拉伸成型加工是利用模具將平板毛坯成形為開(kāi)口空心零件的沖壓加工方法

拉伸成型加工是利用模具將平板毛坯成形為開(kāi)口空心零件的沖壓加工方法。拉伸作為主要的沖壓工序之一,應(yīng)用廣泛。用拉伸工藝可以制成圓筒形、矩形、階梯形、拋物線形及其他不規(guī)則形狀的薄壁零件,如果與其他沖壓成形工藝配合,還可制造形狀更為復(fù)雜的零件。

使用沖壓設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品的拉伸成型加工,包括:拉伸加工、再拉伸加工、逆向拉伸以及變薄拉伸加工等。拉伸加工:使用壓板裝置,利用凸模的沖壓力,將平板材的一部分或者全部拉入凹模型腔內(nèi),使之成形為帶底的容器。

再拉伸加工:即對(duì)一次拉伸加工無(wú)法完成的深拉伸產(chǎn)品,需要將拉伸加工的成形產(chǎn)品進(jìn)行再次拉伸,以增加成形容器的深度。

逆向拉伸加工:將前工序的拉伸工件進(jìn)行反向拉伸,工件內(nèi)側(cè)變成外側(cè),并使其外徑變小的加工。

使用沖壓設(shè)備進(jìn)行五金沖壓拉伸加工時(shí),包括以下16種類型:

1圓筒拉伸加工

帶凸緣(法蘭)圓筒產(chǎn)品的拉伸。法蘭與底部均為平面形狀,圓筒側(cè)壁為軸對(duì)稱,在同一圓周上變形均勻分布,法蘭上毛坯產(chǎn)生拉深變形。

2橢圓拉伸加工

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(yīng)變化。曲率越大的部分,毛坯的塑性變形量就越大;反之,曲率越小的部分,毛坯的塑性變形越小。

3矩形拉伸加工

一次拉伸成形的低矩形件。拉伸時(shí),凸緣變形區(qū)圓角處的拉伸阻力大于直邊處的拉伸阻力,圓角處的變形程度大于直邊處的變形程度。

4山形拉伸加工

沖壓件的側(cè)壁為斜面時(shí),側(cè)壁在沖壓過(guò)程中是懸空的,不貼模,直到成形結(jié)束時(shí)才貼模。成形時(shí)側(cè)壁的不同部位變形特點(diǎn)不完全相同。

5丘形拉伸加工

丘形蓋板件在成形過(guò)程中的坯件變形不是簡(jiǎn)單的拉伸變形,而是拉伸和脹形變形同時(shí)存在的復(fù)合成形。壓料面上坯件的變形為拉伸變形(徑向?yàn)槔瓚?yīng)力,切向?yàn)閴簯?yīng)力),而輪廓內(nèi)部(特別是中心區(qū)域)坯件的變形為脹形變形(徑向和切向均為拉應(yīng)力)。

6帶凸緣半球形拉伸加工

球形件拉伸時(shí),毛坯與凸模的球形頂部局部接觸,其余大部分處于懸空的不受約束的自由狀態(tài)。因此,此類球面零件拉伸的主要工藝問(wèn)題在于局部接觸部分的嚴(yán)重變薄,或曲面部分的失穩(wěn)起皺。

7法蘭盤(pán)拉伸加工

將拉伸產(chǎn)品的法蘭盤(pán)部分進(jìn)行淺拉伸的加工。其應(yīng)力應(yīng)變情況類似于壓縮翻邊。由于切向受壓應(yīng)力,容易起皺,故成形極限主要受壓縮起皺的限制。

8邊緣拉伸加工

對(duì)前工序拉伸產(chǎn)品的凸緣部進(jìn)行角形再拉伸加工,此種加工要求材料具有良好的塑性。

9深度拉伸加工

超過(guò)拉伸加工極限的拉伸加工產(chǎn)品,需要經(jīng)過(guò)兩次以上的多次拉伸方能完成。經(jīng)過(guò)前工位深度方向拉伸加工的產(chǎn)品,在深度方向進(jìn)行再拉伸加工。寬凸緣拉伸件,第一次拉伸時(shí)就拉伸成所要求的凸緣直徑,在其后再拉伸時(shí),凸緣直徑保持不變。

10錐形拉伸加工

h/d>0.8、α=10°～30°的深錐形件,由于深度較大,坯料的變形程度較大,僅靠坯料與凸模接觸的局部面積傳遞成形力,需要經(jīng)過(guò)多次過(guò)渡逐漸成形。階梯拉伸法是首先將坯料拉伸成階梯形過(guò)渡件,其階梯外形與錐形部的內(nèi)形相切,最后脹形成錐形。階梯過(guò)渡件的拉伸次數(shù)、工藝等與階梯圓筒件的拉伸相同。

11矩形再拉伸加工

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,與低盒形件的變形也有很大差別。圖1-46為多工位自動(dòng)搬送壓力機(jī)進(jìn)行高矩形盒件加工時(shí),多次拉伸過(guò)程中制件外形、尺寸伴隨拉伸高度的變化。

12曲面成形加工

曲面拉伸成形,使金屬平板坯料外法蘭部分縮小,內(nèi)法蘭部分伸長(zhǎng),成為非直壁非平底的曲面形狀的空心產(chǎn)品的沖壓成形方法。

13臺(tái)階拉伸加工

將左側(cè)初拉伸產(chǎn)品進(jìn)行再拉伸加工,成形為右側(cè)的臺(tái)階形底部。深度較深的部分在拉伸成形的初期就產(chǎn)生變形,深度較淺的部分在拉伸的后期產(chǎn)生變形。

14反向拉伸加工

將前工序拉伸加工的工件,進(jìn)行反向拉伸,是再拉伸的一種。反向拉伸法可增加徑向拉應(yīng)力,對(duì)于防止起皺可收到較好效果。也有可能提高再拉伸的拉伸系數(shù)。

15變薄拉伸加工

與普通拉伸不同,變薄拉伸主要是在拉伸過(guò)程中改變拉伸件筒壁的厚度。凸凹模之間的間隙小于毛坯厚度,毛坯直壁部分在通過(guò)間隙時(shí),處于較大的均勻壓應(yīng)力之下,消除容器壁厚偏差,增加容器表面的光滑度,提高精度和強(qiáng)度。

16面板拉伸加工

面板產(chǎn)品是板材沖壓件,表面形狀復(fù)雜。在拉伸工序中,毛坯變形復(fù)雜,其成形性質(zhì)已非簡(jiǎn)單的拉伸成形,而是拉深與脹形同時(shí)存在的復(fù)合成形。