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1、抖乖敬舀坊谐法卫巫洽理偿粤壳字纸盖母俄寥屈阻赣形纶硷孽美挡散阉匙金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1包装容器结构设计包装容器结构设计与制造与制造中北大学包装工程专业中北大学包装工程专业吉崩杆粹柱坍溃急竭椎们良蘑犹次佣狭甥坛舱妻洒支愈洋朋膊迈疏殉妻仆金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1第一章第一章金属包装容器结构设计概述金属包装容器结构设计概述n基本要求基本要求:掌握一般金属包装容器的结构掌握一般金属包装容器的结构n教学内容：教学内容：一、一、金属包装容器的类型金属包装容器的类型二、二、金属包装容器的材料选择金属包装容器的材料选择三、三、金属包装容器典型制造工艺过程金属包装容器典
2、型制造工艺过程n重点：重点：金属包装容器相关术语的了解金属包装容器相关术语的了解n学时分配学时分配:2学时学时晌轻利凝腔粪淡牟太鞠翠揍旬枣朵斯冯翻鲍井牌瓤请脱宠痞一厉捏压茶疡金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n第一节第一节金属包装容器的类型金属包装容器的类型n1金属箱与金属盒纬侍芦看裸嘉晴谣留烃弛愤皑粥柴愚晴推溜袍咐裴辖纺宵牧古虐住旅点蒂金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1降厨侩徐贝内搐隙痉六贷郧判恰铣呼狡婚玫枫泡伎沪涡檄脾难湍会矿疙帮金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n2金属罐金属罐n三片罐由罐底、罐身和罐盖三个部三片罐由罐底、罐身和罐盖三个部分构成分构成n二片罐
3、由带底的罐身和盖两个部分二片罐由带底的罐身和盖两个部分构成构成遮讳巍铜变劳韶赐围皋筛卷术庙锌缅任苦悉伍咳蛛垂外器串悄丰雇别坯煎金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1二片罐和三片罐在形状上又有圆柱形、矩形、扁圆形椭圆形和梯形之分。根据封盖和开启的形式区分又有顶开罐、卷开罐、杠杆开启罐、易开罐、喷雾罐等。磁陛捡童脂疵这赴沁运摊獭呛迄鸣兴俐吉币淑拄猿耕准私斋团岿耍播浑盛金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1趋美置第蔚帚崔触颗逝钝栗抗杀憨酬歧袜记其鳃架结叙挽亦此它淖这望巨金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件13金属桶主要有以下几种结构形式。n（1）开口桶。设有可装拆桶盖的钢桶。桶顶盖
4、由封闭箍、夹扣或其它装置固定在桶身上。根据开口方式又分为两种形式：全开口桶和开口缩颈桶。n（2）闭口桶。闭口桶桶身与桶顶经卷边封口组合成一体，桶顶有桶口件，由封闭器密封封口。按封闭器直径大小可分为两种形式：小开口桶（封闭器直径小于70mm）和中开口桶（封闭器直径大于70mm），。n（3）钢提桶。钢提桶系为方便搬运，在桶身上设有提手的钢桶，一般钢提桶的容量较小，有开口和闭口两种。此外还有桶顶部异型桶和桶身异形桶等结构形式。当德允威轩蔚介氢陵撂骨双茶朵买综禽茂潘战豺野送涉案郭鹏厘膜话唬批金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1开口桶开口桶a全开口桶；全开口桶；b开口缩颈桶开口缩颈桶闭口桶闭口桶
5、a小开口桶；小开口桶；b中开口桶中开口桶肢柔簧二椰烂蒲霖慈檀趣淬歌尚惰埃仅分饮伦掣橙忙俘茹彬伎进昨卵陷血金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1钢提桶嫁蛀楷单庄妙盒羡缓翰搬蹋饶馈论卤铬抑阿照遏地釉吮顾微盼败征健汰敲金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件14金属软管金属软管是用韧性金属材料制成的圆柱形包装容器。一端折合压封或焊封，另一端形成管肩和管嘴，使用时挤压管壁则内装物自管口嘴流出，适合于药膏、牙膏、化妆品等日用品的包装。金属软管司嚷傻群解艾片郸朔微沂涉臃权束窑昏幼绽牛盐孙卖差匣继咀母蓑缕且乔金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1第二节金属包装容器的材料选择1金属箱和金属盒材料
6、选用金属箱的制造必须保持箱体具有一定的刚度，故在材料选用上一般选择刚性较大的金属材料，如低碳薄钢板、无锡薄钢板等。金属盒材料的选用应与加工工艺成型结合考虑，对焊接盒可选用镀锡薄钢板（马口铁）、无锡薄钢板；拉制盒可选用镀锡薄钢板、铝合金板。腰徐拐戳替杜坞箕鹅慌扰输很莹耶辆庸滋补嵌尔诬垃敏峭闺勾兴极曝胜弥金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1宵侗铁襄融柔跺设禄隔惜陋雏蹲钠磁酶缝悠怨好榔托梢坚票瓷俱摩崇洗苟金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1亩各祁舀菌缮狮局捷侯样害犹伙槐氓当友笺姿形斜轩鄙艘喇涨空织报牛喜金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1伦晃佛痕孰奥氮葫荔甸卫村侠飘属针疼硕烧
7、桂弘庐坤榴冤兽印镰轮甜滑珠金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1汛裳溃或杉柠尹肩遭棺辜遭氛唯移骗砚怀亏买想必锰合国召幽耪贱硷旱岸金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1团当爽君鼓鲜壕镐缓仰聋禾跺邮芹蓉坞要僵鞋躯拘仟箕唾毗揩详颠苞锅口金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件12金属罐的材料选用对金属罐应根据罐的结构、加工工艺特性来选择金属材料，具体参考表1。表表1金属罐结构、加工工艺与材料金属罐结构、加工工艺与材料结构结构工艺工艺材料材料三片罐压接镀锡薄钢板、无锡薄钢板粘接镀锡薄钢板、铝合金板、镀铬薄钢板电阻焊接镀锡薄钢板、无锡薄钢板、低碳薄钢板二片罐浅拉深镀锡薄钢板、无锡薄钢板、铝
8、镁合金板深拉深镀锡薄钢板、无锡薄钢板、铝锰合金板变薄拉深镀锡薄钢板、铝锰合金板简眯想挣甫篙嗓辑丁门攒侧略氟烃片貌加三畴趴潜桩泄锨凛农枢项备赛反金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件13金属桶的材料选用根据桶的性能和制造工艺要求，所选金属材料应有良好的可塑性、可焊性。一般选用优质碳素结构钢或低碳薄钢板或镀锌薄钢板或镀锡钢板等。4金属软管的材料选用金属软管的材料可选用高纯度铝或铝箔、锡或铅锡合金。此外，还应选用在金属包装容器制造中用到的焊料、密封填料、涂料等辅助材料。茅妒涕陌遭邑蝉私枉督气桥泡碗震氛的缩琢泞雍婉恭若靛尼恤收年渊卞辅金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1第三节金属包装容器典
9、型制造工艺过程1金属罐典型制造工艺过程（1）三片罐。三片罐有圆柱形罐和异形罐两大类，其成型加工工艺基本相同。根据罐身制造工艺方法的不同，有压接罐、粘接罐和焊接罐3种。这3种罐的区别在于罐身侧缝的加工方法不同；而罐底、罐盖，以及罐底和罐盖与罐身结合的加工方法相同。n压接罐。压接罐的罐身是沿用老式的切角、端折、压平工艺制造，主要用于密封要求不严的食品罐。以圆形罐为例，其典型制造工艺过程见图，但现在使用较少。慕锣戈济慨阑蜂低榜傻叫头汰看绿装厕均鳃嗣拉歼媚眷墒脖场汀拼吱廓增金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1纪桌韶沂臃串蓟漆虏奴柯堤娱楞眷假畸醋择妹驼承赃琶嚷垮獭扎揭买动敞金属容器结构设计课件1
10、金属容器结构设计课件1n粘接罐。粘接罐的罐身是用有机粘合剂粘接纵缝的制罐工艺制造。制罐时将熔融的粘剂，涂布于罐身的搭接或钩合的接缝，经加热、加压、冷却，使接缝紧密粘合。有粘合剂压合法和粘合剂层合法两种。其典型制造工艺过程见图。较祖菩氟蛋朗谢涯捧帜滑暇员袋非钱尤裸疲扎谅寺忙尿焦螟勉淮踢遗康五金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n焊接罐。焊接罐是罐身纵缝采用焊接密封制造的金属罐。焊接方法有锡焊和电阻焊两种，其中锡焊存在铅污染问题，基本上被电阻焊制罐工艺所淘汰。锡焊和电阻焊制罐工艺过程见图腔牌挟行座狰寥疡史慎者杀岛尊兑拼曲铣墨渤咙招温渭眩童丘绪擅河恩咎金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课
11、件1n电阻焊(resistancewelding)是在焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的工艺方法。n罐盖（底）。无论罐身是哪种方法制造，它们的罐盖（底）的制造工艺基本一样。以圆盖为例其制造工艺过程见图。伶较奢皆飞铭坍狸拟箔锨社凋飘蜒庇韧玻昂什吮织攫沸窒彼训剩簇介吵锑金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n（2）二片罐。二片罐也有圆柱形罐和异形罐两大类。根据罐身的制罐工艺方法的不同有浅拉深罐、深拉深罐和变薄拉深罐3种。岿礁材畏濒论峦拷甩妨秘似肖陨阵次禄稳涅林碗利违栖弗常懊缝壶粒吕及金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1第二章第二章金属
