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。拉伸作為主要的衝壓工序之一,應用廣泛。用拉伸工藝(yì)可以(yǐ)製成圓筒形、矩形、階梯形(xíng)、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(fù)雜的零(líng)件。
使用衝壓設備進行產品的拉伸成型加工,包(bāo)括:拉伸加工、再拉伸加工、逆向(xiàng)拉伸以及變(biàn)薄拉伸加工等。
拉(lā)伸加工:使用壓板(bǎn)裝置,利用凸模(mó)的衝(chōng)壓力,將平板(bǎn)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(bì)與拉伸方向平行的加工,是單純的拉伸加工,而對圓錐(zhuī)(或角錐)形容器、半球(qiú)形容器及(jí)拋(pāo)物線麵容器等的拉伸加工,其中還包含擴形(xíng)加工(gōng)。
再拉伸加工(gōng):即對一(yī)次拉(lā)伸加工無法完成的(de)深拉伸產品,需要將拉伸加工的成形產品進行再次拉伸,以增加成形容器的深度。
逆向拉伸加工:將前工序的拉伸(shēn)工件進行反向拉伸,工件內側變成外側,並使(shǐ)其外徑變小的加工。
變薄拉(lā)伸加工:用凸模將已成形容器(qì)擠入比容器外徑稍小的凹模型腔內,使帶底(dǐ)的容器外徑變小,同時壁厚變薄,既消除(chú)壁厚(hòu)偏差,又(yòu)使容器表麵光滑。
使用衝壓設備進(jìn)行五金衝壓拉伸加工時,包括以下16種(zhǒng)類型:
1、圓(yuán)筒拉伸加工(Round drawing):
帶凸(tū)緣(法蘭)圓(yuán)筒產品的拉伸。法蘭與底部均為平(píng)麵形狀,圓(yuán)筒側壁為軸(zhóu)對(duì)稱,在同一圓周上變形均勻分布,法蘭上毛坯產生拉(lā)深變形。
2、橢圓拉伸加工(Ellipse drawing):
法蘭上毛坯的變形為(wéi)拉伸變形,但(dàn)變形(xíng)量與(yǔ)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(liàng)就越大;反之,曲率越小的部(bù)分,毛坯的塑性變形越小。
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(biàn)形區圓角處的(de)拉伸阻力大於直邊處的拉(lā)伸阻力,圓角處的變形程度(dù)大於直邊處的變形(xíng)程度。
4、山形(xíng)拉伸加工(Hill drawing):
衝壓件的側壁(bì)為斜麵時,側壁在衝壓過程中是懸空的,不貼模(mó),直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、丘形拉(lā)伸加(jiā)工(Hill drawing):
丘形蓋板(bǎn)件在成形過程中的坯件變(biàn)形不是簡單(dān)的拉伸變形,而是拉伸和脹(zhàng)形(xíng)變形同時(shí)存在的(de)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(xiàng)為壓應力),而輪廓內部(特(tè)別是中心區域)坯件的變形為脹形變形(徑向和切(qiē)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,毛坯與凸(tū)模的球形頂部局部接觸,其餘(yú)大部分處於懸空(kōng)的不受約束的自由(yóu)狀態。因此,此(cǐ)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(qǔ)麵部分(fèn)的失穩起皺。
7、法蘭(lán)盤拉伸加工(Flange drawing):
將拉(lā)伸產(chǎn)品(pǐn)的法(fǎ)蘭盤部(bù)分進(jìn)行淺拉伸的加工。其應力(lì)應變情況類似於壓縮翻邊。由於切向受壓應力(lì),容易起皺,故成形極限主要受壓縮起皺的限製。
8、邊緣拉伸加工(Flange drawing):對前工序(xù)拉伸產品的凸(tū)緣部進行角(jiǎo)形再拉伸加工,此種加工要求(qiú)材料具有良好的塑性。
9、深度(dù)拉伸加工(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次拉伸方能完(wán)成。經過前(qián)工位(wèi)深度(dù)方向拉(lā)伸(shēn)加工(gōng)的產品,在深度(dù)方向進行再(zài)拉伸加工。寬凸(tū)緣拉伸件,第一(yī)次(cì)拉伸時(shí)就拉伸成所(suǒ)要求的凸緣直(zhí)徑,在(zài)其後再拉伸時,凸(tū)緣直徑保持不變(biàn)。
10、錐形拉伸加工(Taper drawing):
h/d>0.8、α =10°~30°的深錐(zhuī)形件,由於深度較大,坯料的變形程(chéng)度較大,僅靠坯料與凸模接觸的局部麵積傳遞成形力(lì),極易引起坯(pī)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(jiāng)坯料拉伸成階梯形過渡件,其階梯外形與錐(zhuī)形部的內形相切,最後脹形成(chéng)錐形。階梯過渡件的拉伸次數、工藝等與(yǔ)階梯圓筒(tǒng)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,其變形不僅與深圓筒形件的拉伸不同,與低盒(hé)形件(jiàn)的變形(xíng)也有很大差別。多工位(wèi)自動搬送壓力機進行高矩形盒件加工時,多次拉伸過程中製件外形、尺(chǐ)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)屬平板坯料外法蘭(lán)部(bù)分縮小,內法蘭部分伸長,成為非直(zhí)壁非平(píng)底的曲麵形狀的空心產品(pǐn)的衝壓成形方法。
13、台階拉伸加工(Step drawing):
將左側(cè)初拉伸產品進行再拉(lā)伸加工,成形為右側的台階形底部。深度較深(shēn)的部分在拉伸(shēn)成形的初期就產生(shēng)變形,深度較淺的部分在拉伸的後期(qī)產生變形。在台階變化部分的側壁易誘發切應力產生變形。
14、反向拉伸加工(Reverse drawing):
將前工序拉伸加工(gōng)的(de)工件,進行反向拉伸,是再拉伸的一種。反向拉伸法可增加徑(jìng)向拉應力,對於防止起皺可收到(dào)較好效果。也有可能提高再拉伸的拉伸係數。
15、變薄拉伸加工(Ironing):
與普通(tōng)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(dù),毛坯直壁部(bù)分在通過間隙時,處於較大的均勻壓應力(lì)之下,拉伸過(guò)程中壁厚變(biàn)薄的同時,消除容(róng)器壁(bì)厚偏差,增加容器表麵的光(guāng)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(xíng)狀複雜。在拉伸(shēn)工序(xù)中,毛坯變形複(fù)雜,其成形(xíng)性質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(xíng)。