《包装容器结构设计与制造》授课教案		第四篇  金属包装容器结构设计与制造
一、基本要求：	
1、研究对象：本篇研究的是金属包装制品,是以金属或金属合金为主要材料的包装制品，如金属罐、金属软管、金属桶以及其他金属制品等。
2、研究内容：包括金属包装制品的结构设计与计算、加工成型原理、生产制造工艺等。重点内容是金属罐制品的设计和制造。
3、学习目的：掌握典型金属包装制品的结构特点、用途、加工工艺、成型原理及主要生产设备的基础知识。
二、教学内容：
共分六大部分:
1、成型工艺基础
2、二片罐结构设计及制造
3、三片罐结构设计及制造
4、喷雾罐结构设计及制造
5、金属桶结构设计及制造
6、金属软管结构设计及制造
三、学时分配：16学时
第一章  概述
基本要求：掌握一般金属包装容器成型工艺基础
教学内容：
    1、冲裁工艺
    2、弯曲成型
    3、拉伸原理
重点与难点：成型工艺原理
学时分配：2学时
第一节  金属容器类型及其结构特性
一、分类方法
容器形状、结构特点、容器材料、容器功能、开口方式
二、基本结构特征
三片罐、两片罐
第二节  金属容器基本制造工艺——冷冲压技术
一、冲裁工艺
冲裁是利用冲模使材料分离的一种冲压工艺，包括落料、冲孔、切口、剖切和修边等工艺，但在一般情况下往往指落料和冲孔。此工艺即可以直接把材料制成零件，又可以为弯曲、拉深和成型等工序做准备。从材料上冲下所需形状的零件或毛坯，称为落料，在工件上冲出所需形状的孔，叫做冲孔。
1、冲裁过程
（1）弹性变形。（2）塑性变形。（3）断裂分离。
2、冲裁模间隙
（1）冲裁模间隙值的确定（2）冲裁模间隙对冲裁的影响
3、凸、凹模刃口尺寸的计算
模具刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的首要因素，模具的合理间隙也要由模具刃口尺寸及其公差来保证。
4、冲裁力及其降低方法
（1）冲裁力的计算
（2）降低冲裁力的方法
5、精密冲裁
（1）精冲法（2）半精冲
6、整修
（1）外缘整修（2）内孔整修
二、弯曲工艺
1、弯曲变形过程
（1）弹性弯曲阶段。（2）塑性弯曲阶段。
2、弯曲变形过程的特点
（1）变形区主要处在弯曲件的圆角部分，而在远离圆角区的两段则不发生变形。
（2）在弯曲变形区内，其外区的切向金属受拉伸长，其内区的切向金属受压缩短。在这两个变形区内，有一层金属层长度不变，即应变中性层。
3、最小弯曲半径
（1）应变中性层的位置。在冲压板料时，为确定凸模的最小圆角半径及弯曲件的毛坯
尺寸，必须先确定应变中性层的位置。
（2）最小弯曲半径的确定。在弯曲过程中，材料外层纤维受拉应力，当材料的厚度一定时，弯曲半径越小，则拉应力越大。
4、弯曲回弹现象
（1）回弹值的计算。弯曲变形结束后不受外力作用时，总是伴有弹性变形，使弯曲间的弯曲中心角与弯曲半径变得同模具的尺寸不一致，这种现象称为回弹。
（2）影响回弹量的因素
①材料的机械性能②弯曲变形程度③弯曲中心角
④弯曲方式⑤工件形状⑥模具结构
（3）减小回弹的措施
5、弯曲件的工艺性
弯曲间的工艺性是指弯曲工件的形状、尺寸、精度要求，材料选用及技术要求等是否合乎弯曲加工的工艺要求。
（1）弯曲件的弯曲半径（2）弯曲件的形状（3）弯曲件孔边距离
（4）弯曲件直边高度（5）设计工艺
三、拉深工艺
将平板毛坯通过拉深模具制成开口筒形或其他断面形状的零件，或将筒形或其他断面形状毛坯再制成筒形或其他断面形状的零件，这种工序成为拉深（或拉延）。
1、拉深变形过程
（1）凹模口凸缘部分。