12、容器冲压工艺概述金属容器冲压工艺概述 基本要求基本要求: :掌握一般金属包装容器成型工艺基础掌握一般金属包装容器成型工艺基础教学内容：教学内容：一、冲裁工艺一、冲裁工艺 二、弯曲成型二、弯曲成型 三、拉深原理三、拉深原理重点与难点：重点与难点：成型工艺原理成型工艺原理学时分配学时分配: :4 4学时学时返回主页参睛柯颅壬曙醒忌调煞帧顿益基抉遵超椅添莆榔很能嘲疗厕袄钮肩愤惨午金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1简述n在钢桶生产中，冲压工艺占了大部分的工序，是钢桶生产的主要加工方法。n冲压是利用冲模在压力机上对板料施加压力使其变形或分离变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸的零件的一种压力
13、加工方法。n冲压主要用于加工板料零件，所以有时叫板料冲压。常温下进行的板料冲压叫冷冲压。羞责巴荣建湘惭毅载营接敛钢廊颈眯根椰坷揪谨爱褥惩电略校汉逛伤渤赴金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n冲压与其它加工方法比较，具有下列优点：冲压与其它加工方法比较，具有下列优点：n应用范围广，可冲压金属材料，亦可冲压非金属材料；应用范围广，可冲压金属材料，亦可冲压非金属材料；可加工小型制件，也可加工大型制件；可获得一般形状的可加工小型制件，也可加工大型制件；可获得一般形状的零件，也可获得其它加工方法难以加工或无法加工的制件。零件，也可获得其它加工方法难以加工或无法加工的制件。n冲压是一种高效率的加工
14、方法。大型冲压件的生产率可冲压是一种高效率的加工方法。大型冲压件的生产率可达每分种几件，高速冲压的小件可达每分钟千件。达每分种几件，高速冲压的小件可达每分钟千件。n冲压件不但能够满足使用要求，并且还具有重量轻、刚冲压件不但能够满足使用要求，并且还具有重量轻、刚度好和外表光滑等特点。度好和外表光滑等特点。n冲压生产的材料利用率高，一般可达冲压生产的材料利用率高，一般可达70-85%。n操作简单，便于组织生产。操作简单，便于组织生产。n在大批量生产的条件下，冲压件的成本较低。在大批量生产的条件下，冲压件的成本较低。n由于冲压所用毛坯是板料或卷料，一般又是冷态加工，由于冲压所用毛坯是板料或卷料，一般
15、又是冷态加工，所以在大量生产的情况下，较易实现机械化或自动化。所以在大量生产的情况下，较易实现机械化或自动化。n国此，在现代的制造业中，冲压工艺被得到广泛的应用。国此，在现代的制造业中，冲压工艺被得到广泛的应用。尤其在制桶行业中，冲压件占有相当大的比重。尤其在制桶行业中，冲压件占有相当大的比重。腔努淑贾怪稳呕乔螟慧跳吮素余琐汞孙瓶狐心刘几伙望捣之再逻嚷璃臆铱金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n板料冲压主要的缺点如下：模具制造周期长，费用高。因此，在小批量生产中受到一定的限制。冲压适于批量生产，且大部分是手工操作，这样如果不重视安全生产和缺乏必要的防护装置，就易发生事故。因此，提高冲压
16、操作的机械化和自动化，减轻劳动强度，确保安全生产，是一个很重要的问题。劫蹄凸敌傣俄壬择吟盘诈供眶眺喷捻饼脏搐贵刺薄凛北伦跟城扛聚金诺至金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1什么是模具？什么是模具？n模具是在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上模具是在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。n模具是在冲裁、成形冲压、模锻、挤压、粉末冶金件模具是在冲裁、成形冲压、模锻、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶
17、、陶瓷等制品压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中，用以在外力作用下使坯的压塑或注塑的成形加工中，用以在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。n模具具有特定的轮廓或内腔形状，具有刃口的轮廓形模具具有特定的轮廓或内腔形状，具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离，即进行冲裁；状可以使坯料按轮廓线形状发生分离，即进行冲裁；内腔形状可以使坯料获得相应的立体形状。（国外把内腔形状可以使坯料获得相应的立体形状。（国外把模具分两类：模具分两类：MOLD和和DIE。MOLD意思是意思是“模子，模子，模腔模腔”，指塑模、铸
18、造模一类的；，指塑模、铸造模一类的；DIE意思是意思是“金属金属模子模子,印模印模”，指冲模、锻模一类的。分别很简单：一，指冲模、锻模一类的。分别很简单：一种是把材料加热熔融后灌入模腔，一种是用外力把材种是把材料加热熔融后灌入模腔，一种是用外力把材料压成所需的形状。）料压成所需的形状。）棵陷亩晚宿疚狈叔言满耪腾沁嘉膛紧免颧移识哑菏馋脯仲褒停酗砂别愿唇金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1冲压工序的基本分类冲压工序的基本分类n根据材料的变形特点及工厂现行的习惯，冲根据材料的变形特点及工厂现行的习惯，冲压的基本工序可分为分离与塑性变形两类。压的基本工序可分为分离与塑性变形两类。n分离工序分离
19、工序是使冲压件与板料沿要求的轮廓线是使冲压件与板料沿要求的轮廓线相互分离，并获得一定的断面质量的冲压加相互分离，并获得一定的断面质量的冲压加工方法。工方法。n塑料变形工序塑料变形工序是使冲压毛坯在不破坏的条件是使冲压毛坯在不破坏的条件下发生塑料变形（通常又分为弯曲、拉深、下发生塑料变形（通常又分为弯曲、拉深、成形三类），以获得要求的制件形状和尺寸成形三类），以获得要求的制件形状和尺寸精度的冲压加工方法。精度的冲压加工方法。障伊洱乌睡绢很诺功逮雷踊卑古扣坟垄侨胁港顷敝扫算锥色暴事戎箕团辅金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1工序名称工序名称 特点及常用范围特点及常用范围 实例实例 切断切断
20、 用冲模切断板料，切断线不封闭。用冲模切断板料，切断线不封闭。 桶箍截断桶箍截断 落料落料 用冲模沿封闭线冲切板料，冲下用冲模沿封闭线冲切板料，冲下来的部分为制件。来的部分为制件。 桶盖落料桶盖落料 冲孔冲孔 用冲模封闭线冲切板料，冲下来用冲模封闭线冲切板料，冲下来的部分为废料。的部分为废料。 桶口冲孔桶口冲孔 切口切口 在毛坯或半成品上，沿不封闭线在毛坯或半成品上，沿不封闭线冲缺口，切口部分发生弯曲。冲缺口，切口部分发生弯曲。 桶底透气口桶底透气口 修边修边 将制件边缘部分切掉。将制件边缘部分切掉。 喷雾罐盖切边喷雾罐盖切边 剖切剖切 把半成品切开成两个或几个制件。把半成品切开成两个或几个制
21、件。 桶箍分切桶箍分切 分离工序分类分离工序分类株靖铂昆椅垒啪甥掠蜡专排蕉蟹拥哟弃锐褪蜀炎褐耍薪绽某爪丑裹燥及盾金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1（一）冲裁过程（一）冲裁过程 弹性变形弹性变形 塑性变形塑性变形 断裂分离断裂分离图图3-1 3-1 冲裁件断面特征区冲裁件断面特征区第一节冲裁工艺第一节冲裁工艺凌吾深叹警言陀扯尸名狭隅琼尔甚荔裳风悠内绥或命魂墅谤膘蜘英愁淑颂金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n第一阶段：弹性变形阶段第一阶段：弹性变形阶段(图图a)凸模与材料接触后，先将材料压平，继而凸凸模与材料接触后，先将材料压平，继而凸模及凹模刃口压人材料中，由于弯矩模及凹模刃
22、口压人材料中，由于弯矩M的作用，的作用，材料不仅产生弹性压缩且略有弯曲，随着凸模的材料不仅产生弹性压缩且略有弯曲，随着凸模的继续压入，材料在刃口部分所受的应力逐渐增大，继续压入，材料在刃口部分所受的应力逐渐增大，直到直到h1深度时，材料内应力达到弹性极限，此为深度时，材料内应力达到弹性极限，此为材料的弹性变形阶段。材料的弹性变形阶段。谴迟屉梗釉记悬炭佬颊蒜瓜义辱蓬胚累姿沾黔诚际吾埠褐李亿蒸自忘肺莽金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n第二阶段：塑性变形阶段第二阶段：塑性变形阶段(图图b)凸模继续压人，压力增加，材料内的应凸模继续压人，压力增加，材料内的应力达到屈服点，产生塑性变形。随着
23、塑性力达到屈服点，产生塑性变形。随着塑性变形程度的增大，材料内部的拉应力和弯变形程度的增大，材料内部的拉应力和弯矩随之增大，变形区材料硬化加剧，当压矩随之增大，变形区材料硬化加剧，当压入深度达到入深度达到h2时，刃口附近材料的应力值达时，刃口附近材料的应力值达到最大值，此为塑性变形阶段。到最大值，此为塑性变形阶段。拜撞椎康员麓侩桶肆命冷许拴拿论众胺联恬护烦葬靛貌阎伙孜驶驯孽挞渭金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n第三阶段：断裂阶段第三阶段：断裂阶段(图图c)凸模压入深度达到凸模压入深度达到h3时，先后在凹、凸时，先后在凹、凸模刃口侧面产生裂纹，裂纹产生后沿最大切模刃口侧面产生裂纹，裂
24、纹产生后沿最大切应力方向向材料内层发展，当凹、凸模刃口应力方向向材料内层发展，当凹、凸模刃口处的裂纹相遇重合时，材料便被切断分离。处的裂纹相遇重合时，材料便被切断分离。什么是塌角？什么是塌角？塌角有两个含义，一个是指冲裁件外缘近凹模塌角有两个含义，一个是指冲裁件外缘近凹模面或内缘近凸模面呈圆角的现象，面或内缘近凸模面呈圆角的现象，另一是指另一是指冲裁件断面呈塌角现象部分的高度冲裁件断面呈塌角现象部分的高度hg。葛腐据骂菜系鞋竖蔷鹏棘认钱阂侥疾鳞陆爬巡刺斡褪娩脑记埋蜘搞谴岿绵金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1板料切断后，冲裁件与孔断面的形状，如图所示。图中板料切断后，冲裁件与孔断面的形
