【正文】 第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系《 包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計 》天津商學(xué)院包裝工程系李連進馮 梅第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系第一節(jié) 金屬包裝容器 第二節(jié) 金屬包裝容器加工成型 第三節(jié) 三片罐及其衍生罐結(jié)構(gòu)設(shè)計 第四節(jié) 兩片罐結(jié)構(gòu)設(shè)計 第五節(jié) 金屬桶結(jié)構(gòu)設(shè)計 第六節(jié) 鋼桶封閉器結(jié)構(gòu)設(shè)計 第七節(jié) 金屬氣霧罐結(jié)構(gòu)設(shè)計 第八節(jié) 其它金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計 第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系 研究對象： 本章研究的是金屬包裝制品 , 是以金屬或金屬合金為主要材料的包裝制品 ,如金屬罐、金屬軟管、金屬桶以及其他金屬制品等。研究內(nèi)容： 包括金屬包裝制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算、加工成型原理、生產(chǎn)制造工藝等。重點內(nèi)容是金屬罐制品的設(shè)計和制造。學(xué)習(xí)目的： 掌握典型金屬包裝制品的結(jié)構(gòu)特點、用途、加工工藝、成型原理及主要生產(chǎn)設(shè)備的基礎(chǔ)知識。第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系 第一節(jié) 金屬包裝容器 一、金屬包裝容器的類型 按容器材質(zhì)分類 按容器的容積、形狀分類 按包裝商品分類第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系二、金屬包裝容器的 組 構(gòu)特征 身片 頂 片 底片 第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系三、金屬包裝容器常用材料 薄鋼板 1）常用普通碳素薄鋼板： Q19 Q21 Q235 2）常用優(yōu)質(zhì)碳素薄鋼板： 08F、 10F、 15F、 0 15 3）鍍錫薄鋼板（馬口鐵） 4）鍍鋅薄鋼板（白鐵皮） 5）鍍鉻薄鋼板第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系 2．鋁及鋁合金薄板 1）常用的鋁合金：鋁錳合金、鋁 鎂合金、鋁硅合金、鋁鎂硅銅 合金、鋁鐵鎳合金等。 2）鋁箔 第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系 表 21列出了各種沖壓加工形式對材料性能的要求，可供設(shè)計時選用材料參考。 第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系第二節(jié) 金屬包裝容器加工成型 包裝工業(yè)中的金屬容器，幾乎都是薄壁容器，一般應(yīng)用冷加工工藝。按其加工性質(zhì)一般分為：第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系一、金屬包裝容器的加工方法 剪切 剪切主要有剪裁加工及其切口、切邊、切角等局部加工。 主要設(shè)備有剪床、板金銑床及自動裁料機等。 第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系一、金屬包裝容器的加工方法 沖載 沖裁是利用沖模使材料分離的一種沖壓工藝，主要有落料、沖孔、切口、剖切和修邊等加工方式，但是，一般指落料和沖孔。 第三章　　成型工藝基礎(chǔ)第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系沖裁加工過程 ① 彈性變形 ② 塑性變形 ③ 斷裂分離第三章　　成型工藝基礎(chǔ)第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系① 彈性變形。沖裁開始，凸模對材料加壓，由于玩具作用，材料不僅產(chǎn)生彈性壓縮，而且還有拉彎，并稍許把材料壓進凹模腔口。此階段內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)未達到塑性條件，處于彈性變形階段。② 塑性變形。凸模繼續(xù)對材料加壓，當(dāng)材料的應(yīng)力狀態(tài)滿足塑性條件時，產(chǎn)生塑性變形，同時，還伴有材料的彎曲和拉伸。隨著變形的增加，模具刃口附近產(chǎn)生應(yīng)力集中，直到應(yīng)力值達到最大值并出現(xiàn)微裂紋。 ③ 斷裂分離。凸模連續(xù)壓入，易形成的上、下微裂紋逐漸擴大并向材料內(nèi)部延伸，當(dāng)兩條裂紋重合或相交時，材料便剪斷分離。 第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系第三章　　成型工藝基礎(chǔ)第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系所需的沖裁力的計算 式中： F： 沖裁力， N； L： 制件沖裁的周邊長度， mm； t： 板材厚度， mm； ： 金屬板材的極限強度， N/mm2。 第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系 彎曲 1）彎曲是使工件在某一平面內(nèi)形成弧度 和夾角的加工方法。 2）加工設(shè)備主要用沖壓機，通過凸模和 凹模使材料強制變形而實現(xiàn)的 。 第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系 3）彎曲變形過程的特點 ① 變形區(qū)主要處在彎曲件的圓角部分， 而在遠離圓角區(qū)的兩段則不發(fā)生變 形。 ② 在彎曲變形區(qū)內(nèi)，其外區(qū)的切向金屬 受拉伸長，其內(nèi)區(qū)的切向金屬受壓縮 短。在這兩個變形區(qū)內(nèi)，有一層金屬 層長度不變，即應(yīng)變中性層。 第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系最小彎曲半徑： 1）應(yīng)變中性層的位置 第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系2）最小彎曲半徑的確定 彎曲半徑 r越小，外層產(chǎn)生的拉應(yīng)力越大，當(dāng)彎曲半徑 r小到一定限度時，材料外層因受拉應(yīng)力過大而出現(xiàn)裂紋。通常把外層不發(fā)生裂紋的最小彎曲半徑數(shù)據(jù)值，稱為材料的最小彎曲半徑。有時用最小相對彎曲半徑 rmin/t來表示，其中 rmin為材料的 最小彎曲半徑 (mm)， t為被彎曲板材的厚度 (mm)。第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系彎曲回彈現(xiàn)象 1）回彈的定義 2）回彈的危害 3）減小回彈的措施第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系回彈的定義： 彎曲變形結(jié)束后不受外力作用時，總是伴有彈性變形，使彎曲件的彎曲中心角與彎曲半徑變得同模具的尺寸不一致，這種現(xiàn)象稱為回彈。 第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系 金屬制件在壓力作用下彎曲時，產(chǎn)生彈性和塑性變形，當(dāng)壓力去除時，材料就會產(chǎn)生彈性恢復(fù)，也叫彈性回跳。 彈性回跳的存在，影響彎曲加工的質(zhì)量和精度，因此，需要采取必要的措施，盡量消除彈性回跳造成的不良后果。 影響回彈量的因素有： 材料的機械性能、彎曲變形程度、彎曲中心角、彎曲方式、工件形狀及模具結(jié)構(gòu)。第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系 減小回彈的措施：塑性變形總是伴隨有彈性變形，所以，要完全消除彎曲件的回彈是極其困難的。但在生產(chǎn)實際中，可以采取某些措施來減少或補償由于回彈所產(chǎn)生的誤差 。第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系① 工件結(jié)構(gòu)的設(shè)計。在彎曲工件的彎曲區(qū)，可預(yù)先設(shè)計加強筋，以增加彎曲區(qū)的剛度，提高塑性變形的程度，促使回彈減小。② 工件材料的選擇。根據(jù)前述影響回彈因素的分析可知，為減小回彈，應(yīng)采用彈性模數(shù)大、屈服極限小和機械性能比較穩(wěn)定的材料。③ 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計。第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系 彎曲件的工藝性： 1）彎曲件的彎曲半徑 2）彎曲件的形狀 3）彎曲件孔邊距離 4）彎曲件直邊高度 5）設(shè)計工藝第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系161。 彎曲件的工藝性： 彎曲件的工藝性是指彎曲工件的形狀、尺寸、精度要求，材料選用及技術(shù)要求等是否合乎彎曲加工的工藝要求。良好的工藝性將能達到節(jié)省原材料、簡化工藝加工過程及模具結(jié)構(gòu)，提高工件質(zhì)量、減少廢品率的目的。第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系161。 ① 彎曲件的彎曲半徑。彎曲件的彎曲半徑不得小于材料的許可最小彎曲半徑，否則會產(chǎn)生拉裂。161。 ② 彎曲件的形狀。為保證彎曲件的彎曲精度，彎曲時應(yīng)防止工件在模具內(nèi)滑動，因此，彎曲零件應(yīng)設(shè)計成形狀對稱或彎曲半徑左右一致，以求力學(xué)平衡。第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系 ③ 彎曲件孔邊距。根據(jù)工序要求，往往 要彎曲預(yù)先已沖好孔的毛坯件，如果 孔的位置處于彎曲變形區(qū)內(nèi)，則孔要 發(fā)生變形。為防止這種情況發(fā)生，必 須使孔處在變形區(qū)之外。在設(shè)計零件 時，根據(jù)零件厚度確定孔邊至彎曲半 徑 r 的中心的距離 （ a）： 當(dāng) t＜ 2mm 時，取 L≥t ； 當(dāng) t≥2mm 時，取 L≥2t 。 第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系 如果孔邊至彎曲半徑 r 中心的距離過小，可在彎曲線上沖工藝孔（ b） 或切槽（ c） 以防止孔在彎曲時變形。如果這些零件上孔的精度要求很高時，則最好在安排工藝順序時，在彎曲工藝后進行沖孔或鉆孔。第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系 ④ 彎曲件直邊高度。如果要保證彎曲件的直邊很平直，則其直邊高度不應(yīng)小于 2t， 最好 3t以上。 ⑤ 設(shè)計工藝孔、槽。在零件的一個局部彎曲某一段邊緣時，為防止角部彎裂，可預(yù)先在邊緣處切槽，槽深應(yīng)大于彎曲半徑；或在彎曲前預(yù)先沖出工藝孔；也可以將彎曲線移動一段距離一邊離開尺寸突變處。第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系拉伸 拉伸是利用金屬材料的延展性，使用拉伸模具，把一定形狀的板材毛坯或半成品拉入凹模內(nèi)，形成開口空心件的加工成型方法。按加工工藝分為不變薄拉伸和變薄 拉伸兩種。 第二章第二章 金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商