拉伸成型(xíng)加工是利用模具將平板毛坯成形為(wéi)開口空心零(líng)件的衝壓加工方法(fǎ)。拉伸作為主要的衝壓工序之一,應用廣泛。用拉伸工(gōng)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則形狀的薄壁零件,如果與其(qí)他衝壓成形工藝配(pèi)合,還可製造形(xíng)狀更為複雜的零件。
使用衝壓設備(bèi)進行產品的拉伸成(chéng)型加(jiā)工,包括:拉伸加工、再拉伸加工(gōng)、逆向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(chōng)壓力,將平(píng)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。容器的側(cè)壁與拉(lā)伸方向平行(háng)的加工,是單純的拉伸(shēn)加工,而對圓錐(或角錐)形容器、半球形容器及拋物線麵容器等的拉(lā)伸加工,其中還包含擴形加工。
再拉伸(shēn)加工:即對一次拉伸加(jiā)工無法完成的深拉伸產品,需要(yào)將拉伸加(jiā)工的成形產(chǎn)品進行再次拉伸,以增加成形容器的深度。
逆向拉(lā)伸加工(gōng):將前工(gōng)序的拉伸工件進行反向(xiàng)拉伸(shēn),工件內側(cè)變成(chéng)外側,並使其外徑變小(xiǎo)的加工。
變薄拉伸加(jiā)工:用凸模將已(yǐ)成形容器擠(jǐ)入比容器外徑稍小的凹模型(xíng)腔內,使帶底的容器外徑變小,同時壁厚變薄,既消除(chú)壁厚偏差,又使容器表麵光滑。
使用衝壓設備進行五(wǔ)金衝(chōng)壓(yā)拉伸加工時,包括以下16種類型:
1、圓筒拉伸加工(Round drawing):
帶凸緣(法蘭)圓筒產品的(de)拉伸。法蘭與底部均為平麵形狀,圓筒側壁為(wéi)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(yuán)拉伸加工(Ellipse drawing):
法蘭(lán)上毛坯的變形為拉伸變形,但變形(xíng)量與變(biàn)形比沿輪廓形狀相應(yīng)變化。曲率越大(dà)的部分,毛坯的塑性變形量就越(yuè)大;反之,曲(qǔ)率越小的部分,毛(máo)坯的塑性變(biàn)形越小(xiǎo)。
3、矩形拉伸(shēn)加工(Rectangular drawing):
一次拉(lā)伸成形的(de)低矩形件。拉伸時,凸緣變形區圓(yuán)角處的拉伸阻力大於直邊處的拉伸阻力,圓角處的變形程度大於直(zhí)邊(biān)處的變形程度(dù)。
4、山形拉伸加工(Hill drawing):
衝壓件的側(cè)壁為斜麵時,側壁在衝壓過程中是懸空的,不貼模,直到成形結束時(shí)才貼模。成形時側壁的不同部位變形(xíng)特點不完(wán)全(quán)相同(tóng)。
5、丘形拉伸加(jiā)工(Hill drawing):
丘形蓋板件在成(chéng)形過程中的坯件變(biàn)形不(bú)是簡單的拉伸(shēn)變形,而是拉伸和脹形變形同時存在的(de)複合成形。壓料麵上坯件的變形為拉(lā)伸變形(徑向為拉(lā)應力,切向為壓應(yīng)力),而輪廓內部(特(tè)別是中心區域)坯(pī)件的變形為(wéi)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,毛坯與凸模的球形(xíng)頂部局部接觸,其餘大部分處於懸空的(de)不受(shòu)約束的自由狀(zhuàng)態。因此,此類球麵零件拉伸的主要工藝問題在於局部(bù)接(jiē)觸部分的嚴重變薄,或曲麵部分的失穩起皺。
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。其應(yīng)力應(yīng)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(xíng)極限主要受壓縮起皺的(de)限製。
8、邊(biān)緣拉(lā)伸加工(Flange drawing):對前工序拉伸產品的凸緣部進行角形再拉(lā)伸(shēn)加工,此種加工要求材料具有良好的(de)塑(sù)性。
9、深度拉(lā)伸加工(Deep drawing):
超過拉伸(shēn)加工極限的拉(lā)伸加工產品,需要經過兩次以(yǐ)上(shàng)的(de)多次拉伸方能完成。經過前工(gōng)位(wèi)深(shēn)度(dù)方向拉伸加工的產品,在深度(dù)方向進(jìn)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(jìng),在其後再拉伸時,凸緣直徑(jìng)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(jiàn),由於深度較大,坯料的變形程度較大,僅靠坯(pī)料與凸模接觸的(de)局部麵積傳遞成形力,極(jí)易引起坯料局部過(guò)度(dù)變薄乃(nǎi)至破裂,需要經過多次過渡逐漸成形。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(bù)的內形相切,最後脹形(xíng)成錐形。階梯過渡件的(de)拉伸次數、工藝等與階梯圓筒件的拉伸相同。
11、矩形再拉伸加工(Rectangular redrawing):
多次拉伸成形的高矩形件,其變形不僅與深圓筒形件的拉伸不同,與(yǔ)低盒形件的變形也有很大差別。多工位自動搬(bān)送(sòng)壓力機進行高矩形(xíng)盒件加工時,多次拉伸過程中製件外形、尺寸伴隨拉伸高度的變化。
12、曲麵成形加工(Surface forming):
曲麵拉伸成形,使金屬平板坯(pī)料外法(fǎ)蘭部分縮小,內(nèi)法蘭部分伸長,成為(wéi)非直壁非平底的曲麵形狀的空心產品的衝壓成形方法(fǎ)。
13、台階拉伸加工(Step drawing):
將(jiāng)左(zuǒ)側初拉伸產品進(jìn)行再拉伸加工,成形為右(yòu)側的台階形(xíng)底部。深度較深(shēn)的部分在(zài)拉伸成形的初期就產生變形(xíng),深(shēn)度較(jiào)淺的部分在拉伸的後期產生變(biàn)形。在台階變化部分的側壁易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(háng)反向拉伸(shēn),是再拉(lā)伸的一種。反向拉伸法可增加(jiā)徑向拉應力,對於防止起皺(zhòu)可(kě)收到較(jiào)好效果。也有可能提高再拉伸的拉(lā)伸係數。
15、變(biàn)薄拉伸加工(Ironing):
與普通拉伸不同,變薄拉伸主要是在(zài)拉伸過程中改變拉伸件筒壁的厚度。凸凹(āo)模之間的間隙小於毛坯厚(hòu)度(dù),毛坯直壁部分在通過(guò)間隙時,處於(yú)較大的(de)均勻(yún)壓應力之下,拉伸過程中壁(bì)厚變薄的同時,消除容器壁厚(hòu)偏差,增加容器表麵的光滑度,提高精度和強度。
16、麵板拉伸加(jiā)工(Panel drawing):
麵板產品(pǐn)是(shì)板材衝壓件,表麵形狀複雜。在拉伸工序(xù)中,毛坯變形複雜,其成形性質已非簡單的拉伸(shēn)成形,而是拉(lā)深與脹形(xíng)同時存在的複合成形。