再談200升鋼桶圓卷邊工藝（3）

吳鐵麟

三、簡單圓弧螺線圓卷邊工藝剖析

簡單圓弧螺線圓卷邊工藝過程如圖9。包括預卷邊、頭道滾輪卷邊、二道滾輪卷邊，和擠壓定型四重工藝。

圖9

預卷邊。予卷邊工序是底蓋單獨加工的工序（不帶桶體）。此工序最簡單，也最容易實現，但作用很大，決定著鋼桶圓卷邊的質量。預卷邊在桶底蓋圓周的邊緣部位，形成預卷槽。在預卷過程中注入填料，靠離心力將填料均勻地甩至邊緣，經干燥后在預卷槽邊緣形成密封環，密封效果最佳。通過分析我們知道，預卷邊部分是圓卷邊的最里層，相當于平面卷曲的起始段，也就是相當平面卷曲的基圓（胎具）。圓卷邊外層曲率的變化，都要依附于預卷的曲率。從理論上講，預卷邊的曲率越大越好。從實際考慮，鋼桶卷邊內應留有足夠的填料間隙。較理想的情況，預卷槽最大外徑應該是5mm左右。如果省去預卷，這個最大外徑為5mm左右的圓弧卷曲，只有靠自由卷曲段來完成，這是不容易作到的。必須用一曲率最大的滾輪，單獨進行預卷。

預卷邊是第一重卷邊，完成整個圓卷邊的I區。預卷邊的滾輪曲線設計，見圖9ao

①預卷滾輪曲線的圓心坐標。簡單圓弧螺線有兩個圓心，Ｏ1Ｏ2(A、B),Ｏ1Ｏ2=板厚δ=1.25mm

相對K點 K(x=-1.25，y=-2.5)

Ｏ1(x1=0,y1=0)

Ｏ2(x2=-1.25,y2=0)

②滾輪圓弧半徑

R1＝1.5δ-1.5×l.25＝1.870mm，Ｏ1為圓心，第一象限。

R2＝2.5δ＝3.125mm，Ｏ2為圓心，第四象限。

③預卷邊鐵板中線展開長度

R2部份=2πR1′/4=1.96 39mm

R2部份=2πR2′/4=3.9269mm

整個展開長度=5.8908mm

板材卷曲變形，一面拉伸，另一面壓縮，使板材厚度不均勻。

④驅動凸輪的有效行程也是5.8908mm。經過嚴密設計的凸輪曲線，凸輪的傳動效果比液壓傳動的效果好。但要關注滾輪曲線和凸輪曲線，由于磨損引起的變化。

⑤滾輪的導向斜率。滾輪導向斜率的大小，影響桶底蓋邊進入滾輪后變形的效果，K點是變形的起點，多重卷邊每重滾輪的導向斜率應該是一致的，以便各重卷邊銜接良好。一般2°～8°。

2．頭道卷邊，也是第二重卷邊，完成整個圓卷邊的Ⅱ區。頭道滾輪圓弧設計，見圖9b。

①頭道滾輪曲線的圓心坐標。頭道滾輪圓弧的圓心是Ｏ3Ｏ4，Ｏ3Ｏ4 =δ=1.25mm

Ｏ3(X3=0，y3=δ=1.25mm)

Ｏ4 (X4=-1.25, y4=1.25mm)

②滾輪曲線圓弧半徑。

R3=R2=3.125mm，Ｏ3為圓心第一象限

R4=3.5δ=4.375mm，Ｏ4為圓心，第四象限．

③頭道卷邊鐵板展開長度。

R3部份=2πR3′/4= 3.9269mm

R4部份= 2πR4′/4= 5.8304mm

整個展開長度= 9.8173 mm

④驅動凸輪的有效行程也是9.81.73mm

3．二道卷邊，也是第三重卷邊，完成整個圓卷邊的夏區，兼有擠壓定型的作用。

二道滾輪圓弧設計，見圖9c。

①二道滾輪圓弧益線的圓心坐標

二道滾輪曲線圓心是Ｏ5Ｏ6，Ｏ5Ｏ6=1.25mm

Ｏ5(X5=0, y5=2δ=2.5mm)

