卷邊機夾盤形狀及結構的探討

江蘇寶應縣金屬制品廠 喬平

卷邊機夾盤亦稱卷邊盤，是卷邊機中的主要部件。在該機工作時，用其夾持桶頂和桶底，定位桶身，并使桶身旋轉，以達到鋼桶組合卷邊成型的目的。夾盤形狀及結構合理與否，直接影響卷邊質量。夾盤卷緣形狀與卷邊形狀的關系，弧面夾盤的弧面尖角破損機理已有專著討論過（見《中國鋼桶》），這里不在贅述。本文將探討夾盤形狀及結構的設計問題。

一、夾盤形狀的選擇

所謂夾盤形狀，實際上是指夾盤邊緣A面的形狀，B面幾乎都是平面，如圖1。目前國內夾盤主要有三種形狀，如圖2。這三種形狀都有各自的特點。

圖1

圖2

圖3

1、直邊型夾盤。直邊型夾盤加工極為簡單，無需專用樣板，但在使用過程中，邊緣極易磨損，形成倒圓弧，如圖3。不但使卷邊斷面形成尖角，降低跌落強度，而且還會使出桶困難，拉毛桶頂底邊。

2、斜邊型夾盤。斜邊型夾盤加工也較為簡單，但一般要配合專用樣板。這種夾盤具有良好的傳遞轉矩的特點。因為它的斜度和桶頂底拉深的斜度相吻合，工作時整個斜邊面緊緊貼在桶頂底的邊緣上，一般情況下不會出現“打滑或卡桶”現象。另外，由于此盤具有一定斜度，也就等于提高了磨損余量，因而壽命相對增加。目前多數廠家選用此種形式。但是，在底蓋拉深過程中，其邊緣拉深降低了板材的厚度，兩弧處最薄，只能達到0.7～0.8mm(以1.2mm厚度熱軋板材為例）。在其卷封時經擠壓磨擦等，此處應力較大，況且形成的斷面仍然是直角（因為滾輪也有導向角），故大大地降低了板料的強度，極易開裂，在材質較差時出現整脫現象。

3、圓弧型夾盤。圓弧型夾盤是在直邊型夾盤的基礎上，增加了后面這一個小圓弧，加工較為困難，需要專用樣板。這種夾盤改善了卷邊的性能，改尖角為圓弧過渡，但降低了傳遞轉矩的能力。為了保證弧面能夠進入桶頂、底，故減小了夾盤外徑尺寸，工作時如圖4所示，接觸面減小，易發生打卡桶現象。

根據上述分析，應采用取長補短的方法設計夾盤形狀，才能避免這些問題的發生。們取斜邊型夾盤傳遞轉矩性能好的特點，在夾盤前段采用，取弧面夾盤的卷邊性能好的特點設計后段，這樣既消除打滑卡桶現象，又改善了卷邊效果。弧面部分可通過適當加大拉深R角來解決，如圖5。

二、夾盤結構的選擇

目前，夾盤結構一般為兩種結構，即整體式和鑲圈式。整體式加工方便，變形小，精度高，但成本較高，壽命較低多鑲圈式加工困難，易變形，精度較低，但成本相對減少，可以多次使用。一般地說，設備精度差，技術力量薄弱或加工能力低的企業選用整體式的較多。鑲圈式多數在設備精度較高，有加工能力和技術力量的單位使用。但是，無論從經濟角度，還是從保證產品質量角度來看，鑲圈式比整體式更為先進合理些。但是，筆者認為前面提到的采用組合夾盤結構建議的可行性還需探討。

第一，夾盤邊緣弧面不能從夾盤上分割出來。因為卷邊時如果是第二道滾輪工作完，則第三道滾輪才開始工作多如果是第三道滾輪工作完別復位，則已要求夾盤停止轉動，無需分割出來。再者制成塊狀固定在與滾輪相對應的機架上，這就更不可能。因為夾盤位置相對固定，工作時只做旋轉運動，弧面固定在滾輪機架上則弧面同滾輪的進給運動一致，方向成90°，所以這是不能成立的。

第二，當弧面固定塊固定在機架上后，這說明它與滾輪的位置也相對固定的。當滾輪復位夾盤夾緊桶頂底后，弧面和滾輪無法進入指定位置，因為桶頂底的凸緣正好被弧面塊所阻擋。如果是復位，弧面塊也正好被桶頂底邊緣即卷邊的地方所阻擋。

第三，即使不把弧面塊固定在滾輪機架上而改為同夾盤同軸方向的伸縮工作，即定塊和滾輪起卷封成型作用，也不能進行，這是因為：

①如果弧面不旋轉，則桶頂底要在弧面上磨擦旋轉，增加了阻力。

②卷封時，若滾輪與弧面的壓力小則卷不起來，滾輪停止進給羅如果大則使桶坯停轉而不能工作。

③弧面塊與夾盤配合必須有間隙。當有間隙時，在滾輪的施加壓力下，弧面逐步低于夾盤外邊緣，失去了弧面作用。

④弧面塊的厚度不應超過8mm，寬度也不會超過20mm，因為夾盤工作面厚度不能超過18.5mm(桶頂底深只有19mm，寬度不超過20mm (20mm以后，夾盤平面要凹進去20mm左右，因為有封閉器）就這么大的片塊，不要說是修復，就是加工好后進行熱處理可能變形也不能再用，更何況承受不了這樣大的壓力。因而，目前采用組合夾盤結構可能還不太成熟。

圖6

根據以上分析，采用整圈鑲圈法比較適用，其方法如圖6所示。這種方法具有結構簡單，操作維修方便之優點。中心部份一般采用T8A、T1OA材料，外圈采用模具鋼如Cr2MoV、9Mn2V等材料。 經熱處理后進行組合鑲嵌，鑲好后同整體式一樣。它既具備了整體式的精度，又具備了鑲圈式的低成本、易更換修復的特點。鑲圈磨損后，一般能修復的即修復，不能修復的可以更換。每個鑲圈工作壽命最低都在5萬只以上。這樣不但降低了生產成本，同時也為保證產品質量奠定了基礎。