其次,封头冲压成形模具间隙不能过小。该边缘弯曲应力与薄膜应力叠加,使该部位的应力远远高于其它部位,故受力状况不佳。在封头拉深成形过程中,其直边急剧增厚,尤其是直边长度在lOOmm以上时,增厚更为严重,其增厚率可达10%以上。因此封头成形模具间隙不能过小,应大于料厚的10%,否则,材料无法通过模具间隙,工件底部严重变薄甚至拉破,但模具间隙过大、凹模圆角过大,将降低压边效果,又会在封头上部产生褶皱。因此,封头冲压成形模具的间隙要合理选择。
1.半球形封头
计算公式是按薄膜理论推导而来,可按容器内径或外径为基准进行壁厚计算。圆筒的中径公式依据当量强度和失效准则,其中D=Di+δ。
2.椭圆形封头
① 计算公式是以圆筒公式为基础,对封头与圆筒连接部位的边界效应作用以形状系数K 加以反映。长、短轴的比值α/b 越大, K 值越大;当长、短轴之比大于2.5 时,封头很容易发生周向失稳,故将α/b 控制在2.6。
② 封头可按容器内径或外径为基准进行壁厚计算。
首先大口径的封头在内压的作用下,可以在连接部位产生相反的径向位移,加强作用的情况下也可以抵消 大部分径向位移,使筒体周向拉应力减少。椭圆形封头采用标准椭圆形封头,则K=1,整体冲压制造,Φ=1,得圆整后取名义厚度为14mm,直边高度为40mm。较另外由于大口径的封头弯曲半径是连续的,不会产生应力。因此 一般情况下这种封头可以用在压力比较大的高压容器中。
蝶形封头是带折边的球面封头,由于这种封头主要由三部分组成,分别是球面体、过渡环壳和短圆筒。封头还有很多不同的叫法,不锈钢无直边封头、桶体旋边、椭圆封头、碟形封头、浅形封头、各种大小头旋边、不锈钢大小头旋边、平底、半球形旋边、球形封头等。从 它的外形上可以看出蝶形封头的连接处没有连续,当其曲面发生较大变化时会产生一定的弯曲应力。边缘弯曲 应力和薄膜应力叠加在一起,这个部位的应力就会比其他部位的应力大很多,这也是它受力不好的原因之一。 蝶形封头存在过渡环壳,所以它的深度比较低,方便加工成型。蝶形封头多被应用在低压容器中。