拉伸成型加工是利用模具將平板毛坯成形為開口空心零件的衝壓加工方法。拉伸作為(wéi)主要的衝壓工序之一,應(yīng)用廣泛。用拉伸工(gōng)藝可以(yǐ)製成(chéng)圓筒形、矩(jǔ)形、階梯形、球形、錐形、拋物線(xiàn)形及(jí)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(gèng)為複雜的零件。
使用衝壓設備進行產品的(de)拉伸成型加工,包(bāo)括:拉伸加工、再拉伸加工(gōng)、逆向拉伸以及變薄拉伸加工等。拉伸加工:使(shǐ)用壓板裝置,利用凸模的衝壓力,將平板材的一部分(fèn)或者全部拉入(rù)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,是單純的拉伸加工,而對圓錐(或角(jiǎo)錐)形容器、半球形(xíng)容器(qì)及拋物線麵容器等的拉伸加(jiā)工,其中還(hái)包含擴形加工(gōng)。
再拉伸加工:即對一次拉伸加工無法完成的深拉伸產(chǎn)品,需(xū)要將拉伸加工的成形產品進行再次拉伸,以增加成形容(róng)器的深(shēn)度(dù)。
逆向拉伸(shēn)加工:將前工序(xù)的拉伸工(gōng)件進(jìn)行反向拉伸,工件內側變成外側,並使其外徑(jìng)變小的加工(gōng)。
變薄拉伸加工:用凸模將已成形容器擠入比容器外徑稍小的凹模(mó)型腔內(nèi),使帶(dài)底的容器外徑變小,同時壁(bì)厚(hòu)變薄,既消除(chú)壁厚(hòu)偏差,又使容器表麵光滑。
使用衝壓設備進行五金衝壓拉伸加工時,包括以下16種(zhǒng)類型:
1、圓筒拉伸加工(Rounddrawing):帶凸(tū)緣(法蘭)圓筒產品的拉伸。法蘭與底部(bù)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(yún)分布,法蘭上毛坯產生拉深變形。
2、橢圓拉伸加工(gōng)(Ellipsedrawing):法蘭上毛坯(pī)的變形為拉伸(shēn)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,曲率越小的部分(fèn),毛坯的塑(sù)性變形越小。
3、矩形拉伸加工(Rectangulardrawing):一次拉伸成形的低矩(jǔ)形(xíng)件。拉伸時,凸緣變形區圓角處的拉(lā)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(Hilldrawing):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(shí)側壁的不同部位變形特點不完全相同。
5、丘(qiū)形(xíng)拉伸加工(gōng)(Hilldrawing):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(ér)是拉伸和脹形變形同時存在的(de)複合成形。壓料麵(miàn)上坯件的變(biàn)形為拉伸變形(徑向(xiàng)為拉應力,切向為壓應力),而輪廓內部(特別是(shì)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(Withflangehemispheredrawing):球形件拉伸時(shí),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(shù)的自由狀態(tài)。因此,此類球麵零件拉(lā)伸的主要工藝問(wèn)題在於局部接觸部分的嚴重變薄(báo),或曲麵部分的失穩起皺。
7、法蘭盤(pán)拉伸加工(gōng)(Flangedrawing):將拉伸產(chǎn)品的(de)法蘭盤部分進行(háng)淺拉伸的加工(gōng)。其應(yīng)力應(yīng)變情況類似於壓縮翻邊。由於(yú)切向受壓應力,容易起皺,故成形極限(xiàn)主要受(shòu)壓縮起皺的限製(zhì)。
8、邊緣拉伸加工(Flangedrawing):對前工序拉伸產品的凸(tū)緣部(bù)進行角形再拉伸加工,此種加工要求(qiú)材(cái)料具有良好的塑性。
9、深度拉伸加工(Deepdrawing):超過拉伸加工極限的拉伸加工產品,需要(yào)經(jīng)過兩次以上(shàng)的多次拉伸(shēn)方能完成。經過(guò)前工位深(shēn)度方向拉伸加工的產品,在深度方向進行再拉伸加工。寬凸緣拉伸件,第一次拉伸時就拉伸成所要求的凸緣直徑,在其後再拉伸時,凸(tū)緣直徑保持(chí)不變。
10、錐形(xíng)拉伸加工(Taperdrawing):h/d>0.8、α=10°~30°的深錐形件,由於深度較大,坯料的變(biàn)形程度較大(dà),僅靠坯(pī)料與凸模接觸的局部麵積傳遞成形力,極易引起(qǐ)坯料局(jú)部過度變薄乃至破裂(liè),需要經過多次過渡(dù)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(zhuī)形部的(de)內形相切,最後脹形(xíng)成錐形。階梯過(guò)渡件的拉伸次(cì)數、工藝等與階梯圓筒件的拉伸相同。
11、矩形再(zài)拉伸加工(Rectangularredrawing):多次拉伸成形的(de)高矩(jǔ)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。圖1-46為多工位自動搬送壓力機(jī)進行高矩形盒件加工時,多次拉伸過程中製件外(wài)形、尺寸伴隨拉伸高度的變化。
12、曲麵(miàn)成形加工(Surfaceforming):曲麵拉伸成形,使(shǐ)金屬(shǔ)平板坯料外法蘭部分縮(suō)小,內法蘭部分伸長,成為非直壁非平(píng)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(gōng)(Stepdrawing):將左側初拉伸產品(pǐn)進行再(zài)拉伸(shēn)加工,成(chéng)形為右側的台階形底部。深度(dù)較(jiào)深(shēn)的部分在拉伸成形的初期就(jiù)產生變形,深(shēn)度較淺的部分在(zài)拉伸的後期產生變形(xíng)。在台階(jiē)變化部分(fèn)的側壁易誘發切應力產生變形。
14、反向拉伸加工(Reversedrawing):將前工序拉伸加工的工件,進行反向拉伸,是再拉伸的一種。反向拉伸(shēn)法可增加徑向拉(lā)應力,對於防(fáng)止起皺可收到(dào)較好效果。也有可能(néng)提高(gāo)再拉伸的拉伸係數。
15、變薄拉伸加工(Ironing):與普通拉伸不同,變薄拉(lā)伸主要是在拉伸(shēn)過程(chéng)中改變拉伸件(jiàn)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(xì)時,處於(yú)較大的均勻壓應力之下,拉伸過程中壁厚變薄的同時,消除容器壁厚偏差,增加(jiā)容器表麵的光滑度,提高精度和強度。
16、麵板拉伸加工(Paneldrawing):麵板產品是板材衝壓件,表麵形狀複雜。在拉伸工序中,毛坯變形複雜,其成形性質(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。