拉(lā)伸成型加工是利用模具將(jiāng)平板毛坯成形為開口空心零件的衝壓加工方法。拉伸作為主要的衝壓工序之一,應用廣泛。用拉伸工藝可以製成圓筒(tǒng)形、矩形、階梯形、球形、錐形、拋(pāo)物線形及其他不規則形狀的薄壁零件,如果與其他衝(chōng)壓成(chéng)形工藝配合,還可製(zhì)造形(xíng)狀更為複雜的零件。
使用衝壓設備進(jìn)行產品(pǐn)的拉伸成型加工,包括:拉(lā)伸加(jiā)工、再拉伸加工、逆向拉伸以及變薄拉(lā)伸加工等。
拉伸加工:使用壓(yā)板裝置,利用凸模的衝壓力,將平板材的一部分或者(zhě)全部拉入凹模型腔內,使之成形為帶底的容器。容器的側壁與拉伸方(fāng)向平行的加工,是單純的拉伸加工,而對圓錐(或角錐)形容器、半球形容器及拋物線麵容(róng)器等的拉伸(shēn)加工,其中還包含擴形加工。
再拉伸加工:即對一(yī)次拉伸加工無法完成的深拉伸產(chǎn)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。
逆向拉伸加工:將(jiāng)前工序的拉伸工件進行反向拉伸,工件內側變成外側(cè),並(bìng)使其外徑變小的(de)加工。
變薄拉伸加(jiā)工:用凸模將已成形(xíng)容器擠入比容(róng)器外徑稍小的凹模型(xíng)腔內,使帶底的容器外徑(jìng)變小,同時壁厚變(biàn)薄,既消除壁厚偏差,又(yòu)使容器表麵光滑(huá)。
使用(yòng)衝壓設備進行五金衝壓拉伸加工時,包括以(yǐ)下16種類型(xíng):
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,圓筒側壁為軸對稱,在同一圓周上變形均勻分布,法蘭上毛坯產生拉(lā)深變形。
2、橢圓(yuán)拉伸加工(Ellipse drawing):
法蘭上毛坯的變形為拉伸變形,但變形量與變形比沿輪廓形狀相應變化。曲(qǔ)率越大的部分,毛坯的塑性變形量就越大;反之,曲(qǔ)率越小的部分,毛坯的塑性變形越小。
3、矩形拉伸加工(Rectangular drawing):
一次拉伸成形的低矩形件。拉伸時,凸緣(yuán)變形區圓角處的拉(lā)伸阻力大於直邊處的拉伸阻力,圓(yuán)角處的變形程度大於直邊處的變形程度。
4、山形拉伸(shēn)加工(Hill drawing):
衝壓件(jiàn)的側壁為斜麵時,側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(tiē)模。成形時側壁的不同部位(wèi)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變形不是簡單的拉伸變形,而是(shì)拉伸和脹形變形同時存在的複合成形。壓料麵上坯(pī)件的變形為(wéi)拉伸變形(徑向為拉應力,切向為壓應力),而輪廓內部(特別(bié)是中心區(qū)域(yù))坯件(jiàn)的變形為脹形變形(徑向和切向均為拉應力(lì))。
6、帶凸緣半球形拉伸加(jiā)工(With flange hemisphere drawing):
球形件拉伸時,毛坯(pī)與凸模的球形(xíng)頂部(bù)局部接觸,其餘大部分(fèn)處於懸空(kōng)的不受約束的(de)自由狀態(tài)。因此,此類球麵零件拉伸的主要(yào)工藝問題在於局部接觸部(bù)分的(de)嚴(yán)重變薄,或曲麵部分的(de)失穩起皺。
7、法蘭盤拉(lā)伸加工(Flange drawing):
將拉伸產品的法蘭盤部分進行淺拉伸(shēn)的加工。其應(yīng)力(lì)應變情況類(lèi)似於壓縮翻邊(biān)。由於切(qiē)向受壓應力,容易起(qǐ)皺,故成形極限主要受壓縮起皺的限製。
8、邊緣拉(lā)伸加工(Flange drawing):對前工序拉伸產品的凸緣部進行角形再拉伸加工,此種加工要(yào)求材料具有良(liáng)好的塑性。
9、深(shēn)度拉伸(shēn)加工(gōng)(Deep drawing):
超過拉伸加工極限的拉伸加工產品,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(fāng)向拉(lā)伸加(jiā)工的產品(pǐn),在深度方向進行再拉伸加工。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,凸緣直(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(shēn)度較大,坯料的變形程度較大,僅靠(kào)坯料與凸模接觸的局部麵(miàn)積傳遞(dì)成形力,極易引起坯料局部過度(dù)變薄乃至破裂,需要經過多次過渡逐(zhú)漸成形。階梯拉伸(shēn)法(fǎ)是首先將坯料拉伸成階梯形過渡件,其階梯外形與錐(zhuī)形部的內形相切,最後脹形成錐形。階梯過渡件的拉伸次數、工(gōng)藝等與階梯圓筒件的拉伸相同(tóng)。
11、矩形再拉伸加工(gōng)(Rectangular redrawing):
多次拉伸成形的高矩形件,其變(biàn)形不僅與深圓筒形件的拉伸不同,與低盒形件的變形也有很大差別。多工位自動搬送壓力機進行高矩形盒件(jiàn)加工時,多次拉伸過程中製件外形(xíng)、尺(chǐ)寸伴隨拉伸高度的變化。
12、曲麵成形加工(Surface forming):
曲(qǔ)麵拉伸(shēn)成形,使金屬平板坯料外法蘭部分縮小,內法(fǎ)蘭部分伸長,成為非直壁非平底的曲(qǔ)麵形狀的空心產品的衝壓成形(xíng)方法。
13、台階拉伸(shēn)加工(Step drawing):
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。深度較深的部分在拉伸成(chéng)形的初期就(jiù)產生變(biàn)形,深度較淺的部(bù)分在拉伸的後期產(chǎn)生變形。在台(tái)階變化部分的側壁易誘發切應(yīng)力產生變形。
14、反向拉伸加工(Reverse drawing):
將前工序(xù)拉伸加(jiā)工的工件,進行反向拉伸,是再拉伸的一種。反向拉伸法可增加徑向拉應力,對於防(fáng)止起(qǐ)皺可收到較好效果。也有可能提高再拉伸的拉伸(shēn)係數。
15、變薄拉伸加工(Ironing):
與普通拉伸不同,變薄(báo)拉(lā)伸主要是在拉伸過程(chéng)中(zhōng)改變拉伸件(jiàn)筒壁的厚(hòu)度。凸凹(āo)模(mó)之間(jiān)的間隙小於毛坯(pī)厚度,毛(máo)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(chéng)中壁厚變薄的同時,消除容器(qì)壁厚偏差,增加容器表麵的光滑(huá)度(dù),提高精度和強度。
16、麵板拉伸(shēn)加工(Panel drawing):
麵板產品是板材衝(chōng)壓件,表麵形狀複雜。在拉伸工序中,毛坯變形複(fù)雜,其成形性質已非簡單的拉伸成(chéng)形,而是拉(lā)深與脹形(xíng)同時(shí)存在的複合成形。