拉伸成型加(jiā)工是利用模具將(jiāng)平板毛坯成形為開口空心零件的衝壓加工方法(fǎ)。拉伸作為主要(yào)的衝壓工序(xù)之一,應用廣泛。用拉伸工藝(yì)可以製成圓(yuán)筒形、矩形、階梯形、球形、錐(zhuī)形、拋物線形及(jí)其他不(bú)規則形狀的薄壁零件,如果與其他衝壓成形工藝配合(hé),還可製造形狀更為複(fù)雜的零件。
使用衝壓設備進行產(chǎn)品的拉伸(shēn)成型加工,包括:拉伸加工、再拉伸加工、逆向拉伸以及變薄拉伸加(jiā)工等。
拉(lā)伸加工: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入凹模型腔內,使之成形為帶底的容器。容器(qì)的側壁與拉伸方向平行的(de)加工,是單純的拉伸加工,而對圓(yuán)錐(或角錐)形容器、半球形容器及拋物線麵容(róng)器等的拉伸加工,其中還包含擴形加(jiā)工。
再拉(lā)伸加工:即對一次拉(lā)伸加(jiā)工無(wú)法完成的深拉(lā)伸產品,需要將拉伸加工的成形產品進行再次拉伸,以增加成形容器的深度。
逆向拉伸(shēn)加工:將前(qián)工序的(de)拉(lā)伸工件進行反向拉伸,工件內側變成外側,並使(shǐ)其外徑變小的加工。
變薄拉伸加工:用凸模將已成形容器擠入比容器外徑稍小(xiǎo)的(de)凹模型腔內,使帶底的容(róng)器外徑變小,同時壁厚變薄,既消(xiāo)除壁厚偏差,又使(shǐ)容器表麵光(guāng)滑。
使用衝壓設備進行五金衝壓拉伸加工時,包括以下(xià)16種類型:
1、圓筒拉伸加工(Round drawing):
帶凸緣(法蘭)圓筒(tǒng)產品的拉伸。法蘭與底部均為平麵形狀,圓(yuán)筒側壁為軸(zhóu)對稱(chēng),在同一圓周上(shàng)變形均勻分布,法蘭上毛坯產生拉深變(biàn)形。
2、橢圓拉伸加工(Ellipse drawing):
法蘭上毛坯的變形為拉伸變形,但變形(xíng)量與變形比沿輪廓形狀相應變化。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(máo)坯的塑性變形越小。
3、矩形拉伸加工(Rectangular drawing):
一次拉伸成形的低矩形件。拉(lā)伸時,凸緣(yuán)變形區圓角處的拉伸阻(zǔ)力大於直邊處的拉(lā)伸阻力,圓角處的變形程度大於直邊(biān)處的變形程度。
4、山形拉伸加工(Hill drawing):
衝壓(yā)件的側壁為斜麵時,側壁(bì)在衝壓過程中是懸空的,不貼模(mó),直到成形(xíng)結束時才貼模。成形時側壁的不同部位變形特點不完(wán)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,而是拉伸和脹形變形同時存在的複合(hé)成形。壓料麵上坯件(jiàn)的(de)變形為拉伸變形(徑(jìng)向為拉應力,切(qiē)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)。
6、帶凸緣半球形拉伸加工(With flange hemisphere drawing):
球形件拉伸時(shí),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由狀態。因此,此類球麵零件拉伸的主要工藝問(wèn)題在(zài)於局部接觸部分的嚴(yán)重變薄,或曲麵部分的失(shī)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伸的加工。其(qí)應力(lì)應變情況類似於壓縮翻邊。由於切(qiē)向受壓(yā)應力,容易起皺,故成(chéng)形極限主要受壓縮起皺(zhòu)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(bù)進(jìn)行角形再(zài)拉伸加(jiā)工,此(cǐ)種加工要求材料具有(yǒu)良好的塑性。
9、深(shēn)度拉伸加工(Deep drawing):
超過拉伸加工極(jí)限的拉伸加工產品,需要經過兩次以上的多次拉伸方能(néng)完成。經過前工位深度方向拉伸加工的產品,在深度(dù)方向(xiàng)進行再拉伸加工。寬凸緣拉伸件,第一次拉伸時就拉伸成所要求的凸緣直徑,在其後再拉伸時(shí),凸緣直徑保持不變。
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,僅靠坯料與凸模接觸的局部麵積傳遞成形力,極易引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。階梯拉伸法是首(shǒu)先將坯料拉伸(shēn)成階梯形過渡件,其階梯外形與錐形部的內形相(xiàng)切,最後脹形成錐形。階(jiē)梯(tī)過渡件的(de)拉伸次數、工藝等與(yǔ)階(jiē)梯圓筒(tǒng)件的拉伸相同。
11、矩形再拉伸加工(Rectangular redrawing):
多次拉伸成形的高矩形(xíng)件,其變形不僅與深(shēn)圓筒形件的拉伸不同,與低盒形件的變形也有很大差(chà)別。多工位(wèi)自動(dòng)搬(bān)送壓力(lì)機進行高矩形(xíng)盒件(jiàn)加工時,多次拉伸過(guò)程中製件外形、尺寸伴隨拉伸高度的(de)變化。
12、曲麵成形加工(Surface forming):
曲(qǔ)麵拉伸成形,使金屬平(píng)板(bǎn)坯料外法蘭部分(fèn)縮小,內法蘭部分伸長,成為非直壁非平底的曲麵形狀的空心產品的衝壓成(chéng)形方法。
13、台階拉伸加工(Step drawing):
將左側初(chū)拉伸產品進行再拉伸(shēn)加工,成形為右側的台階形底部。深度(dù)較深的部分在拉伸成形的初期就產(chǎn)生變形,深度較淺(qiǎn)的部分在拉伸的後(hòu)期產生變形(xíng)。在台階變化(huà)部分的(de)側壁(bì)易(yì)誘發切應力產生變形。
14、反向拉伸加工(gōng)(Reverse drawing):
將前(qián)工序拉伸加工的工件,進行反向拉伸,是再拉伸(shēn)的一種(zhǒng)。反向拉伸法可增加徑向拉應力,對於防止(zhǐ)起皺可收到(dào)較好效果。也有可能提高再拉伸的拉伸係數(shù)。
15、變薄拉(lā)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(biàn)拉伸件筒壁的(de)厚度。凸凹(āo)模之間的間(jiān)隙小於毛坯厚度,毛坯直壁部分在通過間隙時,處於較(jiào)大的均勻壓應力之下,拉伸(shēn)過程中(zhōng)壁厚變薄的同時,消除容器壁厚(hòu)偏差,增加(jiā)容器表麵(miàn)的光滑度,提(tí)高(gāo)精度和強度。
16、麵板拉伸加工(gōng)(Panel drawing):
麵板產品是板材衝壓件,表麵(miàn)形狀複雜。在拉伸(shēn)工序中(zhōng),毛坯變形複雜,其成形性質已(yǐ)非簡單的拉(lā)伸成(chéng)形,而是拉深與脹(zhàng)形同時存在的(de)複合成形。