拉伸成型加工是利用模具将平板(bǎn)毛坯成形为开口空心零件的冲压加工方法。拉伸(shēn)作为主要的冲(chōng)压(yā)工序之一(yī),应用广泛。用拉伸工艺可以制成圆筒形、矩形、阶梯形、球形(xíng)、锥形、抛物线形及其他不规则形状的薄壁零件,如果与其他冲(chōng)压成形工艺配合,还可制造形状更为复杂的零件。
使用冲压设备进行产品的拉伸(shēn)成型加工,包(bāo)括:拉(lā)伸加工、再拉(lā)伸加工(gōng)、逆向拉伸以及变薄拉伸加工等。拉伸加工:使用压板装置,利用凸模的冲压力,将平板(bǎn)材的一部分或(huò)者(zhě)全部拉入凹模型腔内(nèi),使之成形为带底的容器。容器的侧壁与(yǔ)拉伸方向平(píng)行的加工,是单纯的拉伸加工,而对圆锥(或角锥)形容(róng)器、半(bàn)球形容器(qì)及抛物线面容(róng)器等的拉伸加(jiā)工,其中还包含扩形加工。
再拉伸加工:即对一(yī)次拉(lā)伸加(jiā)工无法完成(chéng)的深(shēn)拉伸产品,需要(yào)将拉伸加工(gōng)的成形产品进行再次拉伸,以增(zēng)加成形容器的(de)深度。
逆(nì)向拉伸加工:将(jiāng)前工序的拉伸工件进行反向拉伸,工件内侧变成外侧,并使其外径变小的加工。
变薄拉伸加工:用凸模(mó)将已成形容器挤入(rù)比容器外径稍小(xiǎo)的凹模型腔内,使带(dài)底的容器外(wài)径变小,同时壁(bì)厚变薄,既消除壁厚偏差(chà),又(yòu)使容器表面光滑。
使用(yòng)冲压设备进行五金冲压(yā)拉(lā)伸加工(gōng)时,包括以下16种类型:
1、圆筒拉伸加(jiā)工(Rounddrawing):带凸(tū)缘(法兰)圆筒产品的拉伸。法兰与底部均为平面形状,圆筒侧壁为轴对称,在同一圆周上变形均匀分布,法兰上毛坯产生拉深变形(xíng)。
2、椭圆拉伸加工(gōng)(Ellipsedrawing):法兰上毛坯的变形为(wéi)拉伸变形,但变形量与变形比沿轮廓(kuò)形状相应变化。曲率越大的部分,毛坯的塑性变形量就越大;反之,曲率越小的部分,毛坯的(de)塑性变(biàn)形越小。
3、矩形拉伸加工(Rectangulardrawing):一次拉伸成形的低矩形件。拉伸时,凸缘变形区圆角处的拉伸阻力大于直边处的拉伸阻力,圆角处的变形程(chéng)度大于直(zhí)边处的变(biàn)形程度。
4、山形拉伸加工(Hilldrawing):冲压件的侧(cè)壁为斜面时,侧(cè)壁在冲压过程中是(shì)悬空的,不贴模,直到成形结(jié)束时才贴模。成形时侧壁(bì)的不(bú)同部位变形特点不(bú)完全相同。
5、丘形拉伸加工(Hilldrawing):丘(qiū)形盖板件在成形过程中的坯件变形不是简单的拉伸变(biàn)形,而是拉伸和胀形变形同时存在的复合(hé)成形。压料面(miàn)上坯件的变形为拉伸(shēn)变形(径(jìng)向(xiàng)为拉应力,切向为压应力),而轮廓内部(特别是中心区域)坯件的变形为胀形变形(xíng)(径向和切向均为拉应力(lì))。
6、带凸缘半球形拉伸加工(Withflangehemispheredrawing):球形(xíng)件拉伸时,毛坯(pī)与凸模的球形顶部局(jú)部接触,其余大部分处于悬(xuán)空的不受约束的自由状态。因此,此类球面零件拉伸的主要工艺问题(tí)在于局部接触部分的严重(chóng)变薄,或(huò)曲面部分的失稳起皱(zhòu)。
