拉伸成(chéng)型(xíng)加工是利用模具將平(píng)板毛坯成形為開(kāi)口空心零件的衝壓加工方法。拉伸作為主要的衝壓工序(xù)之一,應用廣泛。用拉伸工藝可以製成圓筒形、矩形、階梯形、球形、錐形、拋物線形及其他不規則形(xíng)狀的薄壁零件,如果與其他衝壓成(chéng)形工藝配合,還可製造形狀更為複雜的零件。
使用衝壓設備進行產品的拉伸成型加工,包(bāo)括:拉(lā)伸加工、再拉伸加工、逆向拉伸以及變薄拉伸加(jiā)工等。
拉伸加工:使用壓板裝置,利用凸(tū)模的衝壓力,將平板材的一(yī)部(bù)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(fāng)向平(píng)行的加工,是單純的(de)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(róng)器等(děng)的拉伸加工,其中還包含擴形加(jiā)工。
再拉伸加工:即對一次拉伸(shēn)加(jiā)工無法完成的深拉伸產品,需要(yào)將拉伸(shēn)加工(gōng)的成形產品進行再次拉伸(shēn),以增(zēng)加成形容器的深度。
逆向拉伸(shēn)加工:將前工序的(de)拉(lā)伸(shēn)工件進行反向(xiàng)拉伸,工件(jiàn)內側變成外側,並使(shǐ)其(qí)外徑變小的加工。
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凹(āo)模型腔內,使(shǐ)帶底的容器外徑(jìng)變小,同時壁(bì)厚變薄,既消除壁厚偏差,又使容器表(biǎo)麵光滑。
使用衝壓(yā)設備(bèi)進行五金衝壓拉伸加工時,包括以(yǐ)下16種類型(xíng):
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(yuán)筒側壁為軸對稱,在同(tóng)一圓周上變形均勻分布,法蘭上(shàng)毛坯產生拉深變形。
2、橢圓拉(lā)伸加工(gōng)(Ellipse drawing):
法蘭上毛坯的變形為拉伸變形,但變形量與變(biàn)形比沿輪廓形狀(zhuàng)相應變化。曲率越大的部分,毛坯的塑性變形量就越大(dà);反之,曲率越小的部分,毛坯的塑性變形越小。
3、矩形拉伸加工(Rectangular drawing):
一次拉伸(shēn)成形的(de)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(chù)的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(yā)過程中(zhōng)是懸空的,不貼模(mó),直到(dào)成形結束時才貼模。成形時側壁(bì)的不同(tóng)部位變形特(tè)點不(bú)完全相同。
5、丘形拉伸加工(Hill drawing):
丘形蓋板件在成形過程中的坯件變形不是簡單(dān)的拉伸變形,而是拉伸和(hé)脹形變形同時存在的複合成(chéng)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(lún)廓內部(特別是中心區域)坯件(jiàn)的(de)變形為脹形變形(徑向和切向均為拉應力(lì))。
6、帶凸緣半球形拉伸加工(With flange hemisphere drawing):
球形件拉伸時,毛坯與凸模的球形頂部局部接觸,其餘(yú)大部分處於懸空的不受約束的自(zì)由狀態(tài)。因此,此類球麵零件拉伸(shēn)的主要工藝(yì)問題在於局部接觸部分的嚴重變薄,或曲麵(miàn)部分的失穩起皺(zhòu)。
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伸的加(jiā)工。其應力應變(biàn)情況類似於壓縮翻邊。由於切向受壓應力,容易(yì)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)拉伸產品的凸緣部進行角形(xíng)再拉伸加工,此種加工(gōng)要求材料具有良好的塑性。
9、深度(dù)拉伸(shēn)加工(Deep drawing):
超過拉伸加(jiā)工極限的(de)拉伸加工產品,需要經過兩(liǎng)次以上的多次拉伸方能完成。經過前工位深度(dù)方向(xiàng)拉伸加工的(de)產(chǎn)品,在(zài)深度方向進(jìn)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,在其後(hòu)再拉伸時,凸緣直徑保持不變。
10、錐形拉伸(shēn)加工(Taper drawing):
h/d>0.8、α =10°~30°的深錐(zhuī)形件,由於深度較(jiào)大,坯料的變形程度較大,僅靠坯(pī)料與凸模接觸的局部麵積傳(chuán)遞成形(xíng)力,極(jí)易引起坯料局部過度變薄乃至破(pò)裂,需要經過多次過渡逐漸成形。階梯拉伸法是首先將坯料拉伸成階梯(tī)形過渡件,其階梯外形與錐形部的內形相(xiàng)切,最後脹形成錐形。階梯過(guò)渡件的(de)拉伸次數、工藝等與階梯圓筒件的拉伸相同。
11、矩形再拉伸加工(Rectangular redrawing):
多(duō)次拉伸成形的高矩形件(jiàn),其變形不僅與深圓筒形件的拉伸不同(tóng),與低盒形件(jiàn)的變形也有很大差別。多工位自動(dòng)搬送壓力機(jī)進行高(gāo)矩形盒件加工時,多次(cì)拉伸過程中製件外形、尺(chǐ)寸伴隨拉伸高度的變化。
12、曲麵成形加工(Surface forming):
曲麵拉伸成形,使金屬平板坯料外法蘭部分縮小(xiǎo),內法蘭部分伸長,成為非直壁非平底的曲(qǔ)麵形狀的空心產品的衝壓成形方法。
13、台階拉伸加工(Step drawing):
將左側初拉伸產品進(jìn)行再拉伸加(jiā)工,成形為右側的台階形底部。深度較深的部分在拉伸成形的(de)初期就產生(shēng)變形,深度較(jiào)淺的部(bù)分在拉伸的後(hòu)期(qī)產(chǎn)生變形。在台階變化部分的側(cè)壁易誘發(fā)切應力產生(shēng)變(biàn)形(xíng)。
14、反向拉伸加工(Reverse drawing):
將前工序拉伸加工的工件(jiàn),進行反向拉伸,是(shì)再拉(lā)伸的一種。反(fǎn)向拉伸法可增加徑向拉應力,對(duì)於防止起皺可(kě)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(gōng)(Ironing):
與普通拉伸不同,變薄拉(lā)伸主要是在拉伸過程中改(gǎi)變拉伸件筒壁的厚度(dù)。凸凹模之間(jiān)的間隙小於毛坯厚(hòu)度,毛坯直壁(bì)部分在通過間隙時,處於較大(dà)的均勻壓應力之(zhī)下(xià),拉(lā)伸過程中壁(bì)厚變(biàn)薄的同時,消除容器(qì)壁厚偏差,增(zēng)加容器表麵的光滑度,提高精(jīng)度和強(qiáng)度。
16、麵板(bǎn)拉伸加工(Panel drawing):
麵板產品是板材(cái)衝壓件(jiàn),表麵形狀複雜。在拉伸工序中,毛坯變形複雜,其成(chéng)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。