拉伸成型(xíng)加工是利用模具將平板毛坯成形為開口空心零件的衝壓(yā)加工方法。拉伸作為主要的衝(chōng)壓工序之一,應用廣泛。用拉伸工藝可以製成圓筒形、矩形、階梯形、球形、錐形、拋物線形及其他不規(guī)則形狀的薄壁零件,如(rú)果與其他衝壓成形工藝配合,還可製(zhì)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,包括:拉伸(shēn)加工、再拉伸加工、逆向拉伸以及變薄拉伸加工等。
拉伸(shēn)加工:使用壓板裝置,利用凸模的衝壓力,將平板材的一部分或者全部拉(lā)入凹模型腔(qiāng)內,使之成形為帶底的容器(qì)。容(róng)器的側壁與拉伸方向平行的加工,是單純(chún)的拉伸加工,而對(duì)圓錐(或角錐)形容器、半球形容器及拋(pāo)物線(xiàn)麵容器等的拉伸加(jiā)工,其中(zhōng)還包含擴形加工。
再拉伸加工:即對一次拉伸加工無法完成的深拉伸產品,需要將(jiāng)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。
逆向(xiàng)拉(lā)伸加工:將前工序的(de)拉伸工件進(jìn)行反(fǎn)向(xiàng)拉(lā)伸,工(gōng)件內側變成外側(cè),並使其外徑變小的加工。
變薄拉伸加工:用凸模(mó)將已成形容器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,既消除壁厚偏差,又使(shǐ)容器表麵光滑。
使用衝壓設備進(jìn)行五金衝壓拉伸加工時(shí),包括以(yǐ)下(xià)16種類型:
1、圓筒拉伸(shēn)加工(Round drawing):
帶凸(tū)緣(法蘭)圓筒產品的拉伸。法蘭(lán)與底部均為平麵形(xíng)狀,圓筒側壁為軸對稱,在同一圓周上變形均勻分(fèn)布,法蘭上毛坯產生拉深變形。
2、橢圓拉伸加工(Ellipse drawing):
法蘭上毛坯(pī)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(lǜ)越大的部分,毛坯的塑性變形量就越大;反之,曲率越小的部分,毛坯的(de)塑性變(biàn)形越小。
3、矩(jǔ)形拉伸加工(Rectangular drawing):
一次拉伸成形的(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(lì),圓角處的變(biàn)形程度大於直邊處的(de)變形程(chéng)度。
4、山(shān)形拉伸加工(Hill drawing):
衝壓件的側壁為斜麵時,側(cè)壁(bì)在衝壓過程中是懸空的,不貼模,直到成形結束時才貼模(mó)。成形時側(cè)壁的不同部位變(biàn)形特(tè)點不完全相同。
5、丘形拉伸加工(Hill drawing):
丘形(xíng)蓋板件在成形過程中(zhōng)的坯件變形不是簡單的拉伸變形,而(ér)是拉伸和脹形變形同時(shí)存在的複合(hé)成形。壓(yā)料麵上坯件的變形為拉伸變(biàn)形(徑向為拉應力,切向為壓(yā)應力),而輪廓內部(特別是中心區域)坯件的變形為脹形變形(徑向和切向均為拉應力(lì))。
6、帶(dài)凸緣半球形(xíng)拉伸加工(With flange hemisphere drawing):
球(qiú)形件拉(lā)伸(shēn)時,毛坯與凸模的球形頂部局部接觸,其餘大部分處於(yú)懸空的不受約束的(de)自由狀態。因此(cǐ),此類球麵(miàn)零件拉伸的主要工藝問題在於局部接觸(chù)部分的(de)嚴(yán)重變薄,或曲(qǔ)麵部分(fèn)的失穩起皺。
7、法蘭盤拉伸加工(Flange drawing):
將拉伸產品(pǐn)的法蘭盤部分進行(háng)淺拉伸的加工。其應力應變情況類似於壓(yā)縮翻(fān)邊(biān)。由於(yú)切向(xiàng)受壓應力,容易起皺,故成形極(jí)限主要受壓縮起皺的限(xiàn)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再拉伸加工,此種加工要求材料具有良好(hǎo)的塑(sù)性。
9、深度(dù)拉伸加工(Deep drawing):
超過(guò)拉伸加工極限的拉伸加工產品,需要經(jīng)過兩次(cì)以上的多次拉伸(shēn)方能完成。經過(guò)前工位(wèi)深度方向拉伸加工的產品,在深度方向進行再拉伸加(jiā)工。寬凸緣拉伸件,第一次(cì)拉伸時就拉伸成所要求的凸緣直徑(jìng),在(zài)其後再拉伸時(shí),凸(tū)緣(yuán)直(zhí)徑保持不變。
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,僅靠坯料與凸模接(jiē)觸的局部麵(miàn)積傳遞成形力,極易(yì)引(yǐn)起坯料局部過度變薄乃至破裂,需要經過多次過渡逐漸成形。階梯拉伸(shēn)法(fǎ)是首先將坯料拉伸成階梯形過渡(dù)件,其階(jiē)梯外形與錐形部的內形相切,最後脹形成錐形。階梯(tī)過渡件的拉伸(shēn)次數、工(gōng)藝等與階梯圓筒件的拉伸相同。
11、矩形再拉伸加(jiā)工(Rectangular redrawing):
多次拉伸成形的高矩形件,其變(biàn)形不僅與深(shēn)圓筒形件的拉伸(shēn)不(bú)同,與低盒形件的變形也有很大差別。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、尺寸(cùn)伴隨拉伸高度的變化。
12、曲麵成形加工(Surface forming):
曲麵拉伸成形(xíng),使金(jīn)屬平板坯料外法蘭部分縮(suō)小(xiǎo),內法蘭部分伸長,成為非直(zhí)壁非平底的曲麵形狀的空心產品(pǐn)的衝壓成形(xíng)方法。
13、台階拉伸加工(Step drawing):
將左側(cè)初拉伸產品進行再拉伸加工,成形為右側的台階形底(dǐ)部。深度較深的部分(fèn)在拉(lā)伸成形的初(chū)期就產生變形,深度較淺的部分(fèn)在拉伸的後期產生變形。在台階變化部分的側壁易誘發切應力產生變形(xíng)。
14、反向拉伸加(jiā)工(Reverse drawing):
將前工序拉伸加工的工件,進行(háng)反(fǎn)向拉伸(shēn),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(qǐ)皺可收到較好效果。也有(yǒu)可能提高再拉伸的拉伸係數。
15、變薄拉伸加工(Ironing):
與普通拉伸不同,變薄拉伸主要是在拉伸過程中改變拉伸件筒壁的厚度(dù)。凸凹模(mó)之間(jiān)的間(jiān)隙小於毛坯厚度(dù),毛坯直壁部分在通過間(jiān)隙時,處於(yú)較大的均勻壓應力之下,拉伸過(guò)程中(zhōng)壁厚(hòu)變薄的同時(shí),消除容器壁厚偏差,增加容器表麵的光滑度,提高精度和強(qiáng)度。
16、麵板拉伸加工(Panel drawing):
麵板產品是板材衝壓件(jiàn),表麵形狀複(fù)雜。在拉伸工序中,毛坯變形複雜,其成形(xíng)性質已非簡單的拉伸(shēn)成形,而是拉深與脹(zhàng)形同時存在的複合成形(xíng)。