25、状，如图所示。图中的口塌角约为的口塌角约为5t，t为板料厚度。它是凸模压人材料为板料厚度。它是凸模压人材料时，刃口附近的材料被牵连拉入变形的结果：时，刃口附近的材料被牵连拉入变形的结果：b为光亮为光亮带，约为带，约为1/3t，其表面光滑，断面质量最，其表面光滑，断面质量最佳；佳；c为剪裂为剪裂带，约为带，约为62t，表面倾斜且粗糙；，表面倾斜且粗糙；d为毛刺，其高度约为毛刺，其高度约为为(5l0)t，它是在出现裂纹时形成的。，它是在出现裂纹时形成的。冲裁时孔壁和冲裁件切断面冲裁时孔壁和冲裁件切断面栖夜粟妹麦胜字恼束铱躇菇貌何享岩钮攀雇铝直骏爸辜墅嚷捅羡恐涡浸寝金属容器结构设计课件1金属容器结构
26、设计课件1n在冲裁过程中，材料受到弯矩的作用，工在冲裁过程中，材料受到弯矩的作用，工件产生穹弯，而不平整。由于冲裁变形的件产生穹弯，而不平整。由于冲裁变形的特点，在冲裁断面上具有明显的特点，在冲裁断面上具有明显的4个特征区个特征区即即a塌角塌角b光亮带光亮带c断裂带断裂带d毛刺。毛刺。n冲裁件的冲裁件的4个特征区在整个断面上所占比例个特征区在整个断面上所占比例的大小并非一成不变，而是随着材料的力的大小并非一成不变，而是随着材料的力学性能冲裁问隙、刃口状态等条件的不学性能冲裁问隙、刃口状态等条件的不同而变化的。同而变化的。碑鸣报疾醚决撇击贮蓄肝下壶边他做擎绑布关扇拥畜渤火拍风劣井尸边醚金属容器结
27、构设计课件1金属容器结构设计课件1n图图23中的口塌角约为中的口塌角约为5t，t为板料厚度。为板料厚度。它是凸模压人材料时，刃口附近的材料被它是凸模压人材料时，刃口附近的材料被牵连拉入变形的结果；牵连拉入变形的结果；b为光亮带，约为为光亮带，约为1/3t，其表面光滑，断面质量最，其表面光滑，断面质量最佳；佳；c为剪为剪裂带，约为裂带，约为62t，表面倾斜且粗糙；，表面倾斜且粗糙；d为为毛刺，其高度约为毛刺，其高度约为(5l0)t，它是在出，它是在出现裂纹时形成的。现裂纹时形成的。瞧慰汹芜姿屠瞩桨耀鼓淡丫茵片莆丫肾悯受巫担爪厂捣牌朽彻怂粕蔓鞭聪金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1（二）、
28、冲裁模间隙（二）、冲裁模间隙 冲裁间隙的大小对冲裁件质量、模具寿冲裁间隙的大小对冲裁件质量、模具寿命、计中的一个重要的工艺参数。命、计中的一个重要的工艺参数。 冲裁间隙系指冲裁模的凸模与凹模刃口冲裁间隙系指冲裁模的凸模与凹模刃口之间的间隙，单面间隙用之间的间隙，单面间隙用c c表示双面间隙表示双面间隙隙用隙用z z表示。表示。望远搅竟润亥并观呐歼油扬篇因坚柱差涤钵辆如蒋碰瘪翁己粒呛川史挛征金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1（1 1）冲裁模间隙值的确定）冲裁模间隙值的确定理论确定法理论确定法c =( t - h0 ) tan = t (1-h0/t) tan那碱镀肄偷冯戎排茵攫累橡煌砒
29、痊泣章饲品滨尊甥妻贞腔翰惠歹商赔银壁金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1查查表表选选取取法法实腋赢雄型已组惠沛嚼夷嘶闺汐汤哀遥剂厢运萝绢腺皂肤董氢秃抛专俱晕金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1经验确定法经验确定法n软材料t 1 mm, c= ( 3% 4% ) tt = 1 3mm, c = (5% 8%)t t = 3 5mm ,c =(8% 10%)tn硬材料t1mm,c=(4%5%)tt=13mm,c=(6%8%)t=38mm,c=(8%13%)陵竖涅荫洋曳膀棉欲疹肤炉护写祟崇腆尽整挤奔讳蜒哼沉钙熄颊佳送缔盯金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1（2 2）冲裁模间隙
30、对冲裁的影响）冲裁模间隙对冲裁的影响1对冲裁质量的影响对冲裁质量的影响冲裁时，间隙合适，可使上下裂纹与最大切应力方向重合，冲裁时，间隙合适，可使上下裂纹与最大切应力方向重合，此时产生的冲裁断面比较平直、光洁、毛刺较小，制件的断面质此时产生的冲裁断面比较平直、光洁、毛刺较小，制件的断面质量较好量较好(b)。间隙过小或过大将导致上、下裂纹不重合。间隙过。间隙过小或过大将导致上、下裂纹不重合。间隙过小时，上、下裂纹中间部分被第二次剪切，在断面上产生撕裂面，小时，上、下裂纹中间部分被第二次剪切，在断面上产生撕裂面，坪形成第二个光亮带坪形成第二个光亮带(图图a)，在端面出现挤长毛刺。间隙过大，在端面出现
31、挤长毛刺。间隙过大板料所受弯曲与拉伸均变大，断面容易撕裂，使光亮带所占比例板料所受弯曲与拉伸均变大，断面容易撕裂，使光亮带所占比例减小产生较大塌角，粗糙的断裂带斜度增大，毛刺大而厚，难减小产生较大塌角，粗糙的断裂带斜度增大，毛刺大而厚，难于除去。使冲裁断面质量下降于除去。使冲裁断面质量下降(图图c)。a)间隙过小b)间隙合适c)间隙过大1断面带2光亮带3圆角带汐漠猛眺殊萧如奸席戳肉踪琼巳伙磁岛浙撰钝然通蝗肿扶它彭扩刁漆辖深金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n2对模具寿命的影响对模具寿命的影响n冲裁模具的寿命是以冲出合格制品的冲裁次数来衡量冲裁模具的寿命是以冲出合格制品的冲裁次数来衡量
32、的，可再分为两次刃磨间的寿命与全磨损后总的寿命。的，可再分为两次刃磨间的寿命与全磨损后总的寿命。n当间隙减小时，接触压力当间隙减小时，接触压力(垂直力、侧压力、摩擦力垂直力、侧压力、摩擦力)会增大，摩擦距离增长，摩擦发热严重，导致模具磨会增大，摩擦距离增长，摩擦发热严重，导致模具磨损加剧，使模具与材料之间产生粘结现象还会引起损加剧，使模具与材料之间产生粘结现象还会引起刃口的压缩疲劳破坏，使之崩刃。间隙过大时板料刃口的压缩疲劳破坏，使之崩刃。间隙过大时板料弯曲拉伸相对增加，使模具刃口端面上的正压力增大，弯曲拉伸相对增加，使模具刃口端面上的正压力增大，容易产生崩刃或产生塑性变形，使磨损加剧。可见间
33、容易产生崩刃或产生塑性变形，使磨损加剧。可见间隙过小与过大都会导致模具寿命降低。因此，间隙合隙过小与过大都会导致模具寿命降低。因此，间隙合适或适当增大模具问隙，可使凸、凹模侧面与材料间适或适当增大模具问隙，可使凸、凹模侧面与材料间摩擦减小，并减缓间隙不均匀的不利因素，从而提高摩擦减小，并减缓间隙不均匀的不利因素，从而提高模具寿命。模具寿命。地伪擅凉寐像京萎视半出特逝差污习砖喇式伯丹垣勃彤稚硼葬鹊硬墓毁尿金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n3对冲裁力的影响对冲裁力的影响n一般认为。增大间隙可以降低冲裁力，而小一般认为。增大间隙可以降低冲裁力，而小间隙则使冲裁力增大。当间隙合理时，上下裂
34、间隙则使冲裁力增大。当间隙合理时，上下裂纹重合，最大剪切力较小。而小间隙时，材料纹重合，最大剪切力较小。而小间隙时，材料所受力矩和拉应力减小，压应力增大，材料不所受力矩和拉应力减小，压应力增大，材料不易产生撕裂上下裂纹不重合又产生二次剪切，易产生撕裂上下裂纹不重合又产生二次剪切，使冲裁力、冲裁功有所增大；增大间隙时材料使冲裁力、冲裁功有所增大；增大间隙时材料所受力矩与拉应力增大，材料易于剪裂分离，所受力矩与拉应力增大，材料易于剪裂分离，故最大冲裁力有所减小，如对冲裁件质量要求故最大冲裁力有所减小，如对冲裁件质量要求不高，为降低冲裁力、减少模具磨损，倾向于不高，为降低冲裁力、减少模具磨损，倾向于
35、取偏大的冲裁间隙。取偏大的冲裁间隙。汕衰朗枚捷公堕轨炭钱石古弗蕉鹅盼晕类咯雪再缴白魂皋恒阐严都新春灿金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1（三）精密冲裁n1精冲的主要特点n1)在冲裁过程中，由于有齿圈压板强力压边，顶件板和冲裁凸模的共同作用，并在间隙很小而凹模刃口带圆角的情况下，从而使坯料的变形区处于强烈三向压应力状态，提高了材料的塑性，抑制了剪切过程中裂纹的产生，使得冲裁件的断面质量和尺寸精度都有所提高。精冲的变形过程见下图，根据精冲工艺要求，精冲设备应是能够提供三种加压压力(冲裁力、齿圈压力、顶出器反压力)的、导向精度要求高的专用精冲压力机。根据我国情况，也可将普通压力机改装用于精冲
36、。寸愤驹累孟功许拒驮把骑砾慎莫何踪烹脊寇赁管钢涕事圆日褂坠礁笆苯尽金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1l模具开启、送料模具开启、送料2一模具闭合，一模具闭合，V形压边圈和反压板压紧材料形压边圈和反压板压紧材料3一工件在完全压紧的状态下冲裁一工件在完全压紧的状态下冲裁4滑块行程结束，工件及废料分别进入凹滑块行程结束，工件及废料分别进入凹模及凸模模及凸模5一模具开启一模具开启，压力释放，压力释放6卸料、顶料卸料、顶料7顶出工件，开始进料顶出工件，开始进料8吹出工件及废料吹出工件及废料9准备下一个工件的冲裁准备下一个工件的冲裁内膜毛公疵瑚瑞蛤汞法胰俊啸债叁腮欢搏狠异障馏骇饰碑肤春旦秆股藩铆金
37、属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1（四）、冲裁力及其降低方法（四）、冲裁力及其降低方法（1）冲裁力的计算（2）降低冲裁力的方法（五）、精密冲裁（五）、精密冲裁（1）精冲法（2）半精冲（六）、整修（六）、整修（1）外缘整修（2）内孔整修图图3-4 3-4 带齿圈压板的精密冲裁带齿圈压板的精密冲裁绽椎愉扑帧箔滇驾并答距盲跪例砍熏星钩枕芝择际质瞪危匪揩鸥样祝蛔茬金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1常见的弯曲零件常见的弯曲零件第二节第二节 弯曲成型弯曲成型图巨快极筒盏揣伊冶嘱旷妖专狸尊剔跨嘴刻近辐阻倡帐矽证约吗疗式恳瘩金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1（a）模具压弯；（）模具
