拉伸成型加工是利用(yòng)模具將平板(bǎn)毛坯成形為開口空心(xīn)零件(jiàn)的衝壓加工方法。拉伸(shēn)作為主要的衝(chōng)壓工序之一,應用廣泛。用拉伸工藝可以製成圓筒(tǒng)形、矩形(xíng)、階梯形、球形、錐形、拋物線形及其他(tā)不規(guī)則形(xíng)狀的(de)薄壁零件(jiàn),如果與其他衝壓成(chéng)形工藝配合(hé),還可製造形狀更為複雜的零件。
使用衝(chōng)壓設備進行產品的拉伸成型加工,包括:拉伸加工、再拉伸(shēn)加工、逆向(xiàng)拉伸以及變薄拉伸(shēn)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(píng)板材(cái)的一部分(fèn)或者全部拉入凹模型腔內,使之成(chéng)形為帶底的容器(qì)。容器的側(cè)壁與拉(lā)伸方向平行的加工,是單純的拉伸加工,而對圓錐(或角錐)形容器、半球形容器及拋物線(xiàn)麵容器等的拉伸加(jiā)工,其中還包(bāo)含擴形加工。
再(zài)拉伸加工:即對一次拉伸加工(gōng)無法完成的深拉伸產品,需要將拉伸加工的成形產品進行再次拉伸,以增加成形容(róng)器的深度(dù)。
逆(nì)向拉伸加工:將前(qián)工序的拉伸工件進行反向拉伸,工件內(nèi)側變(biàn)成外側,並使其外徑(jìng)變小的加(jiā)工。
變薄拉伸加工:用凸模將已成形(xíng)容器擠入比容器外徑稍小的(de)凹模型腔內,使帶底的容器外徑變小,同時壁厚變薄,既消除壁厚偏差,又(yòu)使(shǐ)容器表麵(miàn)光滑。
使用衝壓設備進行五金衝壓(yā)拉伸(shēn)加工時,包括以下(xià)16種類型:
1、圓(yuán)筒拉伸加工(Round drawing):
帶凸緣(法蘭)圓筒產品(pǐn)的拉伸。法蘭與底部均(jun1)為平麵形(xíng)狀,圓筒側壁為軸對稱,在(zài)同一圓(yuán)周上(shàng)變形均勻分布,法(fǎ)蘭上毛坯產生拉深變形。
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形狀相(xiàng)應變化。曲(qǔ)率越大的(de)部分(fèn),毛坯的塑性變形量(liàng)就越大;反(fǎn)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(yī)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的拉伸阻力,圓角處的(de)變形程度大於直邊處的(de)變形程度。
4、山形拉伸加工(Hill drawing):
衝壓件(jiàn)的側壁(bì)為斜麵時,側壁在衝壓過程中是(shì)懸空(kōng)的(de),不(bú)貼模,直到成形結束時才貼(tiē)模。成形時側壁的(de)不同部(bù)位變形特點不完全相同。
5、丘形拉伸加工(Hill drawing):
丘(qiū)形蓋板(bǎn)件在成形過程中(zhōng)的坯件變形不是簡單的(de)拉伸(shēn)變(biàn)形,而是拉伸和脹形變形同時存在的(de)複合成形。壓料麵上坯件的變形為拉(lā)伸變形(徑向為拉(lā)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(jìng)向和切向(xiàng)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(mó)的球形頂部局部接觸,其餘大(dà)部分處於懸空的不受約束的自(zì)由狀態。因此,此類球麵(miàn)零件拉伸的(de)主要工藝問題在於局部接(jiē)觸部分的(de)嚴重變(biàn)薄,或曲麵部分的失穩起皺。
7、法蘭盤拉伸加工(Flange drawing):
將拉伸產品的法蘭盤部分進行淺拉(lā)伸的加工。其應力應變情況類似(sì)於壓縮(suō)翻邊。由於切(qiē)向受壓應力,容易起皺,故成形極限主要受壓縮起皺的限製。
8、邊緣拉伸(shēn)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有良好的塑性。
9、深度拉伸加工(gōng)(Deep drawing):
超(chāo)過拉伸加工極限的拉伸加工產品,需要(yào)經過兩(liǎng)次以上的(de)多次拉伸方能完成。經(jīng)過前工位深(shēn)度方向(xiàng)拉伸加工的產(chǎn)品,在深度方向進行再拉伸(shēn)加工。寬凸緣拉伸件,第一次(cì)拉伸(shēn)時就拉伸成所要(yào)求的凸緣直徑,在其後再拉伸時,凸緣(yuán)直徑保持不變。
10、錐形拉伸加工(Taper drawing):
h/d>0.8、α =10°~30°的深(shēn)錐形件,由於(yú)深度較(jiào)大,坯料(liào)的變形程度較大,僅靠坯料與凸模(mó)接觸的局部麵積傳遞成形力,極(jí)易引起坯料局部過度變薄乃至破裂,需要經過(guò)多次過渡逐漸成形。階梯拉伸法是首先將坯(pī)料(liào)拉伸成階(jiē)梯形過渡件,其階梯外形與錐(zhuī)形部(bù)的內形相切,最(zuì)後(hòu)脹形成(chéng)錐形(xíng)。階梯過渡件的拉伸次數、工藝等與階梯圓(yuán)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(gāo)矩(jǔ)形件(jiàn),其變(biàn)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。多(duō)工位自動(dòng)搬送壓力機進(jìn)行高矩形盒件加工時,多次拉伸過程(chéng)中製件(jiàn)外形、尺寸伴隨拉伸高度的(de)變(biàn)化。
12、曲麵成形加工(Surface forming):
曲麵拉伸成形,使金屬平板坯料外(wài)法蘭部(bù)分縮小,內法蘭部分伸長,成為非(fēi)直壁非平底(dǐ)的曲麵形狀(zhuàng)的(de)空心產品的衝(chōng)壓成形方法。
13、台(tái)階拉伸加(jiā)工(gōng)(Step drawing):
將左側初拉伸產品進行再拉伸加工,成(chéng)形為(wéi)右側(cè)的(de)台(tái)階形底部。深度較深的(de)部分在拉伸成形的初期就產生變形,深度較淺的部(bù)分在(zài)拉伸的後期產生變形。在台階變(biàn)化部分的側壁易誘(yòu)發切應力產生變形。
14、反向拉伸加工(Reverse drawing):
將前工序拉伸加工的工件,進行反向拉伸,是再拉伸的一種。反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拉伸係數。
15、變薄拉伸加工(gōng)(Ironing):
與普通拉伸不(bú)同,變薄拉伸主要是在(zài)拉伸過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,毛坯直壁部分在通過間隙時,處於較大的均勻壓應力之下,拉伸過程中壁厚(hòu)變薄的同時,消除容器壁厚偏差,增加容器表麵的光(guāng)滑度,提高精度和強度(dù)。
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(shēn)工序中,毛坯變形複雜,其(qí)成形性質已非簡(jiǎn)單的拉伸成形(xíng),而是(shì)拉深與脹形同(tóng)時(shí)存在的複合成形。