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(de)衝壓加(jiā)工方法。拉伸作為主要的衝壓(yā)工序之一(yī),應用廣泛。用拉伸工藝可以製成圓筒形、矩形、階梯形(xíng)、球形、錐形、拋物線形及其他不規則形狀(zhuàng)的薄壁零件,如果與其他衝壓成形工藝配合,還可製造形狀更為複(fù)雜的零件。
使(shǐ)用衝壓設備進行產品的拉(lā)伸成型加工,包括:拉(lā)伸加工、再拉伸(shēn)加工、逆向(xiàng)拉伸以及變薄拉伸加工等。
拉伸加工:使用壓板裝置,利用凸模的衝壓力,將平板材的一(yī)部分或者全部拉入凹模型腔內,使之(zhī)成形(xíng)為帶底的容器。容器的側壁與拉伸(shēn)方向平行的加工,是單純的拉伸加工,而對(duì)圓錐(或角錐)形容器、半球形(xíng)容器及拋物線麵容器等的拉伸加工,其(qí)中(zhōng)還包(bāo)含擴形加工。
再(zài)拉伸加工:即對一次拉伸(shēn)加工無法完成的深拉伸產(chǎn)品,需要將拉伸加工的成形產(chǎn)品(pǐn)進行再次拉(lā)伸,以增加成形容器的深(shēn)度。
逆向(xiàng)拉伸加工:將前工序(xù)的(de)拉伸工件進行反向拉伸,工件內側變(biàn)成外側,並使其(qí)外徑變小(xiǎo)的加工。
變薄拉伸加工:用凸模將已(yǐ)成形容器擠入比容器外徑稍小的凹模型腔內,使帶底的容器(qì)外(wài)徑(jìng)變小,同時(shí)壁厚變薄,既消除壁(bì)厚偏差,又使容器表麵光(guāng)滑。
使用衝壓設備進行(háng)五金衝壓拉(lā)伸加工時,包括以下16種類型:
1、圓筒(tǒng)拉伸加工(Round drawing):
帶凸緣(法蘭)圓筒產品的拉伸。法蘭(lán)與底部均為(wéi)平麵(miàn)形狀,圓筒側(cè)壁為軸對稱,在同(tóng)一圓周上變形均勻分(fèn)布,法蘭上毛坯產生(shēng)拉深變形。
2、橢圓拉伸加工(Ellipse drawing):
法蘭上毛坯的變形為(wéi)拉伸變形,但變形量與變形比沿輪廓形(xíng)狀相應變(biàn)化。曲率越大的部分,毛坯的塑性變形量就越大;反(fǎn)之,曲率越小的部分,毛坯(pī)的塑性變形越小。
3、矩形拉伸加工(Rectangular drawing):
一次拉伸成形的(de)低矩形件(jiàn)。拉伸時,凸(tū)緣變形區圓角處的拉伸阻力大於直邊處的拉(lā)伸阻力,圓角處的變形(xíng)程度大於直邊處的變形程(chéng)度。
4、山形拉伸加工(Hill drawing):
衝壓件的側壁為斜麵時,側壁在衝壓過程中是(shì)懸空的,不貼模,直到成形結(jié)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、丘形拉伸加工(Hill drawing):
丘形蓋板件在成形過程中的坯件(jiàn)變形不是簡單的拉伸變形,而是拉伸(shēn)和脹形變形同時存在的複合成形。壓料麵上坯件的變形為拉伸變形(徑向為拉應力,切向為壓應力),而輪廓內部(特別是中心區域)坯件的變形為脹形(xíng)變形(徑向和切(qiē)向均為拉應力)。
6、帶凸緣半球(qiú)形拉伸加工(With flange hemisphere drawing):
球形件拉伸時,毛坯與(yǔ)凸模的球形頂部局(jú)部接觸,其(qí)餘大部(bù)分處於懸(xuán)空(kōng)的不受約束(shù)的自由狀態。因此,此類球麵零件拉伸的主(zhǔ)要工藝問題在於局部接(jiē)觸部(bù)分的嚴重變薄,或曲麵部分的(de)失穩起皺。
7、法蘭盤(pán)拉伸加工(Flange drawing):
將拉(lā)伸產品的法蘭盤部分進行淺(qiǎn)拉伸的加工。其應力應變情況(kuàng)類似於壓縮翻邊。由於切向受壓(yā)應力,容易起皺,故成形極限主要受壓縮起皺(zhòu)的限製。
8、邊緣拉伸加工(Flange drawing):對前工序拉伸產品的(de)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(lā)伸加工(Deep drawing):
超過拉(lā)伸加(jiā)工極限的拉伸加(jiā)工產品,需要經過兩次以上的多次拉伸方能完成。經過前工位深度(dù)方向拉伸加(jiā)工的(de)產品,在深度方向進行再拉伸加工。寬凸(tū)緣拉伸件,第一次拉伸時就拉伸成所要求(qiú)的凸緣直徑,在其後再拉伸時,凸緣直徑保持不(bú)變。
10、錐形拉伸加工(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(dà),僅靠(kào)坯料與凸模接觸的局部麵積傳遞成形力,極易引起坯料局(jú)部過(guò)度變薄乃至破(pò)裂,需要經過多次過渡(dù)逐漸成(chéng)形(xíng)。階(jiē)梯拉伸法是首先將坯(pī)料(liào)拉伸成階梯形過(guò)渡件,其階梯外形與錐形部的內(nèi)形相切(qiē),最後脹形成錐形。階梯過渡件的拉伸次數、工(gōng)藝等與階梯圓筒件(jiàn)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(jiàn),其變形不僅(jǐn)與深圓筒形件的拉伸不同,與(yǔ)低盒形件的變(biàn)形也有很大差別。多(duō)工位自動搬送壓(yā)力機進行高矩形盒件加工時,多次拉伸(shēn)過程中製件外形、尺寸伴隨拉伸高度的變化。
12、曲麵成形加工(Surface forming):
曲(qǔ)麵拉伸成形(xíng),使金屬平板坯料外(wài)法蘭部分縮小,內法蘭部分(fèn)伸長,成為非直壁非平底的曲麵形狀的空心產品(pǐn)的衝壓成形(xíng)方法(fǎ)。
13、台階拉伸加工(Step drawing):
將左側初拉伸產品進行再拉伸加工,成形為右側(cè)的台階形底部。深度較深的部分在拉伸成形的(de)初期就產生變形,深度(dù)較淺的(de)部分在拉伸(shēn)的後期產生變形。在台階(jiē)變化部分的側壁(bì)易(yì)誘發切應力產生變形。
14、反向拉伸加工(Reverse drawing):
將前工序拉伸加工的工件,進行反(fǎn)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(qǐ)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(lā)伸(shēn)加工(Ironing):
與普通拉伸不同,變薄(báo)拉(lā)伸主要是在拉伸過程中改變拉伸件(jiàn)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(báo)的同時,消除容器壁厚偏差,增(zēng)加容器表麵的光滑度(dù),提高精度和強度。
16、麵板拉(lā)伸加工(Panel drawing):
麵板產品是板材衝壓件(jiàn),表麵形狀複雜。在拉伸工序中,毛坯變形複雜,其成形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。