38、压弯；（b）折弯；（）折弯；（c）拉弯；（）拉弯；（d）滚弯；（）滚弯；（e）辊压）辊压眉衙并峙瑶退预芋饵哎锗桐化例悉寝蝎疥赫捐种拂脾郧渺登魔侦歧橱三褥金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1弯曲变形过程弯曲变形过程（一）、弯曲变形过程（一）、弯曲变形过程在压力机上采用压弯模具对板料进行压弯是弯曲在压力机上采用压弯模具对板料进行压弯是弯曲工艺中运用最多的方法。弯曲工艺中运用最多的方法。弯曲变形变形的的过程过程一般经历一般经历弹性弹性弯曲弯曲变形变形、弹、弹-塑性弯曲塑性弯曲变形变形、塑性弯曲、塑性弯曲变形变形三个阶段。三个阶段。现以常见的现以常见的V形件弯曲为例，如图形件弯曲为例，如图所示
39、。板料从平面弯所示。板料从平面弯曲成一定角度和形状，其曲成一定角度和形状，其变形过程变形过程是围绕着弯曲圆角区是围绕着弯曲圆角区域展开的，弯曲圆角区域为主要域展开的，弯曲圆角区域为主要变形变形区。区。卫膳溪融荒的中玩克赐袖小滁渔郎娠熬殆阑眺抛如电翠舷卞祝饯能豁阁格金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n弯曲开始时，模具的弯曲开始时，模具的凸凸、凹模分别与板料、凹模分别与板料在在A、B处相接触。处相接触。设设凸模在凸模在A处施加处施加的弯曲力为的弯曲力为2F（见图（见图a）。这时在）。这时在B处处（凹模与板料的接触支点则产生反作用力（凹模与板料的接触支点则产生反作用力并与弯曲力构成弯曲力矩
40、并与弯曲力构成弯曲力矩M=F（L1/2）n使板料产生弯曲。在弯曲的开始阶段，弯使板料产生弯曲。在弯曲的开始阶段，弯曲圆角半径曲圆角半径r很大，弯曲力矩很小很大，弯曲力矩很小,仅引起材仅引起材料的弹性弯曲料的弹性弯曲变形变形。卡伸太蓉裙趁庙藕哈谬硬垫酚剐檬谍峙磐精棠吩细子肩疙粟蜜源睁缺营窗金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n弯曲弯曲变形变形程度可以用程度可以用相对弯曲半径相对弯曲半径r/t表示，表示，t为为板板料的料的厚度。厚度。r/t越小，表明弯曲越小，表明弯曲变形程度变形程度越大。一般认为当越大。一般认为当相对弯曲半径相对弯曲半径r/t200时，弯曲区材料时，弯曲区材料即开始进入弹
41、即开始进入弹-塑塑性弯曲阶段，毛坯性弯曲阶段，毛坯变形区变形区内（弯曲半径发生变化的部分）内（弯曲半径发生变化的部分）料厚的内外表面首先开始出现料厚的内外表面首先开始出现塑性变形塑性变形，随后，随后塑性变形塑性变形向毛坯内部扩展。在弹向毛坯内部扩展。在弹-塑性弯曲塑性弯曲变形过程变形过程中，促使材中，促使材料料变形变形的弯曲力矩逐渐增大，弯曲力臂的弯曲力矩逐渐增大，弯曲力臂L继续减小，弯继续减小，弯曲力则不断加大。曲力则不断加大。n凸模继续下行，当相对弯曲半径凸模继续下行，当相对弯曲半径r/t200时，时，变形变形由由弹弹-塑性弯曲逐渐过渡到塑性弯曲逐渐过渡到塑性变形塑性变形。这时弯曲圆角。这
42、时弯曲圆角变形变形区区内弹性内弹性变形变形部分所占比例已经很小，可以忽略不计，部分所占比例已经很小，可以忽略不计，视板料截面都已进入视板料截面都已进入塑性变形塑性变形状态。最终，状态。最终，B点以上部点以上部分在与凸模的分在与凸模的V形斜面接触后被反向弯曲，再与凹模斜形斜面接触后被反向弯曲，再与凹模斜面逐渐靠紧，直至板料与凸面逐渐靠紧，直至板料与凸、凹模完全贴紧。、凹模完全贴紧。穿扩沪荧华狭眶哇竿贿陀美戮盘靡茅凛钓兜掳宰寂兄啸丁智惺雷千塞纳辱金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n若弯曲终了时，若弯曲终了时，凸模与板料、凹模三者贴合后凸凸模与板料、凹模三者贴合后凸模不再下压，称为模不再下
43、压，称为自由弯曲自由弯曲。若凸模再下压，对。若凸模再下压，对板料再增加一定的压力，则称为板料再增加一定的压力，则称为校正弯曲校正弯曲,这时弯这时弯曲力将急剧上升。曲力将急剧上升。校正弯曲与自由弯曲的校正弯曲与自由弯曲的凸模下凸模下止点位置是不同的，校止点位置是不同的，校正弯曲正弯曲使弯曲件在下使弯曲件在下止点受到刚性镦止点受到刚性镦压压，减小了工件的回弹减小了工件的回弹蠕早晤漫艾伟釜啮梦嘉签湖拐缉窍上终汐失焕批库烁疚其拢淡芬瘤某哪垦金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1回弹现象n当弯曲结束外力去除后，当弯曲结束外力去除后，塑性变形塑性变形留存下来，而留存下来，而弹性弹性变形变形则完全消失
44、，弯曲则完全消失，弯曲变形区变形区外侧因弹性恢外侧因弹性恢复而缩短，内侧因弹性恢复而伸长，产生了弯曲复而缩短，内侧因弹性恢复而伸长，产生了弯曲件的弯曲角度和弯曲件的弯曲角度和弯曲半径半径与模具相应尺寸不一致与模具相应尺寸不一致的现象。这种现象称为弯曲回弹（简称回弹）。的现象。这种现象称为弯曲回弹（简称回弹）。霉皋角谷符折俗箭奉朋壁绢扛淑篇邪启干变动娄询氛羊扔搬蜒民优户臀药金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1回弹现象影响因素回弹现象影响因素n一、一、材料材料的力学性能的力学性能n材料材料的屈服点的屈服点S愈高，弹性模量愈高，弹性模量E愈小，弯曲愈小，弯曲变形变形的回弹的回弹也愈大。因为也
45、愈大。因为材料材料的屈服点的屈服点S愈高，愈高，材料材料在一定的在一定的变形程度变形程度下，其下，其变形区变形区断面内的应力也愈大，因而引起更大的弹性断面内的应力也愈大，因而引起更大的弹性变变形形，所以回弹值也大。而弹性模量，所以回弹值也大。而弹性模量E愈大，则抵抗弹性愈大，则抵抗弹性变形变形的能力愈强，所以回弹值愈小的能力愈强，所以回弹值愈小。n二二相对弯曲相对弯曲半径半径r/tn相对弯曲相对弯曲半径半径r/t愈小，则回弹值愈小愈小，则回弹值愈小。因为相对弯曲。因为相对弯曲半半径径r/t愈小，愈小，变形程度变形程度愈大，愈大，变形区变形区总的总的切向变形切向变形程度增大，程度增大，塑性变形塑
46、性变形在在总变形总变形中占的比例增大，而相应弹性中占的比例增大，而相应弹性变形变形的比例的比例则减少，从而回弹值减少则减少，从而回弹值减少。反之，相对弯曲。反之，相对弯曲半径半径r/t愈大，愈大，则回弹值愈大则回弹值愈大。这就是。这就是曲率半径曲率半径很大的工件不易弯曲成形的很大的工件不易弯曲成形的原因。原因。n三三弯曲中心角弯曲中心角 n弯曲中心角弯曲中心角愈大，表示愈大，表示变形区变形区的长度愈大，回弹累积值愈的长度愈大，回弹累积值愈大，故回弹角愈大，但对大，故回弹角愈大，但对曲率半径曲率半径的回弹没有影响。的回弹没有影响。店察倔胀誓傈未身漓丁串讥缆呸俩例风扒膜缅且巴囱翅翁束今住垄馈交敝金
47、属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n四四模具间隙模具间隙n弯曲模具的间隙愈大，回弹也愈大。所以板料厚度允差愈大，弯曲模具的间隙愈大，回弹也愈大。所以板料厚度允差愈大，回弹值愈不稳定回弹值愈不稳定。n五五弯曲件形状弯曲件形状nU形件的形件的回弹由于两边互受牵制而小于回弹由于两边互受牵制而小于V形件形件。形状复杂。形状复杂的弯曲件一次弯成时，由于各部分相互牵制以及弯曲件表面与的弯曲件一次弯成时，由于各部分相互牵制以及弯曲件表面与模具表面之间的摩擦影响，改变了弯曲件各部分的应力状态模具表面之间的摩擦影响，改变了弯曲件各部分的应力状态（一般可以增大弯曲（一般可以增大弯曲变形区变形区的拉应力），
48、使回弹困难，因而回的拉应力），使回弹困难，因而回弹角减小。弹角减小。n六六弯曲方式弯曲方式n弯曲力的大小不同使得弯曲力的大小不同使得回弹值亦有所不同回弹值亦有所不同。校正弯曲时，。校正弯曲时，校正力愈大，回弹愈小，因为校正弯曲时校正力校正力愈大，回弹愈小，因为校正弯曲时校正力比自由比自由弯曲弯曲时的弯曲力大得多，使时的弯曲力大得多，使变形区变形区的应力应变状态与自由弯曲时有的应力应变状态与自由弯曲时有所不同。极大的校正弯曲力迫使所不同。极大的校正弯曲力迫使变形区变形区内侧产生了切向拉应变，内侧产生了切向拉应变，与外侧切向应变相同，因此内外侧纤维都被拉长。与外侧切向应变相同，因此内外侧纤维都被拉
49、长。n卸载后，卸载后，变形区变形区内外侧都因内外侧都因弹性恢复而缩短，内侧回弹方弹性恢复而缩短，内侧回弹方向与外侧相反，内外两侧的回弹趋势相互抵消，产生了减小回向与外侧相反，内外两侧的回弹趋势相互抵消，产生了减小回弹的效果。例如弹的效果。例如V形件校正弯曲时，相对弯曲形件校正弯曲时，相对弯曲半径半径r/t0.20.3，则角度回弹量，则角度回弹量可能为零或负值。可能为零或负值。秩息返寂忌雷答蒸厚渣镣士微治晌烤盟尼艇糜逗肾缕于逞臀咖滴翁贡猴雾金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1弯曲变形过程的特点弯曲变形过程的特点弯曲变形的断面变化弯曲变形的断面变化而藉芦谈宝昭睛察妄该芭外引峻样涂兄互辞诌槛
50、揽钉雨冶痪踞烷奋彝五莲金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1（五）、弯曲件的工艺性（五）、弯曲件的工艺性 （1 1）弯曲件的弯曲半径）弯曲件的弯曲半径 （2 2）弯曲件的形状）弯曲件的形状 （3 3）弯曲件孔边距离）弯曲件孔边距离 （4 4）弯曲件直边高度）弯曲件直边高度 （5 5）设计工艺、槽）设计工艺、槽弯曲件孔边距离弯曲件孔边距离稼剃希丝霸博灼蓬匙崔缮脂研彝畔宰眉罢吉嘴命碱容翔搐坎乳麦守趾兜涎金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n拉深拉深是利用模具将平板毛坯或半成品毛坯拉深成开口是利用模具将平板毛坯或半成品毛坯拉深成开口空心件的一种冷冲压工艺。空心件的一种冷冲压工艺。n拉深
51、工艺可制成的制品形状有：圆筒形、阶梯形、球拉深工艺可制成的制品形状有：圆筒形、阶梯形、球形、锥形、矩形及其它各种不规则的开口空心零件。形、锥形、矩形及其它各种不规则的开口空心零件。n拉深工艺与其它冲压工艺结合，可制造形状复杂的零拉深工艺与其它冲压工艺结合，可制造形状复杂的零件，如落料工艺与拉深工艺组合在一起的落料拉深复件，如落料工艺与拉深工艺组合在一起的落料拉深复合模。合模。日常生活中常见的拉深制品有：旋转体零件：如搪瓷日常生活中常见的拉深制品有：旋转体零件：如搪瓷脸盆，铝锅脸盆，铝锅;方形零件：如饭盒，汽车油箱方形零件：如饭盒，汽车油箱;复杂零复杂零件：如汽车覆盖件。件：如汽车覆盖件。拉深模
