拉伸成型加工是利用模(mó)具將平板毛坯成形為開口空心零件的衝壓加工方法。拉伸作為主要的(de)衝壓工序之一,應用廣泛。用拉伸工藝可以(yǐ)製成圓筒形、矩形、階梯形、球形、錐形、拋物線形(xíng)及其他不規則形狀(zhuàng)的薄壁零件,如果與(yǔ)其(qí)他衝壓成形工藝配合,還(hái)可製造形狀更為複雜的零(líng)件。
使用衝壓設備進行產品的拉伸成型加工,包括:拉伸加工、再拉伸加工(gōng)、逆向拉(lā)伸以及變(biàn)薄拉伸加工等。拉伸加工:使用壓板裝置,利用凸模(mó)的衝壓力(lì),將(jiāng)平(píng)板(bǎn)材的一部分或者全(quán)部拉入凹模型(xíng)腔內,使之成形為帶底(dǐ)的容器。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(ér)對圓(yuán)錐(或角錐)形(xíng)容器、半球形容器及(jí)拋物線麵容器等的拉伸加(jiā)工,其中還(hái)包含擴(kuò)形加工。
再拉伸加工:即對一次拉伸加工無法完成的(de)深拉(lā)伸產品,需要將拉伸加工的(de)成形產品進行再次拉(lā)伸,以增加成形容器的深度。
逆向拉伸加工:將(jiāng)前工序的拉伸工件進行反向拉伸,工件內(nèi)側變成外側,並使(shǐ)其(qí)外(wài)徑變小的加工。
變(biàn)薄拉(lā)伸加工:用凸模將已成形容器擠入比容(róng)器外徑稍小的凹模型腔內,使帶底的容器外徑變小,同時(shí)壁厚變薄,既消除壁厚偏差,又使(shǐ)容器表(biǎo)麵光滑。
使用衝(chōng)壓設(shè)備進行五金衝壓拉伸加工時,包(bāo)括以下16種類型:
1、圓筒拉伸加工(Rounddrawing):帶凸緣(法蘭)圓筒(tǒng)產品的(de)拉伸。法蘭與底部(bù)均為平麵形狀,圓筒側壁為軸對稱,在同一圓周上變形均勻分布,法蘭上(shàng)毛坯產生拉深變形。
2、橢圓拉伸加工(Ellipsedrawing):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應變化(huà)。曲率越大的部(bù)分,毛坯的塑性變形(xíng)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(Rectangulardrawing):一次拉伸成形的低矩形件。拉伸時,凸緣變形區圓角(jiǎo)處的(de)拉伸阻力大於直邊處的拉伸阻(zǔ)力,圓角處(chù)的變形程度大於直邊處的變形程度。
4、山形拉伸加(jiā)工(Hilldrawing):衝壓件的側壁為斜麵時(shí),側(cè)壁在衝壓過程中是懸(xuán)空的,不貼模,直到成形結束時(shí)才貼模。成形時側壁的不同(tóng)部位變形特點不(bú)完全相同。
5、丘形拉伸加工(Hilldrawing):丘(qiū)形蓋板件在成形過(guò)程中(zhōng)的坯件變形不是簡單的拉伸變形,而是拉伸和脹形變形同時存在的複合成(chéng)形。壓料麵上坯件(jiàn)的變形為拉伸變形(xíng)(徑向為拉應力(lì),切向為壓應力),而輪廓內部(特別是中心區域)坯件的變形為脹形變形(徑向(xiàng)和切向(xiàng)均為拉(lā)應力)。
6、帶凸緣半球形拉伸加工(Withflangehemispheredrawing):球形件拉伸時,毛坯與凸模的球形頂部局部接觸,其餘大部分處於懸(xuán)空的不(bú)受約束的自由狀態。因此,此(cǐ)類(lèi)球麵零件拉伸的主要工藝問題在於局部接(jiē)觸部分的嚴重變薄,或曲麵部分(fèn)的失穩起皺。
