拉伸成型加工是利用模具將平(píng)板毛坯成形為開口空心零件(jiàn)的衝(chōng)壓(yā)加工方法。拉伸作為主要的衝壓工序(xù)之一,應用廣泛。用拉伸工藝可以製(zhì)成圓筒形、矩形、階梯形、球形、錐形、拋(pāo)物線形及其他不規則形狀的薄壁零件(jiàn),如果與其他衝壓成形工藝配合,還(hái)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伸(shēn)成型加工,包括:拉(lā)伸加工(gōng)、再拉伸加工、逆向拉伸以及變薄拉伸加工等。
拉伸(shēn)加工:使用壓板裝置,利用(yòng)凸模(mó)的衝壓力,將平板材的一部分或者全部拉入凹模型腔(qiāng)內,使之成形為帶底的容(róng)器。容器的側(cè)壁與拉伸方向平行的加工,是單純的拉伸加工,而對(duì)圓錐(或(huò)角錐)形容器、半球形容器及拋物線麵(miàn)容器等的拉伸加工,其中還包含擴形加工。
再(zài)拉伸加工:即(jí)對一(yī)次拉伸(shēn)加工無法完成的深拉伸(shēn)產品,需要將拉伸加工的成形產品進行再次拉伸,以(yǐ)增加成(chéng)形容器的深度。
逆向拉(lā)伸加工:將前工序的拉(lā)伸工件(jiàn)進行反向拉伸,工件內側變成外側,並使其外徑(jìng)變小的加工。
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型(xíng)腔內,使帶底的容器外(wài)徑變小,同時壁厚(hòu)變(biàn)薄,既消除壁厚偏差,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(kuò)以下16種(zhǒng)類型:
1、圓筒拉伸加工(Round drawing):
帶凸(tū)緣(法蘭(lán))圓筒產品(pǐn)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(tóng)一圓周上變形(xíng)均勻分布,法蘭上毛坯產生(shēng)拉深變形。
2、橢圓拉伸(shēn)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(qǔ)率越大的部分,毛坯的(de)塑性(xìng)變形量就越大;反之,曲率越(yuè)小的部分(fèn),毛坯的塑性變形越小。
3、矩形(xíng)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(chù)的拉伸阻力,圓角(jiǎo)處的變形程度大於(yú)直(zhí)邊(biān)處的變形程度。
4、山形拉伸加工(Hill drawing):
衝壓件的側(cè)壁為斜麵時,側壁在(zài)衝壓過程中是懸空的,不貼模(mó),直到成(chéng)形結束(shù)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(gài)板件在(zài)成形過程中的坯件變形不是簡(jiǎn)單的拉(lā)伸變形,而是拉(lā)伸和脹形變形同時存在的複合成形。壓料麵上坯件的變形為拉伸變形(徑向為拉應力,切向為壓應力),而輪(lún)廓內(nèi)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(yuán)半(bàn)球(qiú)形拉伸加工(With flange hemisphere drawing):
球形件拉(lā)伸時,毛坯與凸模的球形頂部局部接觸,其(qí)餘大部分處於懸空的不受約束的自由(yóu)狀態。因此(cǐ),此類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(wěn)起皺。
7、法(fǎ)蘭盤拉伸加工(Flange drawing):
將拉伸產品(pǐn)的法蘭盤部分進行淺(qiǎn)拉伸的加工。其(qí)應力應(yīng)變情況類(lèi)似(sì)於(yú)壓縮翻邊。由於切向受壓應力,容易起(qǐ)皺,故(gù)成形極(jí)限主要受壓縮起皺的限製。
8、邊緣拉伸加(jiā)工(Flange drawing):對前工序拉伸產品的凸緣部進行(háng)角形再拉伸加(jiā)工,此種加工要求材(cái)料具有良好的塑性。
9、深度拉伸加工(Deep drawing):
超過拉(lā)伸(shēn)加工極限的拉伸加工產品,需要(yào)經過兩次以上(shàng)的多次拉伸方能完(wán)成。經過前工位深度方向拉伸加工的產品,在深度方向進行(háng)再拉伸加工。寬凸緣拉伸件,第一次拉伸時就(jiù)拉伸成所要求的凸緣直徑,在其後再拉伸時,凸緣(yuán)直徑保持不變。
10、錐形(xíng)拉(lā)伸加工(Taper drawing):
h/d>0.8、α =10°~30°的深錐形件,由於深度較大,坯料的變形程度較大,僅靠坯料與凸模(mó)接觸的局部麵積(jī)傳遞成形力,極易引(yǐn)起坯料局部過度(dù)變薄乃至破裂,需要經過多次過(guò)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,其階梯外形與錐形(xíng)部的內形相切(qiē),最後脹形成錐形。階梯過渡件的拉伸次數、工藝等與階梯圓筒件的拉伸相同。
11、矩形再拉伸加(jiā)工(Rectangular redrawing):
多次拉伸成形的高矩形件,其變形不僅與(yǔ)深(shēn)圓筒(tǒng)形(xíng)件的拉伸不同,與低盒形件的變形也有很大(dà)差別。多工位自動搬送(sòng)壓力機進行高(gāo)矩形盒件(jiàn)加工時,多(duō)次(cì)拉(lā)伸過程中製件外形、尺寸伴隨(suí)拉(lā)伸高度的變化。
12、曲麵成形加工(Surface forming):
曲麵(miàn)拉(lā)伸成形,使金屬平板坯料外法蘭部分縮小,內法蘭部分伸長,成為非直壁非平底(dǐ)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(shēn)加工,成形為右側的台階(jiē)形底部。深度較(jiào)深的部分在拉伸成形的(de)初期就產生變形,深度較淺的部分在拉伸的後期產生變形。在台階變(biàn)化(huà)部分的側壁易誘發切應力(lì)產生變形(xíng)。
14、反向拉伸(shēn)加工(Reverse drawing):
將前工序拉伸加工的工件,進行反向拉伸(shēn),是再拉(lā)伸(shēn)的一種。反(fǎn)向拉伸法可增加徑向拉應力,對於防止起皺可收到較好效果。也有可能提高再拉伸的(de)拉伸係數。
15、變薄拉(lā)伸加工(Ironing):
與普通拉(lā)伸不同(tóng),變(biàn)薄拉伸主要是(shì)在拉伸過程中改變拉伸件(jiàn)筒壁的厚(hòu)度(dù)。凸凹模之間的間隙(xì)小於毛坯厚(hòu)度,毛(máo)坯直壁部分(fèn)在(zài)通過間隙(xì)時,處於較(jiào)大(dà)的均勻壓(yā)應力之下,拉伸過程中壁厚變薄的同(tóng)時,消除(chú)容器壁厚偏(piān)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,表麵形狀複雜。在拉伸工序中,毛(máo)坯變形複雜,其成(chéng)形(xíng)性質已非簡單的(de)拉伸成形,而是拉深與脹形同(tóng)時存在的複合成(chéng)形。