拉伸成型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、球形、錐形,以及其它不規(guī)則形狀薄壁零件等。
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。在使用沖壓設(shè)備進(jìn)行沖壓拉伸加工時(shí),以下類型較為常見:
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
6、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(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)。
7、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。
8、法蘭盤拉伸加工:將拉伸產(chǎn)品的法蘭盤部分進(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。
9、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。
10、深度拉伸加工(Deep drawing):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(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。
11、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)。
12、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,極易引起坯料局部過度變薄乃至破裂,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。
13、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。如下圖所示:為多次拉伸過程中制件外形、尺寸伴隨拉伸高度的變化。
14、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。
15、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。在臺(tái)階變化部分的側(cè)壁易誘發(fā)切應(yīng)力產(chǎn)生變形。
16、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(shí),處于較大的均勻壓應(yīng)力之下,拉伸過程中壁厚變薄的同時(shí),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。
針對(duì)拉伸件進(jìn)行沖壓工藝,首先在選擇供應(yīng)商時(shí),就需要考察其在拉伸件沖壓工藝方面的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)實(shí)力,確保其具備滿足產(chǎn)品要求的能力。同時(shí),還需要關(guān)注供應(yīng)商的設(shè)備設(shè)施、質(zhì)量管理體系等方面,以確保生產(chǎn)過程中的質(zhì)量可控性。
其次,針對(duì)自身產(chǎn)品的要求,需要確定最適合的拉伸件沖壓工藝方法。這可能涉及到材料選擇、模具設(shè)計(jì)、沖壓工藝參數(shù)的優(yōu)化等方面。尋找最優(yōu)的工藝方案,才能確保生產(chǎn)效率。