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凸缘

容器开孔处的一种联接件

凸缘是指容器开孔处的一种联接件，当需要紧凑连接并保证刚度时，可用短而厚的凸缘来代焊接管，如视镜、手孔和搅拌轴的引出口等。凸缘的对外连接方式用螺栓或螺纹，带螺纹的短管又称“牙管”，并有内牙管和外牙管两种。为使开孔处得到补强并能埋入螺栓或车出螺纹，要求凸缘具有一定的轴向高度和径向尺寸。凸缘与壳体之间用焊接，并有插入式和安放式两种结构。

介绍
凸缘是在零件上面起到补强作用的附加部分。凸缘可以降低挤压力，提高零件寿命。常用于管道的链接部分和联轴器上。
类别
根据凸缘在零件上所处的位置，可分为凸缘在上端[图1(a)～(c)]和凸缘在中部两大类[图1-44(d)、(e)]，每类又可分为通孔和盲孔两种。该类零件由于形状较复杂，挤压工艺性不好，采用单纯的正挤或反挤在一道挤压工艺中完成是很困难的。设计该类工艺方案时，重点是凸缘部分所需材料体积的准备。成形凸缘的基本方法是挤压和冷镦。凸缘以外的部分形状采用挤压成形，大多数的凸缘形状主要采用冷镦，或者是以冷镦为主要成形方法的镦挤结合。下面分别叙述各种类型的凸缘类零件的成形方法。
凸缘在上端的凸缘类零件
（1）通孔类凸缘[图1(a)]该类零件的特点是凸缘位于上端，并且具有通孔，是凸缘类零件中成形较容易的一
种。一般可采用管状坯料正挤压成形，也可采用实心坯料，先反挤压制坯、冲底，然后正挤空心件。凸缘尺寸与厚度相比较大时，为了合理分配变形量，降低挤压力，提高模具寿命，通常分两道工序成形。首先在锥形凹模内进行正挤，在相当于凸缘部位上成形出一个粗大的部分，然后进行变形程度较小的冷镦粗。如图2所示就是采用上述成形方法的典型挤压工艺(包括制坯工序在内)。如果凸缘较小，材料塑性也比较好，可以直接正
挤成形。
（2）盲孔类凸缘[图1(b)、(c)]该类零件盲孔形式有：凸缘上开口[图1(b)]和圆柱体开口[图1(c)]两种。前种零件可以采用三种工艺方法成形。
第一种方法是在反挤压的杯形坯料上直接进行冷镦凸缘[图3]，不过这种方法只适用于凸缘比较小的场合。
第二种方法采用反挤压在压制出杯形件的同时，在凸缘相应部位上利用凸模锥面的翻边作用，预制出一个大致的中间形状，然后再进行冷镦凸缘[图4]。采用
该方法，必须严格控制反挤杯形件时的壁厚偏差。如果壁厚偏差过大，在凸模锥面的翻边过程中，由于挤压材料不均匀变形而引起的附加拉应力，这极易造成变形部分的边缘开裂，尤其在材料塑性较差时，挤压锥形的深度与外径愈大，开裂愈严重。这种工艺方法对材料、模具、挤压设备精度等方面有较严格的要求，适用于材料塑性较好，凸缘厚度s小于筒壁厚度s0的工件。
第三种方法首先在实心坯料上镦出凸缘，然后再反挤成形。反挤瞬间凸缘隆起，形成一个自然的锥形，当凸
模进入模腔后，成形的部位则作刚性平移，同时完成杯体的加工，最后将凸缘镦压成形[图5]。采用这种方法时，冷镦后的实心圆柱体(Ho)必须与反挤压的模腔深度(H1)相一致。若HoH1，则在凸缘与杯体相连接的部位将出现台阶。这种方法适用于凸缘较厚的零件。
圆柱体开口的盲孔类凸缘零件又可以分为两种：内孔深度小于外部圆柱体高度(H1≤H0)，如图6所示；内孔深度大于外部圆柱体高度(H1≥Ho)，如图7
所示。成形该类零件时，一般取介于凸缘(D)和圆柱体直径(d)间某一尺寸为坯料外径(d1)。首先正
挤出部分内孔与外圆柱部分，然后将剩余的尾部冷镦至凸缘尺寸(图8方案一)。为了避免正挤时圆柱体孔口产生收口或胀口现象，以及冷镦凸缘时产生孔径胀大缺
陷，在设计半成品形状与尺寸时，应使其孔深尺寸与挤压圆柱部分的高度相等，并且小于或等于成品圆柱体的高度，即H1≤H0。也可以选取外径等于圆柱体直径的坯料，采用正挤或反挤制成筒形件，然后再冷镦出凸缘(图8方案二)。根据同样的道理，半成品的孔深也应小于或等于成品圆柱体的高度，即H1≤H0。上述两种工艺方案各有特点，应根据凸缘的具体的形状与尺寸来选取。
中部凸缘类零件
（1）通孔类凸缘[图1(d)] 该类零件如采用外径等于圆柱体外径的空心管直接冷镦出凸缘(图9)，则由于材料体
积转移方式不合理，在与凸缘相对应的内孔壁上产生环沟，继续挤压将形成折叠。如采用外径等于凸缘外径的空心管，使坯料与模腔接触，可以有效地控制金属的径向流动，如图10所示，就可以避免上述缺陷，保证零件的尺寸精度。
（2）盲孔类凸缘[图1(e)]该类零件的凸缘位于筒体的中部位置。设计半成品形状与尺寸时，除了考虑到在成品凸缘相对应的半成品部位上，要预先贮备适量的金属，使贮备的金属体积，同时在成形时，简体部分或多或少要挤入模具中。这样在冷镦中包含一定的挤压成分，
可适当限制金属的径向流动，缩短其流经的距离，避免内孔径胀大与凹陷的产生。这种镦挤的最理想状态是，凸缘、凸缘以上圆筒形部分及向下挤入凹模部分的三种变形过程同时进行，金
属同时达到模壁，同时充满模腔．这种工艺方案如图11(a)所示。而如图11(b)所示的工艺方案则在筒形半成品上直接冷镦凸缘，虽然也预先贮备适量的金属，但由于金属径向流经较长，使筒壁弯折，形成内孔折叠缺陷。
该工艺方案的成形流程还可以采用反挤压制成盂形件，再正挤出半成品杯形件，然后冷镦凸缘(图12)。
连接
凸缘连接分为无垫片的和有垫片的。
在无垫片的凸缘连接中，是靠精细加工密封面和加以很大的压力来达到密封的。这种凸橡迪接的密封
面可以是平的、锥形的或一个密封面是锥形的而另一个是球形的。
有垫片的凸缘连接，根据垫片的形肤而制成蒂带有各种形状的密封面。垫片有：a)平滑垫片(石棉橡胶
片、纸板、橡胶片、铝片、铜片和钢片)；b)波纹石棉金属垫片(由铝片或不锈钢片制成外壳的石棉垫片)；c)
齿形垫片(钢3X 13或1X 18 H9)；d)透镜形垫片(金属)和 e)卯形截面的垫片(金属)。
当采用平滑垫片、波纹垫片和齿形垫片时，凸缘上的密封面应是平的。当采用透镜形垫片时，密封面应是
锥形的(图13左)；采用卯形截面的垫片时，密封面应带有沟槽(图13右)。
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