7、法蘭盤拉伸加工(Flangedrawing):將拉(lā)伸(shēn)產品的法蘭(lán)盤部分進(jìn)行(háng)淺拉伸的加工。其(qí)應力應變情況類似於壓縮翻邊。由於切向受壓應力,容易起皺,故成形極限主要受壓縮起皺的限製。
8、邊緣拉伸加工(Flangedrawing):對前工序拉伸產品的凸緣部進行(háng)角形再拉伸加工,此種加工要求材料具有(yǒu)良好的塑性(xìng)。
9、深度拉伸加工(Deepdrawing):超過拉伸加工極限的拉伸加(jiā)工產(chǎn)品,需要經過兩次以(yǐ)上的多次拉伸(shēn)方能完成。經過前工位深度(dù)方向拉伸加工的產品,在深度(dù)方向進行再拉伸(shēn)加工。寬凸緣拉伸件,第一次拉伸時就(jiù)拉伸成所要求的凸緣直徑(jìng),在其後再(zài)拉伸時,凸(tū)緣(yuán)直徑(jìng)保持不(bú)變。
10、錐形拉伸加工(Taperdrawing):h/d>0.8、α=10°~30°的深錐形件,由於深度(dù)較大,坯料的變形程度較大,僅靠坯料(liào)與凸模(mó)接觸的局部麵積傳遞成形力,極(jí)易引起(qǐ)坯料局(jú)部過度變薄乃至(zhì)破裂,需要經過多(duō)次過渡逐漸成形。階梯拉伸法是首先將坯料拉伸成階梯形(xíng)過渡件,其階梯外形與錐形部的內形相切,最(zuì)後脹形成(chéng)錐形。階梯(tī)過渡件的拉伸次數、工(gōng)藝等與階(jiē)梯(tī)圓筒件的拉伸相同。
11、矩形再拉(lā)伸加工(Rectangularredrawing):多次拉伸成形的高矩形件,其(qí)變形不(bú)僅(jǐn)與深圓筒形件(jiàn)的拉伸不(bú)同,與低(dī)盒形件的變形也有很大差別。圖1-46為多(duō)工位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(zhì)件外形、尺寸伴隨拉伸高度的變化。
12、曲麵成形加工(Surfaceforming):曲麵拉(lā)伸成形,使(shǐ)金屬平板坯料外法蘭部分縮小,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(pǐn)的(de)衝壓成形方法(fǎ)。
13、台階拉伸加工(Stepdrawing):將(jiāng)左側初拉伸產品進行(háng)再拉伸加工,成形為右側的台階形底部。深度較深的部分在(zài)拉伸成(chéng)形的初期就產生變形,深度(dù)較(jiào)淺的部分在拉伸的後期產生變形。在台階變化(huà)部分的側壁易誘發(fā)切應力產生變形。
14、反向拉伸加工(Reversedrawing):將前工序拉伸加工的工件,進行(háng)反向拉伸,是再拉伸的一種。反向拉伸法可增加徑向拉應力,對於防止起皺可收到較好效果(guǒ)。也有可能提高(gāo)再拉伸的拉伸(shēn)係數。
15、變薄拉伸加(jiā)工(Ironing):與普通拉(lā)伸不同,變薄拉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(pī)直壁部分在通過間隙時,處於較大的均勻(yún)壓應力之下,拉伸過程(chéng)中壁厚變薄的同時,消除容器壁厚偏差,增加容器表麵的光滑度(dù),提高(gāo)精度和強度(dù)。
16、麵板拉伸加工(Paneldrawing):麵(miàn)板產品是板(bǎn)材(cái)衝壓件,表麵形狀複雜。在拉伸工序中,毛坯變形複雜,其成(chéng)形性質已非簡單的拉伸成形(xíng),而(ér)是拉深與脹形同時存在的複合成形(xíng)。