狀(zhuàng)的空心產品的衝壓成形方法。
13、台階拉伸加工(Step drawing):
將左(zuǒ)側(cè)初拉(lā)伸產品進行再拉伸加工,成形為右側的台(tái)階形底部。深度較深的部分在拉伸成形的(de)初期就產生變形,深度(dù)較淺的部分(fèn)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(shēn)加工(Reverse drawing):
將前工序拉伸加工(gōng)的工件,進行反向拉伸(shēn),是再拉(lā)伸的一種。反向拉伸法可增加徑向拉(lā)應力,對於防止起皺可收到較好(hǎo)效果(guǒ)。也有(yǒu)可能提高再(zài)拉伸的拉伸係數。
15、變薄拉伸加工(Ironing):
與普通拉伸不(bú)同,變薄拉伸主要是在拉伸過程(chéng)中改變拉伸(shēn)件筒壁的(de)厚度。凸凹模之間的間隙小於毛(máo)坯(pī)厚度,毛坯直壁部分在通過間隙(xì)時,處於較大的均勻壓應(yīng)力之下(xià),拉伸過程中壁厚變薄的同時,消除容器(qì)壁厚偏差,增加容(róng)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,表麵形狀複雜。在(zài)拉伸工序中,毛坯變形複雜,其成形性質已非簡單的拉伸成形,而是拉深與(yǔ)脹形同時存在的複合成形。