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(fāng)法。拉(lā)伸作為主要的衝壓(yā)工序之一,應用廣(guǎng)泛。用拉伸工藝可以製成(chéng)圓筒形、矩形、階梯形、球形(xíng)、錐形、拋物線形及其(qí)他不規則形狀(zhuàng)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雜的零件。
使用衝壓(yā)設備進行(háng)產品(pǐn)的拉伸成型(xíng)加工,包括:拉伸加工(gōng)、再拉伸(shēn)加工(gōng)、逆向(xiàng)拉伸以及變薄拉伸加工(gōng)等。
拉伸加工:使用壓板裝(zhuāng)置,利用凸模的衝壓力,將平板材的一部分或者全部拉入凹模型(xíng)腔內,使(shǐ)之成(chéng)形為帶底的容器。容器的側壁與拉伸方向平(píng)行的加(jiā)工,是單純的拉伸加(jiā)工,而對圓錐(或角(jiǎo)錐)形容器、半球形(xíng)容器及拋物線麵(miàn)容器等的拉伸(shēn)加工,其中還包(bāo)含擴形(xíng)加工(gōng)。
再拉伸加工:即對一次拉(lā)伸加工無法完成(chéng)的深拉伸產品,需要將拉伸加工的成(chéng)形產品進行再次拉伸,以增加成形容器的深度。
逆向(xiàng)拉(lā)伸加工:將前工序的拉伸(shēn)工件進行反向拉(lā)伸,工件內側變成(chéng)外側,並使其外徑變小的加工。
變薄拉伸加工:用凸模將已成形容器擠入比(bǐ)容器外徑稍小的凹模(mó)型腔(qiāng)內,使帶底的(de)容器外徑(jìng)變小,同時(shí)壁厚變薄,既消除壁厚偏差,又使容器表(biǎo)麵光滑。
使用衝壓設備進行五金衝壓拉伸加工時,包括以下(xià)16種類型:
1、圓筒拉(lā)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(yuán)筒側壁為軸對稱,在同一圓周上變形均勻(yún)分布,法蘭上毛坯產(chǎn)生拉深變(biàn)形。
2、橢圓拉伸加工(Ellipse drawing):
法蘭(lán)上毛坯的變形為拉伸變形,但變形量(liàng)與變(biàn)形(xíng)比沿輪廓形狀相應(yīng)變化(huà)。曲率越大的部分,毛坯的塑性變形量就越大;反之(zhī),曲率越小的部分,毛坯的塑性變形越(yuè)小。
3、矩形拉伸(shēn)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(shēn)阻力(lì)大於直邊處的拉伸阻力,圓角(jiǎo)處的變形程度大(dà)於直邊處的變形程度。
4、山形拉伸加(jiā)工(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(zhí)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(xíng)拉伸加(jiā)工(Hill drawing):
丘形蓋板(bǎn)件在成形過程中(zhōng)的坯(pī)件變形不是簡單的拉伸變形,而是拉伸和(hé)脹形變形同時存在的複合成形。壓料麵上坯件的變(biàn)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(jiàn)的變形為脹形變形(徑向和(hé)切向均為拉應力)。
6、帶凸緣半球形拉伸加工(With flange hemisphere drawing):
球形件拉伸時,毛坯與(yǔ)凸模的球(qiú)形(xíng)頂部局部接觸,其餘大部分處(chù)於懸空的不受約(yuē)束的(de)自由狀態。因此(cǐ),此類球麵零件拉伸的主要工藝問題在於(yú)局部接觸部分的(de)嚴重變薄(báo),或曲麵部分的失穩起皺。
7、法蘭盤拉伸加工(Flange drawing):
將拉(lā)伸產品的法蘭盤(pán)部分進行淺拉伸(shēn)的加工。其應力應變情況(kuàng)類似於壓(yā)縮翻邊。由於切向受壓應(yīng)力,容易起(qǐ)皺,故成形極限主(zhǔ)要受壓縮起(qǐ)皺的限製。
8、邊緣拉伸加工(Flange drawing):對前工序拉伸產品的凸緣(yuán)部進(jìn)行角形再拉伸加(jiā)工,此種加(jiā)工要求材料(liào)具有良(liáng)好的塑性。
9、深(shēn)度拉(lā)伸(shēn)加工(Deep drawing):
超(chāo)過拉伸加工極限的拉伸(shēn)加工產品,需要經過兩次以上的多次拉伸方能完(wán)成(chéng)。經過前工位深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(qí)後再拉伸時,凸緣直徑保(bǎo)持(chí)不變。
10、錐(zhuī)形拉伸加工(Taper drawing):
h/d>0.8、α =10°~30°的深錐形件(jiàn),由於深度較大,坯料的變形程度較大,僅靠坯料與凸模(mó)接觸的局(jú)部麵積傳遞成形力(lì),極易引起坯(pī)料局部過度變薄乃(nǎi)至破裂(liè),需要經過(guò)多次過渡逐漸成形。階梯拉伸法是首先將坯料(liào)拉伸成階梯形過渡件,其階梯外形與錐形部的內形相切,最後脹形成(chéng)錐(zhuī)形。階(jiē)梯過渡(dù)件的(de)拉伸次數、工藝等(děng)與階梯圓筒件的拉伸相同(tóng)。
11、矩形再拉伸加工(Rectangular redrawing):
多(duō)次拉伸成形的高矩形(xíng)件,其(qí)變形(xíng)不僅與深圓(yuán)筒形件的拉伸不同(tóng),與低盒形件的變形也有很大差別(bié)。多工位自動搬送壓力機進行高矩形盒件加(jiā)工時,多次拉伸過(guò)程中製件外形、尺寸伴隨拉伸高度(dù)的變化。
12、曲麵成形加工(Surface forming):
曲麵拉伸成形,使金(jīn)屬平板(bǎn)坯料外法蘭(lán)部分縮小,內法蘭部分伸(shēn)長,成為非直壁非(fēi)平底的曲麵形狀的空心產品的衝壓成形(xíng)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部(bù)。深度較深的部分在拉伸成形的初(chū)期就產生變形,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(de)側壁易誘發切應力(lì)產生變形。
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(lā)伸,是再拉伸的(de)一種(zhǒng)。反向拉伸法可增加徑向拉應力,對(duì)於防止起皺(zhòu)可(kě)收到較好效果。也有可能提(tí)高再拉(lā)伸的拉伸(shēn)係數。
15、變(biàn)薄(báo)拉伸加工(gōng)(Ironing):
與普通拉伸不同,變薄拉伸主要(yào)是在拉伸過程中改變拉(lā)伸件(jiàn)筒壁的厚度。凸凹模之間的間隙小於毛坯厚度,毛(máo)坯直壁部分(fèn)在通過間隙時,處於(yú)較大的均勻壓(yā)應力之下,拉伸過程中壁厚變薄的同時,消除容器(qì)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(chōng)壓件,表麵形狀複雜。在(zài)拉伸工序中,毛(máo)坯(pī)變形複雜(zá),其成形性質(zhì)已非簡單的拉(lā)伸成形,而是拉深與脹形同時存在的複(fù)合(hé)成形(xíng)。