第一章金屬桶制造 包裝容器制造概論 3學時講授 1學時練習 教學重點 圓形閉口鋼桶桶身制造工藝內外噴涂工藝磨邊機械桶框成型機械翻邊機械 GB T325 2000 包裝容器鋼桶 包裝容器鋼桶第1部分 通用技術要求 GB T325 1 2008 包裝容器鋼桶第2部分 208L 210L和216 5L全開口鋼桶 GB T325 2 2009 包裝容器鋼桶第3部分 212L 216 5L和230L閉口鋼桶 GB T325 3 2009 包裝容器鋼桶第4部分 200L及以下全開口鋼桶 GB T325 4 2009 包裝容器鋼桶第5部分 200L及以下閉口鋼桶 GB T325 5 2009 第一節鋼桶制造工藝 一 鋼桶桶身制造工藝二 桶頂與桶底制造工藝三 封口組合工藝四 內 外噴涂工藝 第二節鋼桶制造設備 一 鋼桶制造設備二 提桶制造設備 一 鋼桶桶身制造工藝 1 圓形閉口鋼桶桶身制造工藝2 圓形開口鋼桶桶身制造工藝3 鋼提桶桶身制造工藝4 異形桶桶身制造工藝 二 桶頂與桶底制造工藝 1 桶底制造工藝2 桶頂制造工藝3 桶蓋制造工藝 三 封口組合工藝 三重卷邊的加工工藝 四 內 外噴涂工藝 1 鋼桶表面涂裝的作用2 涂裝工藝3 內噴涂工藝4 外噴涂工藝 一 鋼桶制造設備 1 下料機械2 磨邊機械3 桶框成型機械4 整形機5 翻邊機6 波紋機與脹筋機7 封口機8 試漏機 桶身制造設備桶頂 底 制造設備桶口件制造設備封口設備通用設備專用設備 如沖壓機 如波紋機 二 提桶制造設備 提桶制造設備與鋼桶設備大體相同 一 鋼桶桶身制造工藝 1 圓形閉口鋼桶桶身制造工藝 1 工藝流程原材料 剪切 磨邊 卷圓 點焊 縫焊 翻邊 滾波紋 脹筋 2 主要工序 下料 磨邊 卷圓 焊接 翻邊 滾波紋 脹環筋 一 鋼桶桶身制造工藝 下料是用剪切機將薄鋼板或經開卷 平整后的鋼卷料剪成桶身板的工序 a 下料尺寸圓桶桶身板的結構尺寸如圖4 30所示 桶身的波紋和環筋的結構尺寸如圖4 31 b 下料過程鋼板上料 板材吸送 剪切長邊 剪切短邊c 下料注意事項 尺寸誤差形狀誤差切口毛刺裁剪方向 a 一 鋼桶桶身制造工藝 磨邊是將剪切完成的桶身板料需縫焊的兩短邊的上 下平面磨削打薄成一定斜度的工序 以保證焊接質量 a 磨邊尺寸磨邊處的厚度要根據鋼板的厚度來確定 磨邊寬度一般比縫焊塔邊寬度多1 2mm 表4 21為一般要求的磨邊尺寸 b 磨邊質量要求 一 鋼桶桶身制造工藝 在磨邊的長度方向上 要求兩端正反面磨削光滑 不得缺角和留有斑點及嚴重焦痕 在磨邊的寬度方向上 要求兩邊平整 不得有劃破和碰撞凹坑 磨邊后的材料不允許長時間堆放 以防磨邊處生銹 對于表面質量好 厚度小于0 8mm的冷軋鋼板或鋼卷剪切的桶身板 也可以省去磨邊工序 一 鋼桶桶身制造工藝 卷圓是在三輥卷回機上將桶身板卷成圓筒的工序 一 鋼桶桶身制造工藝 焊接是利用電阻焊縫焊法 沿桶身縱向將搭接接封焊合 形成一條氣密型焊縫的工序 a 