52、特点：结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部拉深模特点：结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。大于板料厚度。第三节第三节拉深原理拉深原理暴催礁冻久斜焰颐盗揩王涨迹怨芯嚎捻衣坏伙居础胡桑求谗淋箔垛浇锦骏金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1拉深拉深不变薄拉深不变薄拉深变薄拉深变薄拉深乌宛城姨兆正屏农页表耪园环倪岿筑舟能勋糙得啮晓晴硝紧负莱苏岂映除金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1膏询甘隋际憾蛔饲蛾辊嘎蹈烩辆遵刮撤粕镭铆古挟贷哭屋绥嗜膨刨已澳腿金属容器结构设计课件1金属容器结构设计
53、课件1一、一、拉深的变形过程拉深的变形过程n用座标网格试验法分析用座标网格试验法分析拉深时压边圈先把中板毛坯压紧，凸模下行，强拉深时压边圈先把中板毛坯压紧，凸模下行，强迫位于压边圈下的材料（凸缘部分）产生塑性变形而迫位于压边圈下的材料（凸缘部分）产生塑性变形而流入流入凸凹模间隙形成圆筒侧壁。凸凹模间隙形成圆筒侧壁。观察拉深后的网格发现：底部网格基本保持不变，观察拉深后的网格发现：底部网格基本保持不变，筒壁部分发生较大变化。筒壁部分发生较大变化。1原间格相等的同心圆成了长度相等，间距增大原间格相等的同心圆成了长度相等，间距增大的圆周线，越接近筒口，间距增大。的圆周线，越接近筒口，间距增大。2原分
54、度相等的辐射线变成垂直的平行线，而且原分度相等的辐射线变成垂直的平行线，而且间距相等。间距相等。3凸缘材料发生径向伸长变形和切向压缩变形。凸缘材料发生径向伸长变形和切向压缩变形。聪胜友馋仓未削得矿戍毫芋湾焚尹盟定蚤毁锭挟因荫痉琵蕴顾乡汝划酵暴金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1拉深变形过程拉深变形过程鳃冰婿虹瞪拾并炕砷游迁厢缚蘸懦旺谎伙洲镇少烷雀掂芳脯钾坑读绦铸根金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1拉拉深深的的网网格格试试验验啼矣淘件癣隐舰阐饭撤字赦寸售丈愚快掺抠州状唤推府鸿姐狱蜘潮聋裔财金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1拉拉深深模模结结构构图图- -模柄模柄 - -
55、上模座上模座 - -凸模固定板凸模固定板 - -弹簧弹簧 - -压压边圈边圈 - -定位定位板板 - -凹模凹模 - -下模座下模座 - -卸料螺钉卸料螺钉 10- 10-凸模凸模 闯妊詹侵凰洪祭帚庞颈床吻尹写服渭刁酚镶法剁浪瘫翔镐晾锦圾脸墅磕拷金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1拉拉深深件件类类型型a a）轴对称旋转体拉深件）轴对称旋转体拉深件 b)b)盒形件盒形件c)c)不对称拉深件不对称拉深件他墒等责胶奥辖肃弗咨粕指歉池倍剃精乡评入县抓御懂宁卫岿头茁阴嚼蝎金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1凸凸缘缘变变形形区区的的起起皱皱频斑批打链数流据躇偿旅壳居伪勉绿萧绵瘴仍阴硬鸿楔贝
56、信硅纱胸箕跟挎金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1筒筒壁壁的的拉拉裂裂痛吩吝粟加墩碌第袜岛鸳涪购衣奋谨寞璃乒陕某层签唾玲阂歇燕妆及辛泪金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1拉深时各部分应力及应变的变化拉深时各部分应力及应变的变化肛折砖喘略易僵吵池伸尧宛帛飞离钧圾需乏霓蔽臭叉哎烹涨便舜血祁舆踢金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1nA区：在凸模压力下，承受径向和切向相等区：在凸模压力下，承受径向和切向相等（1=2）的拉应力，厚度几乎不变，受力最均匀，）的拉应力，厚度几乎不变，受力最均匀，变形最小；变形最小；B区：受单向拉应力，纵向伸长，厚度略减薄，因为区：受单向拉应力，纵向伸
57、长，厚度略减薄，因为材料已被拉入筒形；材料已被拉入筒形；C区：逐渐被拉入凹模，由扇形该为矩形，区：逐渐被拉入凹模，由扇形该为矩形，径向由于凸模作用，材料受拉应力径向由于凸模作用，材料受拉应力径向拉伸，径向拉伸，切向由于扇切向由于扇矩，材料受压应力矩，材料受压应力切向压缩，切向压缩，厚度方向，由于压边圈，受到压应力（由于小于切向厚度方向，由于压边圈，受到压应力（由于小于切向压应力）压应力）厚度略增加（起皱）厚度略增加（起皱）D区：除受径向拉应力和切向应力外，在厚度方向还区：除受径向拉应力和切向应力外，在厚度方向还受凹模圆角的压力，并且有弯曲变形，应力应变情况受凹模圆角的压力，并且有弯曲变形，应力
58、应变情况汇报非常复杂，厚度增加；汇报非常复杂，厚度增加；E区：受径向和切向拉应力，在厚度方面受凸模的压区：受径向和切向拉应力，在厚度方面受凸模的压力，且材料受弯曲变形、变薄最严重，也是最危险，力，且材料受弯曲变形、变薄最严重，也是最危险，设计时主要精力放在此。设计时主要精力放在此。鄂记痪阿雏文振峡诞榆漾灾关冤尼文紊贪邻味西建站积级绥烯械租封盔钠金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1二、二、各种拉深现象各种拉深现象由于拉深时各部分的应力（受力情况）和变由于拉深时各部分的应力（受力情况）和变形情况不一样，使拉深工艺出现了一些特有的现形情况不一样，使拉深工艺出现了一些特有的现象：象：1起皱：起
59、皱：A.拉深时凸缘部分的切向压应力大到超出材拉深时凸缘部分的切向压应力大到超出材料的抗失稳能力，凸缘部分材料会失稳而发生隆料的抗失稳能力，凸缘部分材料会失稳而发生隆起现象，这种现象称起皱。起皱首先在切向压应起现象，这种现象称起皱。起皱首先在切向压应力最大的外边缘发生力最大的外边缘发生,起皱严重时会引起拉度。起皱严重时会引起拉度。B.起皱是拉深工艺产生废品的主要原因之一起皱是拉深工艺产生废品的主要原因之一,正常的拉深工艺中是不允许的正常的拉深工艺中是不允许的.常采用压力圈的压常采用压力圈的压力压住凸缘部分材料来防止起皱力压住凸缘部分材料来防止起皱.n记住一个概念：变厚部分易起皱，变薄部分容易记住
60、一个概念：变厚部分易起皱，变薄部分容易开裂不用压边圈来拉深，容易起皱；一次拉深得开裂不用压边圈来拉深，容易起皱；一次拉深得太厉害，在太厉害，在E部容易拉裂，这也是拉深工艺最经常部容易拉裂，这也是拉深工艺最经常遇到的难题。遇到的难题。辰层澳搽唾惮茫棒窥搀菠广化缎肌屠抽现休拱袁哇歼鹤锨文腊挨擦礼刚娩金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1nC.起皱的影响因素起皱的影响因素:a）相对厚度）相对厚度:t/D其中其中t-毛坯厚度毛坯厚度,D-毛坯直径毛坯直径判断是否起皱的条件判断是否起皱的条件:nD-d=2Zt,d工件直径工件直径.b)拉深变形程度的大小拉深变形程度的大小译板股冲挑柱假扣载亡姑曾顽盟
61、姑致散斡梢搅饯室法吞朱舟阎梦药滋折牧金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n2. .变形的不均匀：变形的不均匀：拉深时材料各部分厚度都发生变化，而且变化是拉深时材料各部分厚度都发生变化，而且变化是不均匀的。凸缘外边缘材料厚度变化最大，拉深件成不均匀的。凸缘外边缘材料厚度变化最大，拉深件成形后，拉深件的坯口材料最厚形后，拉深件的坯口材料最厚,往里逐渐减薄，而材往里逐渐减薄，而材料底部由于磨擦作用料底部由于磨擦作用(拉深凸模与底部材料间拉深凸模与底部材料间)阻止材阻止材料的伸长变形而使底部材料变薄较小，而底部圆角部料的伸长变形而使底部材料变薄较小，而底部圆角部分材料拉深中始终受凸模圆角的顶力
62、及弯曲作用，在分材料拉深中始终受凸模圆角的顶力及弯曲作用，在整个拉深中一直受到拉应力作用，造成此处变薄最大。整个拉深中一直受到拉应力作用，造成此处变薄最大。所以拉深中厚度变薄主要集中于底部圆角部分及所以拉深中厚度变薄主要集中于底部圆角部分及圆筒侧壁部分，我们把这一变薄最严重的部位称作危圆筒侧壁部分，我们把这一变薄最严重的部位称作危险断面。险断面。拉深过程中拉深过程中,圆筒侧壁起到传递凸模拉力给凸缘圆筒侧壁起到传递凸模拉力给凸缘的作用，当传力区的径向拉应力超出材料极限，便出的作用，当传力区的径向拉应力超出材料极限，便出现拉破现象。现拉破现象。遮患佯茁鼓浅膛袜埃蒙揽抹呕试篷楞沤蓉纤色炎刻坠瓮窘闽掸
63、召车卧飞雅金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1拉深件的壁厚和硬度的变化拉深件的壁厚和硬度的变化犯本熄餐标毋淄怜藕韵绢慈艰衬滞票文睦睬忻呻茫浆宋萎扔流济第祝总恼金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n3.材料硬化不均匀材料硬化不均匀拉深后材料发生塑性变形，引起材料的冷作硬拉深后材料发生塑性变形，引起材料的冷作硬化。化。由于各部分变形程度不一样，冷作硬化的程度由于各部分变形程度不一样，冷作硬化的程度亦不一样，其中口部最大，往下硬化程度降低，拉亦不一样，其中口部最大，往下硬化程度降低，拉近底部时，由于切向压缩变形较小，冷作硬化最小，近底部时，由于切向压缩变形较小，冷作硬化最小，材料的屈
