拉伸成型加工是(shì)利(lì)用模具將平板毛坯(pī)成形為開口空心零件的衝壓加工方法。拉伸作為主要的衝壓工序之一,應用廣泛。用拉伸工藝可以製成圓筒形、矩形、階(jiē)梯形、球形、錐形、拋物線形及其他(tā)不(bú)規則形狀的薄壁零件,如果與其(qí)他(tā)衝(chōng)壓成(chéng)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(háng)產品的拉伸成型加工,包括: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(shēn)加(jiā)工:使用壓板裝置(zhì),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腔內,使之成形為帶底的容器。容器的側壁與拉伸方向(xiàng)平行的加工,是單(dān)純(chún)的拉伸加工,而對圓錐(zhuī)(或角錐)形容器、半球形容器及拋物線麵容器等的拉伸加工,其中還包含擴形加工。
再拉伸加工:即對一次拉伸加工無法完成的深拉(lā)伸產品,需要將拉伸加工的(de)成形產品(pǐn)進行再次拉伸,以增加成形容器的深度(dù)。
逆向(xiàng)拉伸加工:將前工序的拉(lā)伸工(gōng)件進(jìn)行反向拉伸,工(gōng)件(jiàn)內側變成外側,並使其外徑變(biàn)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腔內(nèi),使帶底的容器外徑變小,同時壁厚變薄,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(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(Ellipse drawing):
法蘭上毛坯的變形為拉(lā)伸變形(xíng),但變形量與變形比(bǐ)沿輪廓形狀相應變化(huà)。曲率越大的部分,毛(máo)坯的塑性變形量就越大;反之,曲(qǔ)率越小的部分,毛坯的塑性變形(xíng)越小。
3、矩形拉伸加工(Rectangular drawing):
一次拉伸成形的低矩形件。拉伸時,凸緣變形區(qū)圓角處的拉伸阻力大於直邊處(chù)的拉伸阻力,圓(yuán)角處的變形程度大於直邊處的變形程度(dù)。
4、山形拉伸加工(Hill drawing):
衝壓(yā)件的側(cè)壁(bì)為斜麵(miàn)時(shí),側(cè)壁在衝壓過程中(zhōng)是懸空的,不貼模,直到成形結束時才貼模。成形時側壁的不同(tóng)部位變形(xíng)特點不完全(quán)相同。
5、丘形拉伸加工(Hill drawing):
丘形蓋(gài)板件在成形過程中的坯件變(biàn)形不是簡單的拉伸變形,而是拉伸和脹形(xíng)變形同時(shí)存在的複合成形。壓料麵上(shàng)坯件的變形為拉伸變(biàn)形(徑(jìng)向為拉(lā)應力,切向為壓(yā)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(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(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。因此(cǐ),此類球(qiú)麵零件拉伸的主要工藝問題在(zài)於局部接觸部(bù)分(fèn)的嚴重變薄,或曲麵部(bù)分的失穩起皺。
7、法蘭盤拉伸加工(Flange drawing):
將拉(lā)伸產品的法蘭盤部分進行淺拉伸的加工。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(xíng)極限主要受壓縮起皺的限製。
8、邊緣拉(lā)伸加工(Flange drawing):對前工序拉伸產品的凸緣部進行角形再拉伸加工,此種加工要求材料具(jù)有良好的塑性。
9、深(shēn)度拉伸加工(gōng)(Deep drawing):
超過拉伸加工極限的拉伸加工產品,需要經過兩次以上的多(duō)次拉伸方能(néng)完成。經(jīng)過前工位(wèi)深度方向拉(lā)伸(shēn)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(lā)伸時就拉伸成(chéng)所要求的(de)凸緣直徑,在其後再拉伸時,凸緣直徑保持不變。
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(yǔ)凸模接觸的局部麵積傳遞(dì)成形力,極易引起坯料局部過度變薄乃至破裂,需要經過多次過渡逐漸成形(xíng)。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(yǔ)錐形部的內形相切(qiē),最後脹形成錐形。階梯過渡件的拉伸次數、工藝等與階梯(tī)圓筒件的拉伸相同。
11、矩形再拉伸加工(Rectangular redrawing):
多次拉伸成形的高矩形件,其變形不(bú)僅與深圓筒形件的拉伸(shēn)不同,與低(dī)盒形件的變形也有很大差別。多工位自動搬(bān)送壓力機進行高矩形盒件加工(gōng)時,多次拉伸過程中製件外形、尺寸伴隨拉伸高度的變化。
12、曲(qǔ)麵成形加工(gōng)(Surface forming):
曲麵拉伸成形(xíng),使金屬平板(bǎn)坯料外法蘭部分縮小,內(nèi)法蘭部分伸長,成(chéng)為非直壁非平底的曲麵形(xíng)狀的空心產品的衝壓成形方法。
13、台階拉(lā)伸加工(Step drawing):
將左側初(chū)拉伸產品進行(háng)再拉(lā)伸(shēn)加工,成形為右側的(de)台(tái)階形底(dǐ)部。深度較深(shēn)的部分在(zài)拉伸成形的初期(qī)就產生變(biàn)形,深度較淺的(de)部(bù)分在拉伸的後期產生變形(xíng)。在(zài)台階變化(huà)部分的側壁(bì)易誘發切應力產生(shēng)變形。
14、反向拉伸加工(Reverse drawing):
將前(qián)工序(xù)拉伸加(jiā)工的工件,進行反向拉伸,是再拉(lā)伸的一種。反向拉伸法可增加徑向拉應力,對於防止起皺可(kě)收到較好效果。也有可(kě)能提高再拉伸的拉伸係數。
15、變(biàn)薄拉伸加(jiā)工(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伸件筒壁的厚度(dù)。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(yú)較大的均勻壓應力之下,拉伸過(guò)程中壁厚變薄的同(tóng)時,消除容器壁厚偏差,增加(jiā)容器表麵(miàn)的光滑(huá)度,提高精度和(hé)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,毛坯變形複雜,其成形性質已(yǐ)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(xíng)。