淺碟形封頭成形工藝和應(yīng)用分析

朱新民　楊曉鋒　劉曉熙　謝華華

摘要：主要介紹了淺碟形封頭成形工藝和應(yīng)用分析。

關(guān)鍵詞：淺碟形封頭；成形工藝

1.引言

目前，國(guó)內(nèi)外的各種液體罐式運(yùn)輸車的罐體橫截面各式各樣，但其封頭由于缺少理想的成形方式，多采用未經(jīng)壓力成形的平板式封頭。由于液體運(yùn)輸車在移動(dòng)過程中工況復(fù)雜，并且車輛運(yùn)行過程中的啟動(dòng)、急停、轉(zhuǎn)向等動(dòng)作對(duì)罐體封頭會(huì)產(chǎn)生破壞沖擊，而經(jīng)過三維立體成形的淺碟形封頭的使用情況明顯好于平板式封頭，因此淺碟形封頭在我公司環(huán)衛(wèi)車系列車型中得到普遍應(yīng)用。

本文結(jié)合淺碟形封頭在我公司環(huán)衛(wèi)系列車型中的應(yīng)用，概述淺碟形封頭的成形工藝和應(yīng)用分析。

2.結(jié)構(gòu)對(duì)比

淺碟形封頭和平板型封頭在車輛運(yùn)行過程中受沖擊力如圖1所示，淺碟形封頭由曲面部分、直邊段以及過渡區(qū)三部分組成，過渡區(qū)連接球面部分和直邊段所以在過渡區(qū)的兩端經(jīng)線曲率半徑有變將產(chǎn)生邊緣應(yīng)力。

淺碟形封頭邊緣應(yīng)力的大小和過渡區(qū)半徑與球面半徑的比值有關(guān)，比值越小，曲率變徑突變的越厲害，邊緣應(yīng)力越大，當(dāng)比值到了極限即過渡區(qū)變徑為零時(shí)，淺碟形封頭就演變成了球冠封頭與直筒體，此時(shí)邊緣應(yīng)力到了最大值，所以淺碟形封頭的過渡區(qū)就是為了降低邊緣應(yīng)力，而直邊部分的目的就是為了避免邊緣應(yīng)力作用在封頭和簡(jiǎn)體連接的焊縫上。

3.成形工藝

淺碟形封頭如圖2所示，其成形技術(shù)，國(guó)內(nèi)外很多同類型產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝采用大型壓力機(jī)+成型模具的方法沖壓制造和旋壓制造。沖壓是利用于封頭內(nèi)壁曲線符合的沖頭壓制成型的，成型封頭的技術(shù)和規(guī)范受沖壓機(jī)技術(shù)約束，因此沖壓模具成本高，通常只成型規(guī)范封頭分熱壓和冷壓；旋壓常用在直徑較大、壁厚較薄的封頭上，也有冷旋和熱旋。

我公司環(huán)衛(wèi)車系列大部分罐體封頭多為淺碟形，直徑都大于2m，多采用旋壓成形，成形工藝為：下料（等離子割、激光割）.壓鼓（工藝筋定型）——旋邊——校形，其優(yōu)點(diǎn)在于適合罐體截面的范圍較廣，缺點(diǎn)是尺寸精度低、生產(chǎn)一致性差。少數(shù)大批量生產(chǎn)的也有模具沖壓成形的，優(yōu)點(diǎn)是比旋壓成形的尺寸精度要高、生產(chǎn)效率高和生產(chǎn)一致性好，缺點(diǎn)是適應(yīng)罐體的截面只有一種，如果罐體的截面形狀發(fā)生改變，則模具要重新設(shè)計(jì)，成本較高。

4.應(yīng)用分析

淺碟形封頭，整合了橢圓形封頭和碟形封頭的優(yōu)點(diǎn)，封頭形狀使用10%的碟形封頭的優(yōu)點(diǎn)，如果設(shè)備已規(guī)定了外形總長(zhǎng)，那么使用淺碟形封頭要比使用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的容積增大了許多；因淺碟形封頭的曲面比標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的曲面平緩，所以在封頭上易于安裝固定板及支架等，便于提高安裝工作效率高。

淺碟形封頭一般應(yīng)用在低壓容器當(dāng)中，從外觀上說首先淺碟形封頭的底部圓弧不是非常飽滿，看上去非常有角度感；其次因?yàn)閳A弧較小，封頭的外觀呈弧平底形狀，外觀是最耐看的一種。在制造上特別是對(duì)沖壓成形的淺碟形封頭相對(duì)其他封頭好加工的多，且壓制淺碟形封頭的鋼模加工簡(jiǎn)單，使淺碟形封頭的應(yīng)用范圍較為廣泛。

5.結(jié)語

不管是平板形封頭、橢圓形封頭及淺碟形封頭，或者其他結(jié)構(gòu)的封頭等，都各有優(yōu)點(diǎn)和不足，最終要采用什么樣的封頭，關(guān)鍵是要看制造的成本還要結(jié)合企業(yè)自身制造能力而定，本文結(jié)合自身企業(yè)的封頭結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)要介紹了淺碟形封頭的成形工藝和應(yīng)用分析，而淺碟形封頭只是眾多封頭結(jié)構(gòu)中的一種，希望能夠?yàn)樽x者在封頭成形工藝中起到借鑒意義。