拉伸成型加工是利用模(mó)具將平板毛坯成形為開口空心零件(jiàn)的衝壓加工(gōng)方法。拉伸作為主要的衝壓工序之一,應用廣泛。用拉伸工藝可以(yǐ)製成圓(yuán)筒(tǒng)形(xíng)、矩形、階梯形、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(hé),還可製造形狀更為複雜的零件。
使用衝壓(yā)設備進行產品的拉(lā)伸成型加工,包括(kuò):拉伸加工、再拉伸加工、逆向拉伸以及變薄拉伸加(jiā)工(gōng)等。
拉伸加工:使用壓板裝置(zhì),利用凸(tū)模的衝壓力(lì),將平板材的一部分或者全部拉(lā)入凹模型(xíng)腔內,使之成形為帶底的容(róng)器。容器的側壁(bì)與拉伸方向平行的加工,是單純的(de)拉伸加(jiā)工,而對(duì)圓錐(或角錐)形容器(qì)、半球形容器及拋物線麵容器等的拉伸加工,其中(zhōng)還(hái)包含(hán)擴形加工。
再拉伸加(jiā)工:即對一(yī)次拉伸加工無法完成的深拉伸產品,需要(yào)將拉伸加工的成形產品進行再次拉伸,以增加成形(xíng)容器的深度(dù)。
逆向拉伸加工:將前工序的拉伸工件進行反向拉伸,工件內(nèi)側變成外側,並使其(qí)外徑變小的加工。
變薄拉伸加工:用(yòng)凸模將已成形容器擠入比容器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,既消(xiāo)除壁厚偏差,又使容器表麵光滑。
使用(yòng)衝壓設備進行五金(jīn)衝壓拉伸加工(gōng)時,包括以下(xià)16種類型:
1、圓筒拉伸加工(Round drawing):
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(tuǒ)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(kuò)形狀相應變化。曲率越大的部(bù)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(biàn)形越小(xiǎo)。
3、矩(jǔ)形拉伸(shēn)加工(Rectangular drawing):
一次拉(lā)伸成形的低矩形件。拉伸時,凸緣變形區(qū)圓角(jiǎo)處的拉伸阻力大於直邊處的拉(lā)伸阻力,圓角處的變形程度大於直邊處的變形程度。
4、山形拉伸加工(gōng)(Hill drawing):
衝壓件的側壁為斜麵時,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(xíng)時側壁的不同部位變形(xíng)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(xíng)不是(shì)簡單的(de)拉伸變形,而是拉伸和脹(zhàng)形(xíng)變形同時存在的複合成形(xíng)。壓料麵上坯件的變形為拉伸變形(xíng)(徑向為拉應力,切向為(wéi)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(lā)應力)。
6、帶凸緣半球形拉伸加工(With flange hemisphere drawing):
球形件拉伸時,毛坯與(yǔ)凸模(mó)的球形頂部局部接觸,其餘大部分處於(yú)懸空(kōng)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嚴重變薄,或曲麵部分的失穩起皺。
7、法蘭(lán)盤(pán)拉伸加工(Flange drawing):
將拉伸產品的法蘭盤部分進行淺拉伸(shēn)的加工。其應力應變情況類似於壓(yā)縮翻邊。由於切向受壓應力,容易起皺,故成形極限主要受壓縮起(qǐ)皺的限(xiàn)製。
8、邊緣拉伸加(jiā)工(Flange drawing):對(duì)前工序拉伸產品的凸緣部(bù)進行角形再拉伸加工,此種加(jiā)工要求材料具有良好的塑性。
9、深度(dù)拉(lā)伸(shēn)加工(Deep drawing):
超過拉伸加工極限的拉(lā)伸加工產(chǎn)品(pǐn),需要經過兩次以上的多(duō)次拉伸方能完(wán)成(chéng)。經過前工位深(shēn)度方向拉伸加(jiā)工的產品,在深度方向進行再拉伸加工。寬凸緣拉伸件,第一次拉伸(shēn)時(shí)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(jiā)工(gōng)(Taper drawing):
h/d>0.8、α =10°~30°的深錐形件,由於深(shēn)度較大,坯料的變形程度較大,僅靠坯料(liào)與凸模接觸的局部(bù)麵積傳遞成形(xíng)力,極易引起(qǐ)坯料局部過度變薄乃至(zhì)破(pò)裂,需要經過多次過渡逐漸成形。階梯拉(lā)伸法是首先將坯料拉伸成階梯形過渡件(jiàn),其階梯(tī)外形與錐形部的內形相切,最後脹形成錐形。階梯(tī)過渡件的拉伸次數、工(gōng)藝等與階梯圓筒(tǒng)件的拉伸(shēn)相同。
11、矩形再拉伸加工(Rectangular redrawing):
多次拉伸(shēn)成形的高矩形(xíng)件,其變形不僅與(yǔ)深圓筒形件的(de)拉伸(shēn)不同,與低盒形件(jiàn)的變形也有很大差別。多工(gōng)位自動搬送壓力機進行高矩形盒件加工時,多次拉伸過程中製(zhì)件外形、尺寸伴隨拉伸高度的變化。
12、曲麵成形加工(Surface forming):
曲麵拉伸成形,使金屬平(píng)板坯(pī)料外法蘭部分縮小,內法蘭部分伸長,成為(wéi)非直壁非(fēi)平底的曲麵形狀的空心產品的(de)衝壓(yā)成形方法。
13、台階拉伸加工(Step drawing):
將左側初拉伸產品進行再拉伸加工,成形為右側的台階形底(dǐ)部。深度較深的部分在拉伸成形的初(chū)期(qī)就產生變形,深度(dù)較淺的部分在拉伸的後期產生變形。在台階變化(huà)部分的側壁易誘發切應力產生變形(xíng)。
14、反向拉伸加工(Reverse drawing):
將前工序拉伸加工的工件,進(jìn)行反向拉伸,是再拉伸的一種。反向拉伸法可增加徑向拉應力,對(duì)於防止起皺可收到較(jiào)好效果。也有可能提高再拉伸的拉伸係數。
15、變(biàn)薄拉伸加工(Ironing):
與普通拉伸不同,變薄拉伸主要是在拉伸過(guò)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,毛坯直壁部分在通過間隙時,處於較大的均勻壓應力(lì)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(róng)器表麵的光滑度,提(tí)高精度和強度(dù)。
16、麵板拉伸加工(Panel drawing):
麵板(bǎn)產品是板材衝壓件,表麵形狀複雜。在拉伸(shēn)工序中,毛(máo)坯變形複雜,其成形性質已非簡單的拉(lā)伸成形,而是拉深與(yǔ)脹形同時(shí)存在的複合(hé)成形。