需二次下料构件的近似展开

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有很多构件由于本身形体是不可展面和金属材料在加工成形工艺中的形变，使很多构件需先展开毛坯料加工成形后再二次净料处理，这类构件的展开一般用等体积法、等曲线法或等面积法先作近似展开。本段中将介绍这类构件在实践中较成熟的近似展开和计算方法。展开的加工余量一般取0～22mm，根据加工实测数值来决定。

【例29】 标准椭圆形封头

图3－115为标准椭圆形封头的截面图。

图3－115 标准椭圆形封头

在压力容器制造标准中规定封头公称直径D_g为封头内径，封头内壁最高点到底面的距离规定为D_g／4加直边高度h，展开毛坯料应是直径为D的圆形，如图3－116所示。

图3－116 标准椭圆封头的展开图

这类封头应根据加工方法来决定展开直径D的尺寸，因加工条件不同时形变也不同，采用冲压和旋压成形时应用不同的公式计算。

冲压成形展开计算式：D=1．2(D_g+δ)+2h。

旋压成形展开计算式：D=1．15(D_g+2δ)+2h+20(式中20为加工余量)。

例如已知封头D_g=1000mm，h=25mm、δ=8mm时，用冲压成形展开时D=1．2(1000+8)mm+2×25mm=1260mm，用旋压成形展开时D=1．15(1000+16)mm+2×25mm+20mm=1238mm。

【例30】 抹边锥形封头

图3－117为抹边锥形封头的截面图。

图3－117 抹边锥形封头

此构件是正圆锥管大口抹边形成的封头，制造中一般是先制成正圆锥体再冲压或旋压成形，所以此种构件展开时用曲线延伸展开正圆锥来进行展开下料，它的展开图形为扇形，如图3－118所示。

图3－118 抹边锥形封头展开图

它的展开计算式：D=D_g－2r(1－cosα)+2×(παr／180+h)sinα，D为先制成正圆锥管时的大口直径，如图3－119所示，用此圆锥管放样或计算均可得到图3－118中的展开图形，计算时L=πD、l=πd、R₁=D／2sinα、R₂=d／2sinα、∠B=180L／πR₁。

图3－119 封头锥体成形

此计算方法实际是沿锥体封头素线将直边和弧长展开求出直径。经验证明由于加工中钢材要延伸，无论是冷、热冲压或旋压成形都有足够的二次加工切割余量，旋压成形后的余量较大，表3－16为这种封头展开计算实例值。

表3－16 抹边锥形封头展开值

【例31】 双口抹边锥形封头

图3－120为双口抹边锥形封头的截面图。

图3－120 双口抹边锥形封头

此封头也是封头制造中常见形体，它的展开图形和上例相同也为扇形，但小口也同时抹边。小口的展开方法和上口相同也要计算出制成圆锥管时的小口直径D₁，小口计算式：D₁=D_g+2r(1－cosα)－2(παr／180+h)sinα。

以图3－120中封头为例给出具体数值计算它的展开图形尺寸。设D_g1=1600mm、h₁=40mm、α=30°、r₁=250mm、D_g2=500mm、h₂=25mm、r₂=100mm时：此封头制成锥管时大口直径D=D_g1－2r₁(1－cosα)+2(παr₁／180+h₁)×sinα=1704mm，小口直径D₁=D_g2+2r₂(1－cosα)－2(παr₂／180+h₂)×sinα=449mm。和上例相同，此计算公式不考虑板厚，因二次下料毛坯的近似展开计算应留有加工余量，此公式经实践证明已留有足够的加工余量。如要展开时可计算出展开扇形中的大小半径和外圆展开弧长即L=πD=5353mm、R₁=D／2sinα=1704mm，R₂=D／2sinα=449mm。用这三个数值可作出扇形展开图，具体作法如图3－121所示，用R₁为半径画圆弧，在弧上截取L的长度即5353mm，得A、B两点，将A、B两点与圆心O连接，再以O为圆心以R₂为半径画弧分别交OA、OB线于C、D点，此扇形ABCD就是双口抹边锥形封头的展开图形。

图3－121 双口抹边封头计算展开图

【例32】 平底圆角封头

图3－122(a)为平底圆角封头的两面投影图。

图3－122 平底圆角封头

此封头的展开图形也是平面的圆形，均用外径计算可不加二次加工余量，它的展开计算式是，用Φ为直径作出圆心就是它的展开图形，如图3－122(b)所示。