點焊為了使桶身定位 在縫焊前要用點焊機將已卷圓的桶身按規定要求搭邊進行點焊工序 b 縫焊縫焊指用縫焊機滾焊的方法 使桶身兩端搭接焊合 形成一條氣密焊縫的工序 點焊數量中小桶 2點大桶 3點 一 鋼桶桶身制造工藝 翻邊是在專用翻邊機上將桶身的兩端邊緣各向外翻出一個角度 如圖4 34 以便與桶底 桶蓋封口組合 小桶 95 100 大桶 100 一 鋼桶桶身制造工藝 滾波紋是指在波紋機上通過滾壓使桶身同時獲得若干條圓周波紋的工序 滾出的波紋要均勻光滑 深淺一致 不得歪斜 無機械損傷 波紋 一 鋼桶桶身制造工藝 脹環筋是指在脹筋機上通過凸輪或液壓等傳動方式 使位于桶身內的能夠脹 合的環筋塊沿徑向脹出加強筋的工序 脹出的環筋應無機械損傷和裂紋 環筋 一 鋼桶桶身制造工藝 2 圓形開口鋼桶桶身制造工藝圓形開口鋼桶桶身的加工工藝和閉口鋼桶桶身的制造工藝基本相同 只是多出桶口卷線和桶口縮頸工序 1 桶口卷線 2 桶口縮頸 一 鋼桶桶身制造工藝 1 桶口卷線開口桶桶口卷線示意如圖4 35所示 桶身繞其軸線旋轉時 卷線壓輥向桶身上端的翻邊作徑向推動 從而形成桶口卷線 桶身翻邊時 需要卷線一端的翻邊寬度應比桶底端寬些 一 鋼桶桶身制造工藝 一 鋼桶桶身制造工藝 2 桶口縮頸作業時 是在縮頸機上通過縮頸模具將桶口收縮變形 使桶口局部直徑變小 當縮頸變形較大時 可將縮頸成型分兩次完成 以免薄壁桶身在縮頸中失穩起皺 一 鋼桶桶身制造工藝 3 鋼提桶桶身制造工藝圖4 36是提桶生產工藝流程圖 圖中的底部翻邊前各道工序是提桶桶身的生產工藝流程 一 鋼桶桶身制造工藝 4 異形桶桶身制造工藝異形桶一般為閉口桶 制造方法有折方法和脹形法兩種 1 折方法 2 脹形法 一 鋼桶桶身制造工藝 1 折方法折方法是指利用手工或沖壓等機械方法 通過模具使桶身折成所需形狀的方法 桶身的轉折處一般有小圓弧過渡 以保證桶身折方時不產生裂口等缺陷 成型原理如圖4 37 一 鋼桶桶身制造工藝 一 鋼桶桶身制造工藝 2 脹形法脹型法是制造異形桶常用的方法 先將桶身做成圓筒狀 再放在脹型機上成型 脹型機按脹型運動的轉動方式分為凸輪式 錐體式 楔塊式等 一 鋼桶桶身制造工藝 二 桶頂與桶底制造工藝 1 桶底制造工藝 1 工藝流程剪板 落料拉深 涂封縫膠 2 主要工序 剪板 落料拉深 涂封縫膠 是將剪切好的規格板料送入沖床 利用模具同時完成落料和拉伸作業 得到桶底 頂 件的工序 為保證卷邊組合的密封性 在桶底 頂 與桶身卷邊組合作業前 應在桶底 頂 的卷邊部位由人工或封口機上的自動噴膠管均勻噴涂一層封縫膠 二 桶頂與桶底制造工藝 a 毛坯直徑D0的計算 當r1 r2 r時 上式簡化為 D0 下料毛坯直徑 D1 桶底外圓直徑 d 桶底拉深外圓直徑 t 材料厚度 h 拉深厚度 D1 二 桶頂與桶底制造工藝 b 排料一直行排料二直行排料二直行交錯排料 搭邊m的取值既要確保桶件毛坯的質量 又要不浪費材料 