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1、第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系包装结构设计包装结构设计冯冯 梅梅第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系第一节第一节 金属包装容器金属包装容器 第二节第二节 金属包装容器加工成型金属包装容器加工成型 第三节第三节 三片罐及其衍生罐结构设计三片罐及其衍生罐结构设计 第四节第四节 两片罐结构设计两片罐结构设计 第五节第五节 金属桶结构设计金属桶结构设计 第六节第六节 钢桶封闭器结
2、构设计钢桶封闭器结构设计 第七节第七节 金属气雾罐结构设计金属气雾罐结构设计 第八节第八节 其它金属包装容器结构设计其它金属包装容器结构设计 第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系 1 1、研究对象：、研究对象： 本章研究的是金属包装制品本章研究的是金属包装制品, , 是以金属或金属合是以金属或金属合金为主要材料的包装制品金为主要材料的包装制品, ,如金属罐、金属软管、金如金属罐、金属软管、金属桶以及其他金属制品等。属桶以及其他金属制品等。2 2、研究内容：、研究内容： 包括金属包装制品
3、的结构设计与计算、加工成型包括金属包装制品的结构设计与计算、加工成型原理、生产制造工艺等。重点内容是金属罐制品的原理、生产制造工艺等。重点内容是金属罐制品的设计和制造。设计和制造。3 3、学习目的：、学习目的： 掌握典型金属包装制品的结构特点、用途、加工掌握典型金属包装制品的结构特点、用途、加工工艺、成型原理及主要生产设备的基础知识。工艺、成型原理及主要生产设备的基础知识。第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系 第一节第一节 金属包装容器金属包装容器 一、金属包装容器的类型一、金属包装容
4、器的类型 1、按容器材质分类 2、按容器的容积、形状分类 3、按包装商品分类第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系二、金属包装容器的二、金属包装容器的组组构特征构特征 1、身片 2、顶片 3、底片 第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系三、金属包装容器常用材料三、金属包装容器常用材料 1、薄钢板 1）常用普通碳素薄钢板：Q195、Q215、 Q235 2）常用优质碳素薄钢板：08F
5、、10F、 15F、08、10、15 3）镀锡薄钢板（马口铁） 4）镀锌薄钢板（白铁皮） 5）镀铬薄钢板第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系 2铝及铝合金薄板 1）常用的铝合金：铝锰合金、铝 镁合金、铝硅合金、铝镁硅铜 合金、铝铁镍合金等。 2）铝箔 第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系 表2-1列出了各种冲压加工形式对材料性能的要求，可供设计时选用材料参考。 第二章第二章第二
6、章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系第二节第二节 金属包装容器加工成型金属包装容器加工成型 包装工业中的金属容器，几乎都是包装工业中的金属容器，几乎都是薄壁容器，一般应用冷加工工艺。按其薄壁容器，一般应用冷加工工艺。按其加工性质一般分为：加工性质一般分为：第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系一、金属包装容器的加工方法一、金属包装容器的加工方法 1、剪切 剪切主要有剪裁加工及其切口、切边、切角等
7、局部加工。 主要设备有剪床、板金铣床及自动裁料机等。 第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系一、金属包装容器的加工方法一、金属包装容器的加工方法 2、冲载 冲裁是利用冲模使材料分离的一种冲压工艺，主要有落料、冲孔、切口、剖切和修边等加工方式，但是，一般指落料和冲孔。 第三章成型工艺基础第三章成型工艺基础第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系冲裁加工过程 弹性变形 塑性变形 断裂分离
8、第三章成型工艺基础第三章成型工艺基础第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系弹性变形。冲裁开始，凸模对材料加压，由于玩具作用，材料不仅产生弹性压缩，而且还有拉弯，并稍许把材料压进凹模腔口。此阶段内的应力状态未达到塑性条件，处于弹性变形阶段。塑性变形。凸模继续对材料加压，当材料的应力状态满足塑性条件时，产生塑性变形，同时，还伴有材料的弯曲和拉伸。随着变形的增加，模具刃口附近产生应力集中，直到应力值达到最大值并出现微裂纹。 断裂分离。凸模连续压入，易形成的上、下微裂纹逐渐扩大并向材料内部延伸，