7、法(fǎ)兰盘拉(lā)伸加工(Flangedrawing):将拉(lā)伸产品的法兰盘部分(fèn)进行浅(qiǎn)拉伸的加工。其应力(lì)应变情况类似(sì)于压缩翻边。由于(yú)切向受压应力,容易起皱,故成形极(jí)限主要受压缩起皱(zhòu)的(de)限制。
8、边缘拉伸加工(Flangedrawing):对前工序拉伸(shēn)产品的凸缘部进行角形再拉(lā)伸(shēn)加工,此种加工要求材料具有(yǒu)良好的塑(sù)性。
9、深度拉(lā)伸加工(Deepdrawing):超过拉(lā)伸加工极限的拉伸(shēn)加工产品,需要经过两次以上的多次拉伸方能完(wán)成。经过前工位深度方向拉伸加工的产品,在深度方向(xiàng)进行(háng)再拉伸加工。宽凸(tū)缘拉伸件,第一次拉伸时就拉伸成所要求(qiú)的凸缘直径,在其后再拉伸时,凸(tū)缘直径保持不变。
10、锥形拉伸加工(Taperdrawing):h/d>0.8、α=10°~30°的深锥形件,由(yóu)于深度(dù)较大,坯料的变形程度较大(dà),仅靠坯料与凸模接触的局部面积传递成形力,极易引起坯料局部过度变薄乃至破裂,需要经过多次过渡逐渐成形。阶梯拉伸法是首先(xiān)将坯料(liào)拉伸成阶梯形过渡件,其阶梯外形与锥形(xíng)部的内形相切,最(zuì)后胀形成锥形(xíng)。阶梯过渡件的拉伸次数、工艺等与阶梯圆筒(tǒng)件的拉伸相同。
11、矩形再拉伸加工(Rectangularredrawing):多次拉伸成形的高矩形件,其变形不仅与深(shēn)圆筒形件的拉伸不同,与低盒形件的变形也有(yǒu)很(hěn)大差别(bié)。图1-46为多工位自(zì)动搬送压力机进(jìn)行高矩形盒件加工时,多次拉伸过程中(zhōng)制件外形、尺寸伴随拉伸高度的变化(huà)。
12、曲(qǔ)面成形加工(Surfaceforming):曲面拉伸成形,使(shǐ)金属平板坯料外法兰部分缩小,内法兰部(bù)分伸长,成为非直壁非平底的曲面形状的空(kōng)心产品的冲压成形方法。
13、台阶(jiē)拉伸(shēn)加工(Stepdrawing):将左侧初拉伸产品进行再拉伸加工,成形为右(yòu)侧的台阶形底部。深度较(jiào)深的(de)部分在拉伸成形的初期就产生变形,深(shēn)度较浅的部分在拉伸的后期产生变形。在台阶(jiē)变化部分的侧壁易诱发切应力产生变形。
14、反向拉伸加工(Reversedrawing):将前工序拉伸加工(gōng)的(de)工件,进行反向(xiàng)拉伸(shēn),是再拉伸的一(yī)种。反向拉(lā)伸法可增加径向拉应力(lì),对于防止起皱可收(shōu)到较好效果。也有可能提高再拉伸的拉(lā)伸系(xì)数。
15、变薄拉伸加工(Ironing):与普通拉伸不同,变(biàn)薄拉伸主要是在拉伸过程中改变拉伸(shēn)件筒壁(bì)的厚度。凸凹模之间的间隙(xì)小于毛坯厚度,毛坯直壁部分在通过间隙时,处于较大(dà)的均匀压应力之下,拉伸过程中壁厚变薄的同时,消除容器壁厚偏(piān)差,增加容器表面的光滑度,提高精度和强度。
16、面板拉伸加工(Paneldrawing):面(miàn)板产品是(shì)板材冲压件,表面形状复杂。在拉伸工序中,毛(máo)坯(pī)变形复杂,其成形性质已非简单的拉伸成形,而是拉深与胀形同时存在的复合成(chéng)形。