還要使原板料沖切后的廢料有一定的剛度 以便送料 根據板材的厚度和送料的方式 通常取值為0 8 3mm 提高材料利用率的方法 二 桶頂與桶底制造工藝 提高材料利用率的措施 改進桶件結構形狀 在保證模具壽命和產品質量的前提下合理地選擇搭邊值 在生產條件允許的條件下 可采用幾種零件混合排樣 以提高材料的利用率 對于大批量生產的品種 可選用專用規格板料 二 桶頂與桶底制造工藝 2 桶頂制造工藝 1 工藝流程剪板 落料拉伸 沖孔翻邊 鎖裝 打印標記 涂封縫膠 2 主要工序 沖孔翻邊 鎖裝 打印標記 二 桶頂與桶底制造工藝 沖孔翻邊一般沖孔 翻邊和起臺作業通過復合模具一次沖壓即可完成 沖孔 翻邊后的采用內平式桶口件的桶頂形狀如圖4 41 二 桶頂與桶底制造工藝 二 桶頂與桶底制造工藝 鎖裝將螺圈套上襯圈 再放入桶頂孔內 在沖床上通過模具翻擴孔壁 使螺圈和桶頂緊固在一起 二 桶頂與桶底制造工藝 打印標記在桶頂上壓印出廠標 出廠日期等標記 二 桶頂與桶底制造工藝 3 桶蓋制造工藝開口桶桶蓋的制造工藝流程為 剪板 落料拉深 卷線 圖4 42是加工成型后的開口桶桶蓋的結構形狀示意 四 內 外噴涂工藝 1 鋼桶表面涂裝的作用防止因大氣 雨水及某些化學產品的腐蝕而使鋼桶強度 密封性 使用壽命等下降 四 內 外噴涂工藝 2 涂裝工藝刷漆法空氣噴涂法高壓無氣噴涂法靜電噴涂法 四 內 外噴涂工藝 1 空氣噴涂法 工作原理 利用一種專用的噴槍作工具 以壓縮空氣把油漆從儲藏罐里吸上來 壓縮空氣的氣流再把油漆帶到噴槍的噴嘴吹散成霧狀 均勻地噴涂于物體表面 特點優點缺點 四 內 外噴涂工藝 優點 a 漆膜厚度均勻 質量好 光滑平整 即使在拐角處 也能均勻地噴上油漆 b 操作簡便 工作效率高 施工效率比刷涂法可提高5 10倍 c 適用范圍廣 大多數油漆品種都可以采用噴涂法 對快干油漆效果更好 四 內 外噴涂工藝 缺點 a 噴涂時有相當一部分油漆隨溶劑在空氣中飛散掉 污染環境 危害工人健康 b 由于使用的油漆黏度低 油漆和稀釋劑浪費較大 一次噴涂生成的漆膜較薄 往往需多次噴涂才能達到所要求的漆膜厚度 四 內 外噴涂工藝 2 高壓無氣噴涂法 原理 是使油漆通過加壓泵加壓到1000 1500MPa的壓力 然后通過特制的噴嘴小孔噴出 當高壓力漆流離開噴嘴到達大氣后 立刻劇烈膨脹撕裂成極細的漆粒噴到鋼桶表面上 高壓無氣噴涂原理示意如圖4 46所示 特點 四 內 外噴涂工藝 特點 a 高壓無氣噴涂的效率高 比噴涂法高幾倍到十幾倍 b 高壓無氣噴涂所用的油漆黏度高 溶劑含量也少 施工時漆霧也少 既減輕了環境污染 又可節約涂料和溶劑 c 高壓無氣噴涂所用的油漆黏度大 一次噴涂形成的漆膜較厚 漆膜附著力好 d 消除了因壓縮空氣中含有的水分 油污 塵埃等雜質引起的漆膜缺陷 四 內 外噴涂工藝 3 靜電噴涂法 原理靜電噴涂又稱高頻靜電噴涂 它是利用高壓電場的作用 使漆霧帶電 并在電場力的作用下吸附在帶異性電荷工件表面上的一種噴涂方法 