9、当两条裂纹重合或相交时，材料便剪断分离。 第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系第三章成型工艺基础第三章成型工艺基础第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系所需的冲裁力的计算 式中：F：冲裁力，N； L：制件冲裁的周边长度，mm； t：板材厚度，mm； ：金属板材的极限强度，N/mm2。 第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容
10、器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系 3 3、弯曲、弯曲 1）弯曲是使工件在某一平面内形成弧度 和夹角的加工方法。 2）加工设备主要用冲压机，通过凸模和 凹模使材料强制变形而实现的。 第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系 3）弯曲变形过程的特点 变形区主要处在弯曲件的圆角部分， 而在远离圆角区的两段则不发生变 形。 在弯曲变形区内，其外区的切向金属 受拉伸长，其内区的切向金属受压缩 短。在这两个变形区内，有一层金属 层长度不变，即应变中性层。 第二章第二章第二章第二章 金
11、属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系最小弯曲半径：最小弯曲半径： 1）应变中性层的位置 第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系2）最小弯曲半径的确定 弯曲半径r越小，外层产生的拉应力越大，当弯曲半径r小到一定限度时，材料外层因受拉应力过大而出现裂纹。通常把外层不发生裂纹的最小弯曲半径数据值，称为材料的最小弯曲半径。有时用最小相对弯曲半径rmin/t来表示，其中rmin为材料的 最小弯曲半径(mm)，t为被弯
12、曲板材的厚度(mm)。第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系弯曲回弹现象弯曲回弹现象 1）回弹的定义 2）回弹的危害 3）减小回弹的措施第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系回弹的定义：回弹的定义： 弯曲变形结束后不受外力作用时，总是伴有
13、弹性变形，使弯曲件的弯曲中心角与弯曲半径变得同模具的尺寸不一致，这种现象称为回弹。 第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系 金属制件在压力作用下弯曲时，产生弹性和塑性变形，当压力去除时，材料就会产生弹性恢复，也叫弹性回跳。弹性回弹性回跳的存在，影响弯曲加工的质量和精度，跳的存在，影响弯曲加工的质量和精度，因此，需要采取必要的措施，尽量消除弹性回跳造成的不良后果。影响回弹量的因影响回弹量的因素有：素有：材料的机械性能、弯曲变形程度、弯曲中心角、弯曲方式、工件形状及模具结构。第二章第二章第二
14、章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系 减小回弹的措施：减小回弹的措施：塑性变形总是伴随有弹性变形，所以，要完全消除弯曲件的回弹是极其困难的。但在生产实际中，可以采取某些措施来减少或补偿由于回弹所产生的误差。第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系工件结构的设计。在弯曲工件的弯曲区，可预先设计加强筋，以增加弯曲区的刚度，提高塑性变形的程度，促使回弹减小。工件材料的选择。根据前述影响回弹因素的分析可知
15、，为减小回弹，应采用弹性模数大、屈服极限小和机械性能比较稳定的材料。模具结构的设计。第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系 弯曲件的工艺性：弯曲件的工艺性： 1）弯曲件的弯曲半径 2）弯曲件的形状 3）弯曲件孔边距离 4）弯曲件直边高度 5）设计工艺第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系弯曲件的工艺性： 弯曲件的工艺性是指弯曲工件的形状、尺寸、精度要求，材料选用及技术要求等是否合乎
16、弯曲加工的工艺要求。良好的工艺性将能达到节省原材料、简化工艺加工过程及模具结构，提高工件质量、减少废品率的目的。第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系 弯曲件的弯曲半径。弯曲件的弯曲半径不得小于材料的许可最小弯曲半径，否则会产生拉裂。 弯曲件的形状。为保证弯曲件的弯曲精度，弯曲时应防止工件在模具内滑动，因此，弯曲零件应设计成形状对称或弯曲半径左右一致，以求力学平衡。第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计天津商学院包装工程系天津商学院包装工程系 弯曲件孔边距。根据工序要求，往往 要弯曲预先已冲好孔的毛坯件，如果 孔的位置处于弯曲变形区内，则孔要 发生变形。为防止这种情况发生，必 须使孔处在变形区之外。在设计零件 时，根据零件厚度确定孔边至弯曲半 径 r 的中心的距离 （a）：当t2mm 时，取 Lt；当t2mm 时，取 L2t。 第二章第二章第二章第二章 金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计金属包装容器结构设计