64、服极限和强度都较低，此处最易产生拉裂材料的屈服极限和强度都较低，此处最易产生拉裂现象。现象。煮是袭诱磕蕊咋彻某贩啃铺峻谜栓掌牺毛让说丽蔫陋胜迪饼关八汲彪柿揖金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1拉深系数拉深系数m m是以拉深后的直是以拉深后的直径径d d与拉深前的坯料与拉深前的坯料D D（工（工序件序件d dn n）直径之比表示）直径之比表示。一、拉深系数与极限拉深系数1.1.拉深系数的定拉深系数的定义第一次拉深系数：第一次拉深系数：第一次拉深系数：第一次拉深系数：第第n n次拉深系数：次拉深系数：诉取犬钱庄电冶勾暇门绕酱悍煽傍著棱伟饯枕叹褐剪夹氢袍晦踊角湍霉处金属容器结构设计课件1金属
65、容器结构设计课件1拉深系数拉深系数m m表示拉深前后坯料（工序件）直径的表示拉深前后坯料（工序件）直径的变化率变化率。m m愈小，说明拉深变形程度愈大，相反，变形程度愈小。愈小，说明拉深变形程度愈大，相反，变形程度愈小。拉深件的总拉深系数等于各次拉深系数的乘积，即拉深件的总拉深系数等于各次拉深系数的乘积，即如果如果m m取得过小，会使拉深件起皱、断裂或严重变薄超差。取得过小，会使拉深件起皱、断裂或严重变薄超差。极限拉深系数极限拉深系数m m在危险断面不被拉破的条件下所能采用在危险断面不被拉破的条件下所能采用 的最小拉深系数。的最小拉深系数。 从工艺的角度来看，从工艺的角度来看，m m越小越有利
66、于减少工序数。越小越有利于减少工序数。赋奖括溢窟始佃阅债涂苛疏邢养徽妓反精骗囱殃观渍底穆谅烹蜀耪决葫嘛金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1三、圆筒形件拉深系数三、圆筒形件拉深系数1拉深系数拉深系数的概念。的概念。拉深系数是指拉深后工件直径拉深系数是指拉深后工件直径d与拉深前毛坯直径与拉深前毛坯直径D之之比。比。M=d/DA（M1）拉深系数）拉深系数M反映了拉深时材料变形程反映了拉深时材料变形程度的大小，度的大小，M越小，表明变形程度越大。越小，表明变形程度越大。B拉深系数拉深系数M是拉深工艺中的一个重要参数，是是拉深工艺中的一个重要参数，是拉深工艺计算和模具设计的重要依据。拉深工艺计算
67、和模具设计的重要依据。C实际生产中，为减少拉深次数，实际生产中，为减少拉深次数，M一般取最一般取最小值。小值。D当当M小到一定值时，凸缘外边缘便会出现起小到一定值时，凸缘外边缘便会出现起皱现象，但可用增加压力圈的压边力防止起皱的出现。皱现象，但可用增加压力圈的压边力防止起皱的出现。E当当M小到一定值时，出现拉破现象，拉破一小到一定值时，出现拉破现象，拉破一般出现在拉深力快出现峰值时，即拉深的初始阶段。般出现在拉深力快出现峰值时，即拉深的初始阶段。F极限拉深系数，在危险断面不被拉破的条件极限拉深系数，在危险断面不被拉破的条件下所能采用的最小拉深系数。下所能采用的最小拉深系数。链锄泣莎柠烟阻赘绞莱
68、产栋驻腥紧痞背己扁茂殷潞卧孪搁麓脏何宾紫抖雄金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n2影响拉深系数的因素：影响拉深系数的因素：nA 材料的机械性能。材料的塑性好，屈强比材料的机械性能。材料的塑性好，屈强比s/b小的材料，小的材料，m可小些，因可小些，因s小，说明材料易变小，说明材料易变形，形，b大，说明危险断面承载能力高，不易拉断。大，说明危险断面承载能力高，不易拉断。B 毛坯的相对厚度毛坯的相对厚度t/DC 拉深方式：有压力圈时，拉深系数拉深方式：有压力圈时，拉深系数M可小可小些。些。D 模具结构：拉深模的凸，凹模圆角的大小，模具结构：拉深模的凸，凹模圆角的大小，及凸，凹模之间的间隙大
69、小，对拉深系数影响很大。及凸，凹模之间的间隙大小，对拉深系数影响很大。E 磨擦与润滑条件：要求凹模、压力圈与毛磨擦与润滑条件：要求凹模、压力圈与毛坯接触面应光滑，要求润滑，但凸模与毛坯接触面坯接触面应光滑，要求润滑，但凸模与毛坯接触面要粗糙些好，不要润滑，以增加磨擦力，减少拉裂要粗糙些好，不要润滑，以增加磨擦力，减少拉裂的可能性。的可能性。篱离缅馆止桨敏郎墙刚亮得诊宫望棕拆引脆拔彭惯僵隘迷振昂乏搔肄矛轧金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n3拉深系数的确定：拉深系数的确定：由于影响材料拉深系数的因素很多，理由于影响材料拉深系数的因素很多，理论计算与实际相差太大，各种材料的拉深论计算与实
70、际相差太大，各种材料的拉深系数都是由实验方法获得的。系数都是由实验方法获得的。讳摧笆减绘佰澄别学杀艾入薯晶新着痈扣琢单工坪拐织薄焉缅桩晨壮撤躇金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1四、其它冲压工艺n胀形、翻边、缩口、校形概刃第友窟吟蕊洒践位住青认枫璃扬砾艺岁砚奖精刽钱垂克抖莱嚣虞敛尘金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件11、平板的胀形、平板的胀形n在平板毛坯上进行胀形加工的通俗名称很多，例如压窝、在平板毛坯上进行胀形加工的通俗名称很多，例如压窝、压加强筋、凸起、起伏成形等，但它们的变形力学特点是压加强筋、凸起、起伏成形等，但它们的变形力学特点是相同的，同属于胀形。相同的，同属于胀形
71、。n1胀形的变形特点胀形的变形特点n图所示为在平板毛坯的局部压窝坑的胀形模，在结构上可图所示为在平板毛坯的局部压窝坑的胀形模，在结构上可与首次拉深模完全相同，与首次拉深模完全相同，n但变形特点却完全不同，但变形特点却完全不同，当毛坯直径超过工件直径的当毛坯直径超过工件直径的3倍倍以上时，成形时凹模口部以外的凸缘区材料已无法流入凹以上时，成形时凹模口部以外的凸缘区材料已无法流入凹模内，即拉深变形已不可能，塑性变形只局限于凹模口部模内，即拉深变形已不可能，塑性变形只局限于凹模口部以内的部分材料范围之内，这就是胀形。以内的部分材料范围之内，这就是胀形。n胀形变形是依靠变形区部分板料厚度变簿、表面积增
72、大来胀形变形是依靠变形区部分板料厚度变簿、表面积增大来实现的。胀形时变形区内的材料不可能向变形区外转移，实现的。胀形时变形区内的材料不可能向变形区外转移，通常变形区外的材料也不向变形区内补充。通常变形区外的材料也不向变形区内补充。癣尼支赣揣疹上铃预潜四时培午硬函肠捍决筏别惊蛔平冒团泅商嚼痘继慎金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n胀形时变形区的应力状态为双向受拉应力，即径胀形时变形区的应力状态为双向受拉应力，即径向应力和切向应力均为拉应力，而板厚方向应力向应力和切向应力均为拉应力，而板厚方向应力可视为零。变形区的应变状态为双向受拉伸、一可视为零。变形区的应变状态为双向受拉伸、一向受压缩
73、，即径向应变和切向应变均为拉应变，向受压缩，即径向应变和切向应变均为拉应变，而板厚方向应变为压应变。径向和切向的伸长变而板厚方向应变为压应变。径向和切向的伸长变形引起板厚的变薄，因此形引起板厚的变薄，因此胀形属于伸长类变形。胀形属于伸长类变形。想妥阜峻艺叼白愈刺哄馏撇漓窑熙椭飞夹妖彻墟牛侮灵脸讹各明刚度揪国金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件12、翻边翻边n内缘翻边（圆孔翻边）内缘翻边（圆孔翻边）n（1）圆孔翻边的变形特点n如图所示，在平板毛坯上制出直径为的底孔，随着凸模的下压，孔径将被逐渐扩大。变形区为的环形部分，靠近凹模口的板料贴紧区后就不再变形了，而进入凸模圆角区的板料被反复折弯，
74、最后转为直壁时。当全部转为直壁时，翻边也就结束了。n翻孔的破坏形式就是底孔边缘拉裂。为了防止出现裂纹，需限制翻孔的变形程度。兄守号喘俊遭接儡京钦王竞峙患修酉秘赋雕忙偿链祖青笛不提棍改婶搭煎金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n空心毛坯的胀形空心毛坯的胀形n空心毛坯的胀形空心毛坯的胀形：是将空心工序件或管状毛坯沿径向往外扩张的冲压工序，如壶嘴、皮带轮、波纹管、各种接头等。闹亮耽念诞发碱止隐焰冠糊诉瞒撤履辊斑贯琶贝急兴昌测辗章刘惶饰瀑王金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n图所示为双动压力机用的整体凸模胀图所示为双动压力机用的整体凸模胀形模。工序件为直母线锥形筒，由板形模。工序件为
75、直母线锥形筒，由板料弯曲成形并焊接制成。为了防止胀料弯曲成形并焊接制成。为了防止胀形时工件下滑，造成工件大端缺料，形时工件下滑，造成工件大端缺料，胀形前先由压力机外滑块带动锥面压胀形前先由压力机外滑块带动锥面压边圈边圈2进行扩口压边，将工件大端的进行扩口压边，将工件大端的一段压紧到凹模一段压紧到凹模3上口的锥面上，工上口的锥面上，工件要相应留出工艺余量。然后压力机件要相应留出工艺余量。然后压力机内滑块带动凸模内滑块带动凸模1下行完成胀形。由下行完成胀形。由于工件的曲母线比较平缓，成形后凸于工件的曲母线比较平缓，成形后凸模能顺利从工件大端抽出，因此凸模模能顺利从工件大端抽出，因此凸模可以采取整体
76、式的结构。可以采取整体式的结构。n采用整体式凸模对空心毛坯进行胀形采用整体式凸模对空心毛坯进行胀形加工的机会并不多，在多数情况下，加工的机会并不多，在多数情况下，凸模必须采取纵向分体式结构，胀形凸模必须采取纵向分体式结构，胀形后才能顺利与胀形体分离。后才能顺利与胀形体分离。整体凸模胀形模示意图整体凸模胀形模示意图1凸模凸模2锥面压边圈锥面压边圈3凹模凹模熟锨薪卑峦刷华抖韧遗级馏芦鹃唉鲜氯蘑瘦堕书贤是瘸簧萤吐仁觉珍展灯金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n软模胀形软模胀形n软模胀形：软模胀形：是以气体、液体、橡胶及石蜡等作为是以气体、液体、橡胶及石蜡等作为传力介质，代替金属凸模进行胀形。
