拉伸成型加工是利用模具將平板毛坯成形為開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:即對一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(chǎn)品進行再次拉伸,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)備進行五金沖壓拉伸加工時,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,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,側(cè)壁在沖壓過程中是懸空的,不貼模,直到成形結(jié)束時才貼模。成形時側(cè)壁的不同部位變形特點不完全相同。

5丘形拉伸加工

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,而是拉伸和脹形變形同時存在的復(fù)合成形。壓料面上坯件的變形為拉伸變形(徑向為拉應(yīng)力,切向為壓應(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,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法蘭盤拉伸加工

將拉伸產(chǎn)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

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

9深度拉伸加工

超過拉伸加工極限的拉伸加工產(chǎn)品,需要經(jīng)過兩次以上的多次拉伸方能完成。經(jīng)過前工位深度方向拉伸加工的產(chǎn)品,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,在其后再拉伸時,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過渡件,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為多工位自動搬送壓力機進行高矩形盒件加工時,多次拉伸過程中制件外形、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,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臺階拉伸加工

將左側(cè)初拉伸產(chǎn)品進行再拉伸加工,成形為右側(cè)的臺階形底部。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間隙時,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)已非簡單的拉伸成形,而是拉深與脹形同時存在的復(fù)合成形。