（2）凹模圆角部分这部分材料除了上述区域那样为径向拉应力和切向压应力以外，还承受凹模圆角处的压力、摩擦力和弯曲作用而产生的压应力，这是一个过渡区。
（3）筒壁部分。
（4）凸模圆角部分。
（5）筒底部分。
2、拉深过程的力学分析
（1）凸缘变形区的应力分布（2）起皱现象分析
（3）拉裂问题分析（4）克服拉裂和起皱的主要措施
3、拉深系数与拉深次数
在制定拉深工艺程序和设计拉深模具时，必须预先确定零件能否用一道拉深工序或多道工序拉深，
（1）拉深系数（2）影响拉深系数的因素
（3）拉深次数（4）首次拉深后各次拉深方法
4、拉伸件工艺性和拉伸工序计算
（1）拉深件工艺性要求（2）拉深工序计算
第三节   金属容器基本制造工艺——焊接、粘接
一、焊接工艺
钎焊、电阻焊、激光焊
二、粘接工艺
1、粘接过程和接头设计
2、胶粘剂的种类与选用
3、粘接工艺
第二章   金属罐的结构设计与制造
第一节  两片罐的结构设计
基本要求：掌握金属两片罐的结构特点，使用材料及工艺
教学内容： 
1、二片罐结构
2、二片罐制造工艺
3、金属罐的设计
重点与难点：金属二片罐的制造工艺
学时分配：2学时
一、二片罐的发展情况
二、二片罐的分类
①拉伸罐②变薄拉伸罐
三、二片罐的结构特点
①侧壁完整、光洁、无接缝；②底部与侧壁一体
③造型美观；④易开启结构
四、二片罐结构形式
1、二片罐组成
二片罐罐身由侧壁和罐底组成。其成型方法有浅拉伸法和多级拉伸法。
2、二片罐的特点及规格尺寸
（1）二片罐的材料（2）二片罐的规格尺寸 
3、二片罐的结构 
（1）罐身 （2
五、二片罐罐身的制造工艺及质量检测 
1、罐身制造工艺 
①浅拉伸罐(浅冲罐)。其罐稿与罐径比小于1
②拉伸深罐(深冲灌)。其罐高与罐径比大于
③变薄拉伸罐 
2、质量检测
①对罐体的技术要求 
②质量检验方法 
第二节 三片罐的结构设计
基本要求：掌握金属三片罐的结构特点，使用材料及工艺
教学内容： 
1、三片罐结构
2、三片罐制造工艺
3、金属罐的设计
重点与难点：金属三片罐的制造工艺
学时分配：2学时
一、三片罐的结构
三片罐由罐身、罐底和罐盖三部分组成。罐身的上缘和下缘分别为罐盖与罐身、罐身与罐底的结合部，为使罐身上缘与一定规格的罐盖相封合，可设计成缩口结构。
（1）罐身
①罐身接缝。②环筋。③翻边。④罐身板的尺寸设计 
(2) 罐底和罐盖
①膨胀圈。②圆边。③罐盖(底)板的尺寸设计
(3)易开结构。
①卷开结构。②易开盖结构 
二、三片罐罐身的制造工艺及设备 
三片罐中，若按罐身制造工艺的不同可分为锡焊罐、粘接罐、卷接罐、激光焊接罐和熔焊罐，而熔焊罐习惯上又称为缝焊罐或电阻焊罐。
(1)下料
(2)三片罐罐身制造工艺 
①锡焊罐制造工艺；②电阻焊制罐工艺；③粘接法制罐工艺
第三节  喷雾罐
基本要求：掌握喷雾罐的工作原理和喷雾罐阀门的结构特点。
教学内容：
1、喷雾罐的工作原理及特点
2、喷雾罐的结构及制造工艺
3、新型喷雾罐
重点与难点：
1、喷雾阀的结构组成及其作用 
学时分配：2学时
一、喷雾罐的工作原理及性能要求
喷雾罐是指由阀门、容器、内装物（包括产品、抛射剂等）组成的完整压力包装容器，当阀门打开时，内装物以预定的压力、按控制的方式释放。
1、喷雾罐的工作原理及特点
2、喷雾罐的工作原理
3、喷雾包装的特性
(1)使用的方便性(2) 良好的密封性(3)内装产品形态不受限制(4)喷雾包装的
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