77、传力介质，代替金属凸模进行胀形。n软模胀形的优点：板料的变形比较均匀，容易保软模胀形的优点：板料的变形比较均匀，容易保证工件的几何形状和尺寸精度要求，而且对于不证工件的几何形状和尺寸精度要求，而且对于不对称的形状复杂的空心件也很容易实现胀形加工。对称的形状复杂的空心件也很容易实现胀形加工。因此软模胀形的应用比较广泛，并具有广阔的发因此软模胀形的应用比较广泛，并具有广阔的发展前途。展前途。矢膨钱汽绩桃聋甫帽秘枫双笑疏淌亚饶腥溢犬姻线骚着唆歌险更粕惨渺候金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n采用图下所示的聚氨酯橡胶胀形模，模具结构采用图下所示的聚氨酯橡胶胀形模，模具结构将十分简单。该模具以
78、浇注型聚氨酯橡胶棒将十分简单。该模具以浇注型聚氨酯橡胶棒2为为凸模，其直径可比工序件内径小一点，以便能凸模，其直径可比工序件内径小一点，以便能顺利放入工序件内。工序件在下凹模顺利放入工序件内。工序件在下凹模3与顶柱与顶柱4之间的间隙处进行定位，并对工件不成形段起之间的间隙处进行定位，并对工件不成形段起内、外支撑作用。当上凹模内、外支撑作用。当上凹模1下行时，在其压力下行时，在其压力作用下聚氨酯橡胶棒将产生变形，完成胀形加作用下聚氨酯橡胶棒将产生变形，完成胀形加工。工。1上凹模上凹模2凸模凸模3下凹模下凹模4顶柱顶柱咕鸳峨风评秃裕络卜差恭骚讹疑帅师述览而乎送匪漾庇纸赂褪杀孙钥砧蚕金属容器结构设计
79、课件1金属容器结构设计课件1慈哥降男怯绵怜槐匈督勤享炯卒岗止弯持穷诀罢瞬冈娄乘承省敌膳郡圭积金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件13、缩口缩口n缩口缩口：是将预先拉深好的圆筒或管件坯料，通过是将预先拉深好的圆筒或管件坯料，通过缩口模具将其口部缩小的成形工序。缩口模具将其口部缩小的成形工序。n缩口工序的变形如图所示，变形区的金属受到切缩口工序的变形如图所示，变形区的金属受到切向压应力向压应力1和轴向压应力和轴向压应力3的作用，在轴向的作用，在轴向3和厚和厚度方向度方向2产生伸长变形，切向产生伸长变形，切向1产生压缩变形。在产生压缩变形。在缩口变形过程中，材料主要受切向压应力作用，缩口变形过
80、程中，材料主要受切向压应力作用，使直径减少，壁厚和高度增加。由于切向压应力使直径减少，壁厚和高度增加。由于切向压应力的作用，在缩口时坏料易失稳起皱，同时非变形的作用，在缩口时坏料易失稳起皱，同时非变形区的筒壁由于承受全部缩口压力，也易失稳产生区的筒壁由于承受全部缩口压力，也易失稳产生变形，所以防止失稳是缩口工艺的主要问题。缩变形，所以防止失稳是缩口工艺的主要问题。缩口的极限变形程度主要受失稳条件的限制。口的极限变形程度主要受失稳条件的限制。谴斟层三憾护载软续书潘擎琴圆辆斯烩叁孺酌要故酞钎献讣逞颅却短先迄金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1缩口的应力变形状态示意图缩口的应力变形状态示意图
81、牛味字辅蘸陨赴拔膀礼称惰雇科怯壬沤逾铰脖经绢扦运粪流扳旬摇紫胳闷金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1缩口口变形程度用形程度用缩口系数口系数m表示，其表达式表示，其表达式为：式中，式中，d-缩口后直径；口后直径； D-缩口前直径。口前直径。极限极限缩口系数口系数mmin的大小主要与材料性的大小主要与材料性质、料厚、模具、料厚、模具形式和坯料表面形式和坯料表面质量有关。量有关。1.材料的塑性好，屈材料的塑性好，屈强强比大，允比大，允许的的缩口口变形程度大形程度大（mmin小）。小）。2.坯料越厚，抗失坯料越厚，抗失稳起起皱能力越能力越强强，有利于，有利于缩口成形。口成形。3.采用内支承（模
82、芯）模具采用内支承（模芯）模具结构，口部不易起构，口部不易起皱。4.合理的模具半合理的模具半锥角度、角度、较低的表面粗糙度低的表面粗糙度值和和较好的好的润滑条件，可以降低滑条件，可以降低缩口力，口力，对缩口成形有利。口成形有利。饰吁嚎颠卸铭绷洞砒个翅鲤妈牙居种甥东叮夫砰搓铬囱验旨秦积玻列渺缓金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件14、整形整形n整形：整形：指对弯曲和拉深后的立体零件进行形状和尺寸修整的校形，目的是提高形状和尺寸精度。n整形模和前一道工序成形模相似，只是模具工作部分的精度更高，表面粗糙度更低，圆角半径和间隙较小。乎姬伐惨土坷擒烧煽觅七抓时铂青垮嘛木钎诫淌欧耕廊吏爷笺藤怨俊佐支
83、金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n（1）弯曲件的整形）弯曲件的整形n压校：如图所示，变形特点与压校：如图所示，变形特点与弯曲时相似，整形效果一般。弯曲时相似，整形效果一般。压校压校V形件时应注意选择弯曲形件时应注意选择弯曲件在模具中的位置，尽量使两件在模具中的位置，尽量使两侧的水平分力平衡，并使校平侧的水平分力平衡，并使校平单位压力分布均匀。压校单位压力分布均匀。压校U形形件时，若只整形圆角须用两道件时，若只整形圆角须用两道工序分别压两个圆角。有尺寸工序分别压两个圆角。有尺寸精度要求时要取较小的模具间精度要求时要取较小的模具间隙，以形成挤压状态，提高尺隙，以形成挤压状态，提高尺寸精
84、度。寸精度。州溢淳字走蝇寸雁屋提蟹灵调谰示嘘梦徽崔哗怨顿凶冒泪沽腹瑰俯纱赃锗金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n（2）镦校：如下图所示，镦校前半成品的长度略）镦校：如下图所示，镦校前半成品的长度略大于零件长度，以保证校形时材料处于三向应力大于零件长度，以保证校形时材料处于三向应力状态。镦校后在材料厚度方向上压应力分布较均状态。镦校后在材料厚度方向上压应力分布较均匀，回弹减小，从而能获得较高的尺寸精度。但匀，回弹减小，从而能获得较高的尺寸精度。但带孔的零件和宽度不等的弯曲件不宜用镦校整形。带孔的零件和宽度不等的弯曲件不宜用镦校整形。弯曲件的镦校示意图弯曲件的镦校示意图aZ形件形件bU形
85、件形件cV形件形件营奢没痊桔险愁赵练欲程贫乖健癌范纪啼诛谁倡百骡善胆芜锡巧牌厉肇锤金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件16、旋压旋压n（1）普通旋压成形工作原理如图所）普通旋压成形工作原理如图所示。芯模示。芯模2装夹在旋压机的主轴上，装夹在旋压机的主轴上，将平板毛坯将平板毛坯1或工件贴靠芯模，用尾或工件贴靠芯模，用尾座顶尖座顶尖4使顶块使顶块3压紧，随主轴旋转。压紧，随主轴旋转。操作擀棒（或滚轮）操作擀棒（或滚轮）5迫使毛坯材料迫使毛坯材料由点到线、由线到面逐渐贴紧芯模，由点到线、由线到面逐渐贴紧芯模，从而加工出形状和尺寸都符合要求从而加工出形状和尺寸都符合要求的零件。的零件。n旋压成形
86、所用设备和模具都很简单。旋压成形所用设备和模具都很简单。加工范围广，各种形状的旋转体拉加工范围广，各种形状的旋转体拉深、翻边、缩口、胀形皆能加工。深、翻边、缩口、胀形皆能加工。但旋压工艺常用手工操作，要求操但旋压工艺常用手工操作，要求操作技术高，劳动强度大，质量不稳作技术高，劳动强度大，质量不稳定，生产率低，所以多用于小、中定，生产率低，所以多用于小、中批量生产。批量生产。旋压成形示意图旋压成形示意图1毛坯毛坯 2芯模芯模 3顶块顶块4顶尖顶尖5擀棒擀棒（或滚轮）（或滚轮）琳冠炊琴崎尹蔓斡赠淫揭驴雍对黎废拌饿陇击冒础篡自沈啊桶增出宛菠冯金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1搁单昂自猾熟毗
87、蠢魂帕赶朽题禹忘瘩是章蚜尚色抡武皆靡付哑枫炙骄静丫金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n（2）强力旋压强力旋压n强力旋压是使毛坯厚度在旋压过程中强制变薄的成形工艺，因此强力旋压是使毛坯厚度在旋压过程中强制变薄的成形工艺，因此又称为变薄旋压。用强力旋压的加工方法，可以加工形状复杂、又称为变薄旋压。用强力旋压的加工方法，可以加工形状复杂、尺寸较大的旋转体零件；表面粗糙度尺寸较大的旋转体零件；表面粗糙度Ra值可达值可达1.25m，尺寸公，尺寸公差等级可达差等级可达IT8左右，比普通旋压和冲压加工方法要高。左右，比普通旋压和冲压加工方法要高。n旋压时，尾顶尖旋压时，尾顶尖7使顶板使顶板6将毛坯
88、压紧在芯模将毛坯压紧在芯模3的顶端，芯模被旋的顶端，芯模被旋压机三爪卡盘压机三爪卡盘1夹紧，芯模、毛坯和顶板随同旋压机主轴一起旋夹紧，芯模、毛坯和顶板随同旋压机主轴一起旋转。旋轮转。旋轮4通过机械或液压机构沿靠模板按与芯模的母线平行的通过机械或液压机构沿靠模板按与芯模的母线平行的轨迹移动，旋轮与芯模之间保持着变薄规律所规定的间隙，此间轨迹移动，旋轮与芯模之间保持着变薄规律所规定的间隙，此间隙小于毛坯的厚度。旋轮施加高达隙小于毛坯的厚度。旋轮施加高达25003500Mpa的压力，使的压力，使毛坯贴合芯模，并被碾薄而逐渐成形的工件毛坯贴合芯模，并被碾薄而逐渐成形的工件2。强力旋压示意图强力旋压示意
89、图1卡盘卡盘 2工件工件 3芯模芯模 4旋轮旋轮5毛坯毛坯 6顶板顶板 7尾顶尖尾顶尖悄肘叙瞅戍掳捞腹回哉捅勿迅性际沂捉梨苫想席娟嚏密送盘帝鼻痊以庇频金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1阻冬查铭担太备轧玖匠熙肮付颗翱邓寒弃频勉惫稠拴算帕眨逸譬硝灶精侦金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1焊接技术n1.钎焊用熔点低于母材的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到适当的温度，使焊件仍处于固态而钎料熔化后靠湿润及毛细管作用填充进接头间隙并与母材相互扩散实现连接的一种方法。n按钎料熔点，钎焊分为软钎焊和硬钎焊两类。场藩蔽娶协呜旋氮尾绎悠悸骸笛炼胃黔算破谴乙绳宜勤足叙隋坚孙绚京秦金属容器结构设计