其噴涂原理如圖4 48所示 特點 四 內 外噴涂工藝 特點 a 大幅度減少漆霧飛散損失 不僅能節約10 50 的涂料 而且減少了環境污染 b 靜電噴涂法適用于大批量流水線生產 能實現噴漆過程的連續化和自動化 既提高了工作效率 又減少了環境污染 c 由于靜電屏蔽作用和電場分布的不均勻 會造成漆膜厚度的不均勻 噴涂的質量還受作業時空氣的溫度 濕度以及涂料和溶劑的性能影響 四 內 外噴涂工藝 3 內噴涂工藝 1 目的 在內表面生成耐酸耐堿的保護膜 2 工藝 表面處理 噴涂 烘干 冷卻表面處理a 目的 除去油污和鐵銹等物質 提高涂料附著力 b 工序 堿洗 清洗 酸洗 中和 漂洗 干燥 磷化處理 四 內 外噴涂工藝 內噴涂內噴涂涂料必須根據內裝物的要求選定 選擇原則是 耐腐 不和內裝物產生化學反應 對某些內裝物還要求涂料在長期儲運中無毒無味 鋼桶常用的內涂涂料見表4 34 四 內 外噴涂工藝 4 外噴涂工藝 1 目的 防止外表面生銹 以便裝潢印刷 2 工藝 水分烘干 外噴涂 烘干外噴涂一般在鋼桶完成組裝封口 試漏檢驗合格后進行 外噴涂一般采用空氣噴涂法手工噴涂或靜電噴涂法自動噴涂 漆膜厚度一般不小于0 02mm附著力不低于2級 漆膜附著力測定見表4 35 一 鋼桶制造設備 1 下料機械剪切機桶身板自動下料生產線如圖17 19 平刃剪床 斜刃剪床 圓盤剪床 振動剪床 平刃剪床 圓盤剪床 一 鋼桶制造設備 2 磨邊機械輸送裝置磨削裝置 砂輪機 1 工作原理 圖4 32 2 注意事項 鋼板的運動方向和砂輪接觸邊緣的線速度方向相反 調節砂輪的磨削方向可調整磨削寬度 調節砂輪間徑向距離可調整磨削量 厚度 一 鋼桶制造設備 3 桶框成型機械卷圓機折方機脹型機 1 卷圓機 2 折方機 3 脹型機 異形桶 圓形桶 一 鋼桶制造設備 1 卷圓機 上下輥間隙調整 不同厚度板料后輥位置調整 不同直徑的桶身 一 鋼桶制造設備 2 折方機專用折方機組合折方機 一 鋼桶制造設備 3 脹型機錐體式脹型機凸輪式脹型機楔塊式脹型機 一 鋼桶制造設備 4 整形機由于開始的桶框成型有回彈現象 加上焊接時的搭邊誤差和變形 造成桶形不規則 所以需要整形 整形機原理與結構和脹型機基本相同 只是脹瓣的行程和脹型力都較小而已 一 鋼桶制造設備 5 翻邊機 1 分類按工作時金屬桶的放置位置分按翻邊數量分按翻邊原理分按加工桶形分 臥式翻邊機 立式翻邊機 單頭翻邊機 雙頭翻邊機 擠壓式翻邊機 滾壓式翻邊機 圓桶翻邊機 異形桶翻邊機 一 鋼桶制造設備 2 滾壓式與擠壓式翻邊機的工作原理 滾壓式翻邊機 工作時兩壓輥和桶身三者之間作相對運動 轉動 平移或擺動 滾輪對桶身進行旋壓而使桶身端產生塑性變形得以翻邊 一 鋼桶制造設備 2 滾壓式與擠壓式翻邊機的工作原理 擠壓式翻邊機 擠壓式翻邊機是靠兩個壓盤沿桶框的軸線方向作相對運動而完成翻邊的 3 圓桶雙頭滾壓式翻邊機 給進運動主旋轉運動 一