淺碟形封頭成形工藝和應用分析

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用分析。

關鍵詞：淺碟形封頭；成形工藝

1.引言

目前，國內外的各種液體罐式運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，多采用未經壓力成形的平板式封頭。由于液體運輸車在移動過程中工況復雜，并且車輛運行過程中的啟動、急停、轉向等動作對罐體封頭會產生破壞沖擊，而經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衛車系列車型中得到普遍應用。

本文結合淺碟形封頭在我公司環衛系列車型中的應用，概述淺碟形封頭的成形工藝和應用分析。

2.結構對比

淺碟形封頭和平板型封頭在車輛運行過程中受沖擊力如圖1所示，淺碟形封頭由曲面部分、直邊段以及過渡區三部分組成，過渡區連接球面部分和直邊段所以在過渡區的兩端經線曲率半徑有變將產生邊緣應力。

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

3.成形工藝

淺碟形封頭如圖2所示，其成形技術，國內外很多同類型產品的生產工藝采用大型壓力機+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壁曲線符合的沖頭壓制成型的，成型封頭的技術和規范受沖壓機技術約束，因此沖壓模具成本高，通常只成型規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。

我公司環衛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，其優點在于適合罐體截面的范圍較廣，缺點是尺寸精度低、生產一致性差。少數大批量生產的也有模具沖壓成形的，優點是比旋壓成形的尺寸精度要高、生產效率高和生產一致性好，缺點是適應罐體的截面只有一種，如果罐體的截面形狀發生改變，則模具要重新設計，成本較高。

4.應用分析

淺碟形封頭，整合了橢圓形封頭和碟形封頭的優點，封頭形狀使用10%的碟形封頭的優點，如果設備已規定了外形總長，那么使用淺碟形封頭要比使用標準橢圓形封頭的容積增大了許多；因淺碟形封頭的曲面比標準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。

淺碟形封頭一般應用在低壓容器當中，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；其次因為圓弧較小，封頭的外觀呈弧平底形狀，外觀是最耐看的一種。在制造上特別是對沖壓成形的淺碟形封頭相對其他封頭好加工的多，且壓制淺碟形封頭的鋼模加工簡單，使淺碟形封頭的應用范圍較為廣泛。

5.結語

不管是平板形封頭、橢圓形封頭及淺碟形封頭，或者其他結構的封頭等，都各有優點和不足，最終要采用什么樣的封頭，關鍵是要看制造的成本還要結合企業自身制造能力而定，本文結合自身企業的封頭結構，簡要介紹了淺碟形封頭的成形工藝和應用分析，而淺碟形封頭只是眾多封頭結構中的一種，希望能夠為讀者在封頭成形工藝中起到借鑒意義。