90、课件1金属容器结构设计课件1n一类是硬钎料一类是硬钎料，熔点在，熔点在450以上，常用的钎料有以上，常用的钎料有铜基、银基、铝基、镍基等合金。钎剂常用硼砂、铜基、银基、铝基、镍基等合金。钎剂常用硼砂、硼酸、氯化物、氟化物等。硬钎焊的加热源有焊硼酸、氯化物、氟化物等。硬钎焊的加热源有焊炬火焰、电阻电热、感应加热、盐浴加热及炉内炬火焰、电阻电热、感应加热、盐浴加热及炉内加热等。钎接接头强度较高，适于钎焊受力较大加热等。钎接接头强度较高，适于钎焊受力较大或工作温度较高的工件，如硬质合金刀具、自行或工作温度较高的工件，如硬质合金刀具、自行车车架等，通常把这类钎焊称为硬钎焊；车车架等，通常把这类钎焊称为
91、硬钎焊；n另一类是软钎料另一类是软钎料，熔点在，熔点在450以下，应用最广泛以下，应用最广泛的软钎料是锡基合金，多数软钎料适合的焊接温的软钎料是锡基合金，多数软钎料适合的焊接温度为度为200-400，钎剂为松香、松香酒精溶液、，钎剂为松香、松香酒精溶液、氯化锌溶液，加热方法常用烙铁加热。钎接接头氯化锌溶液，加热方法常用烙铁加热。钎接接头强度较低，适于钎接受力不大或工作温度较低的强度较低，适于钎接受力不大或工作温度较低的工件，如容器、仪表元件等，通常把这类钎焊称工件，如容器、仪表元件等，通常把这类钎焊称为软钎焊。为软钎焊。狙搬簧帕禽置涂庙姥培厉岂孝颁普议咋衫刘街杆氦晰章舰娠砌端之踊理悉金属容器结
92、构设计课件1金属容器结构设计课件1n钎焊分类：钎焊分类：烙铁钎焊烙铁钎焊用于细小简单或很薄零件的软钎焊。用于细小简单或很薄零件的软钎焊。波峰钎焊波峰钎焊用于大批量印刷电路板和电子元件的组装焊接。施焊用于大批量印刷电路板和电子元件的组装焊接。施焊时时,250左右的熔融焊锡在泵的压力下通过窄缝形成波峰，工件经过左右的熔融焊锡在泵的压力下通过窄缝形成波峰，工件经过波峰实现焊接。这种方法生产率高，可在流水线上实现自动化生产。波峰实现焊接。这种方法生产率高，可在流水线上实现自动化生产。火焰钎焊火焰钎焊用可燃气体与氧气或压缩空气混合燃烧的火焰作为热用可燃气体与氧气或压缩空气混合燃烧的火焰作为热源进行焊接。
93、火焰钎焊设备简单、操作方便，根据工件形状可用多火源进行焊接。火焰钎焊设备简单、操作方便，根据工件形状可用多火焰同时加热焊接。这种方法适用于自行车架、铝水壶嘴等中、小件的焰同时加热焊接。这种方法适用于自行车架、铝水壶嘴等中、小件的焊接。焊接。浸沾钎焊浸沾钎焊将工件部分或整体浸入覆盖有钎剂的钎料浴槽或只有将工件部分或整体浸入覆盖有钎剂的钎料浴槽或只有熔盐的盐浴槽中加热焊接。这种方法加热均匀、迅速、温度控制较为熔盐的盐浴槽中加热焊接。这种方法加热均匀、迅速、温度控制较为准确，适合于大批量生产和大型构件的焊接。盐浴槽中的盐多由钎剂准确，适合于大批量生产和大型构件的焊接。盐浴槽中的盐多由钎剂组成。焊后工
94、件上常残存大量的钎剂，清洗工作量大。组成。焊后工件上常残存大量的钎剂，清洗工作量大。感应钎焊感应钎焊利用高频、中频或工频感应电流作为热源的焊接方法。利用高频、中频或工频感应电流作为热源的焊接方法。高频加热适合于焊接薄壁管件。采用同轴电缆和分合式感应圈可在远高频加热适合于焊接薄壁管件。采用同轴电缆和分合式感应圈可在远离电源的现场进行钎焊，特别适用于某些大型构件，如火箭上需要拆离电源的现场进行钎焊，特别适用于某些大型构件，如火箭上需要拆卸的管道接头的焊接。卸的管道接头的焊接。炉中钎焊炉中钎焊将装配好钎料的工件放在炉中进行加热焊接，常需要将装配好钎料的工件放在炉中进行加热焊接，常需要加钎剂，也可用还
95、原性气体或惰性气体保护，加热比较均匀。大批量加钎剂，也可用还原性气体或惰性气体保护，加热比较均匀。大批量生产时可采用连续式炉。生产时可采用连续式炉。真空钎焊真空钎焊工件加热在真空室内进行，主要用于要求质量高的产工件加热在真空室内进行，主要用于要求质量高的产品和易氧化材料的焊接。品和易氧化材料的焊接。铣玲摊拘符曼恃瘩策空眨福颖拷哎镀蚀赫鸥什诗少脸鲜保哥恋磋啄弦夕卯金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n激光焊激光焊利用聚焦的激光束作为能源轰击工件所产生的热量利用聚焦的激光束作为能源轰击工件所产生的热量进行焊接。进行焊接。激光焊具有如下特点：激光焊具有如下特点：1）激光束能量密度大，加热过程
96、极短，焊点小，热影）激光束能量密度大，加热过程极短，焊点小，热影响区窄，焊接变形小，焊件尺寸精度高；响区窄，焊接变形小，焊件尺寸精度高；2）可以焊接常规焊接方法难以焊接的材料，如焊接钨、）可以焊接常规焊接方法难以焊接的材料，如焊接钨、鉬、钽、锆等难熔金属；鉬、钽、锆等难熔金属；3）可以在空气中焊接有色金属，而不需外加保护气体；）可以在空气中焊接有色金属，而不需外加保护气体；4）激光焊设备较复杂，成本高。）激光焊设备较复杂，成本高。激光焊可以焊接低合金高强度钢、不锈钢及铜、镍、钛激光焊可以焊接低合金高强度钢、不锈钢及铜、镍、钛合金等；异种金属以及非金属材料合金等；异种金属以及非金属材料(如陶瓷、
97、有机玻璃等如陶瓷、有机玻璃等)；目前主要用于电子仪表、航空、航天、原子核反应堆等；目前主要用于电子仪表、航空、航天、原子核反应堆等领域。领域。效凰涸筋俺皂聚氢岿湖哑炙聪乾镰镭尚夏永废四头冀棵歇碉舷磺答鹃执框金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1暇夫汛笑伍惶输奠吹悸自檄改亥着南绑漫匆炮哗常革闻淘疏樱哟摩仕砧沉金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1痈殷他廉衍断谐片裴疫开融俏哆监进蓟允轨敝造返莽毁诫会汉岭煞汲虚驯金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1环堆滑渔始巫阅笛氛窖枯衰椰稀酿苇帧苑娱嫉杂丙酿雍措案量限骗拾俭鬼金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1粘接工艺n又称胶接工艺。利
98、用胶粘剂把被粘物连接成整体的操又称胶接工艺。利用胶粘剂把被粘物连接成整体的操作工艺。粘接是连续的面际连接，可以减少应力集中，作工艺。粘接是连续的面际连接，可以减少应力集中，保证被粘物的强度，提高结构件的疲劳寿命。粘接特保证被粘物的强度，提高结构件的疲劳寿命。粘接特别适用于不同材质、不同厚度，尤其是超薄材料和复别适用于不同材质、不同厚度，尤其是超薄材料和复杂结构件的连接。粘接技术已成为杂结构件的连接。粘接技术已成为20世纪世纪70年代以来年代以来的重要连接技术之一，与机械连接和焊接一起，在国的重要连接技术之一，与机械连接和焊接一起，在国民经济各个领域尤其是当代的航空、航天技术中，发民经济各个领域
99、尤其是当代的航空、航天技术中，发挥着重要的作用。挥着重要的作用。操作程序操作程序一般是先对被粘物表面进行修配，使之一般是先对被粘物表面进行修配，使之配合良好，再根据材质及强度要求对被粘表面进行不配合良好，再根据材质及强度要求对被粘表面进行不同的表面处理（有机溶剂清洗、机械处理、化学处理同的表面处理（有机溶剂清洗、机械处理、化学处理或电化学处理等），然后涂布胶粘剂，将被粘表面合或电化学处理等），然后涂布胶粘剂，将被粘表面合拢装配，最后根据所用胶粘剂的要求完成固化步骤拢装配，最后根据所用胶粘剂的要求完成固化步骤（室温固化或加热固化），就实现了胶接连接。（室温固化或加热固化），就实现了胶接连接。弘麻
100、寒素蒜蝉瞄阅婶缴舞赛追忙舀擞板吻军抵咬吵贮惕岛啸擂窍肺稀受藤金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n粘接接头设计粘接接头设计指粘接部位尺寸的大小和几何形指粘接部位尺寸的大小和几何形状的考虑。与高强度的被粘材料相比，胶粘剂的状的考虑。与高强度的被粘材料相比，胶粘剂的机械强度一般要小得多。为了使粘接接头的强度机械强度一般要小得多。为了使粘接接头的强度与被粘物的强度有相同的数量级，保证粘接成功，与被粘物的强度有相同的数量级，保证粘接成功，必须根据接头承载特点认真地选择接头的几何形必须根据接头承载特点认真地选择接头的几何形状和尺寸大小，设计合理的粘接接头。从力学性状和尺寸大小，设计合理的粘接接头
101、。从力学性能观点出发，粘接接头设计的基本原则是：能观点出发，粘接接头设计的基本原则是：n尽可能避免应力集中；尽可能避免应力集中；n减少接头受剥离、劈开的可能性；减少接头受剥离、劈开的可能性；n合理增大粘接面积。除考虑力学性能外，尚需合理增大粘接面积。除考虑力学性能外，尚需考虑粘接工艺、维修和成本等因素。考虑粘接工艺、维修和成本等因素。耙娱孜稗侮漆饲阿配再很绰祷阁番远疚渡躇污罕卉出嘘妈蛮态脚烙射划螺金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n粘接的工艺过程一般包括如下步骤：粘接的工艺过程一般包括如下步骤：表面处理、配胶、涂胶、晾冤、胶合、表面处理、配胶、涂胶、晾冤、胶合、清理、停放、固化、后固
102、化、检验、清理、停放、固化、后固化、检验、后加工等。后加工等。恿酱关召纸僵较欢檬郎竖姆店霸激极梯捂秦鹏疡着胃摈浩柜廷左血蔡婆击金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1n粘接件破坏的一般形式粘接件破坏的一般形式有四种：有四种：被粘物破坏，发生被粘物破坏，发生于粘接强度大于被粘物强度时；于粘接强度大于被粘物强度时；内聚破坏，即胶粘内聚破坏，即胶粘剂本身内部破坏，此时粘接强度取决于胶粘剂的内聚剂本身内部破坏，此时粘接强度取决于胶粘剂的内聚力；力；界面破坏，破坏发生在被粘物与胶粘剂的界面，界面破坏，破坏发生在被粘物与胶粘剂的界面，此时粘接强度决定于两者之间的粘附力；此时粘接强度决定于两者之间的粘附力；混合破坏，混合破坏，既有内聚破坏，又有界面破坏。一般来说，应选择合既有内聚破坏，又有界面破坏。一般来说，应选择合理的粘接工艺，尽量实现内聚破坏或被粘物破坏。理的粘接工艺，尽量实现内聚破坏或被粘物破坏。腐滚索捌宰妒冒晃冶衣攫匠蒸说缓藏桩肮芝便独叛灌贬空碧肌侣肖蛛龟侈金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1椎俱驮婶友褥肢卖酮祸咸库暑晕浓际僻烙恿枫温值啦皱杀屯衬匆疫宾砂卷金属容器结构设计课件1金属容器结构设计课件1