Ｏ6(X6=-1.25, y6=2.5mm)

②滾輪曲線的圓弧半徑

R5=3.5δ=4.375mm，Ｏ5為圓心，第一象限

R6=4.5δ=5.625mm, Ｏ6為圓心，第四象限

③鐵板中線展開長度

R5部份=2π×3δ/4=5.8904mm

R6部份＝2π×4δ/4=7.7444mm

整個展開長度=13.6348mm

凸輪進給有效行程也是13.6348mm

4．預卷邊、頭道卷邊、二道卷邊的總展開長度：

S=5.8904+9.8173+13.6348=29.3425mm

5．擠壓定型的作用。擠壓定型對鋼桶的密封性能和強度都起著重要作用。擠壓的種類一般有三種：平擠壓、上擠壓和改變形狀擠壓。

①平擠壓。采用原來二道卷邊滾輪，完成卷邊形狀后，繼續進給一小段距離。一般進給一個板厚1真由凸輪的有效行程，再加1 .25mm，維持鋼桶旋轉1-2轉（鋼桶凸輪另有專著）。擠壓后基本不改變原來的卷邊形狀，其目的是消馀卷層間隙，防止固彈，使卷邊牢固。圖9d就是簡單圓弧螺線，七層圓卷邊擠壓一個板厚后的形狀。

②上擠壓。上擠壓采用專門擠壓滾輪。導向斜率應和各重卷邊滾輪導向斜率相同。滾輪下部曲線的形狀和二道滾輪相同，上部曲率變小，留出擠壓間隙。擠壓結果使圓卷邊徑向尺寸減小，軸向尺寸增加，卷層填滿間隙，向箭頭方向流動。上擠壓的目的，仍然是增加圓卷邊的牢度，并獲得一定形狀的卷邊，見圖9e。

③變形擠壓。采用專門形狀的滾輪。目的是完全破壞原來的卷曲形狀，進行技術保密，確立本企業的專利產品，如“工藝剖析”一文中GERMAN, INSTITUTE摹TRAPEZSEAM的梯形卷邊。

④通過擠壓變形的研究，使我們進入一個新的境界。學習圓卷邊技術，不能單獨的研究圓卷邊的外廓形狀。用橡皮泥印來的外廓形狀，鋸下名牌產品的斷面實樣，收集圓卷邊圖譜，只能用來分析參考，絕對不能生搬硬套。由于生產工藝的各異性，不要迷信外國，不要迷信名家。必須了解卷邊工藝的基本原理，找出各重滾輪曲線的依據，結合本廠實際，才能從必然王國，走向自由王國。

6．簡單圓弧螺線圓卷邊工藝過程分析結論

①各重滾輪卷邊曲線的導向斜率相等，解決了各重卷邊圓弧的銜接問題。

②簡單圓弧螺線只有兩個圓心，但對于每重卷邊來說，圓心相對圓弧起點K,每重上移一個板厚。這是因為簡單圓弧螺線，不可能一個過程卷完，必須分段加工。

③給出了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區各段的圓弧半徑，等于給出了各重卷邊滾輪的圓弧曲線。求出了各段中心線展開長度，就等于給出了各重卷邊的凸輪有效進給行程。

④計算出總展開長度，便于進行桶底蓋落料尺寸的設計，便于采用合理的落料尺寸和先進的沖壓工藝。

⑤簡單圓弧螺線，每一周圓弧半徑變化兩次近似的說明了螺旋的概念，在理論上具有重要意義。但距理想的效果還有一定差距。每一周圓弧半徑變化三次，四次……。無限次，接近理想狀態。通常每周圓弧變化四次，就具有較高的實用價值。

⑧本文介紹了底蓋與桶體板材等厚的圓邊卷曲工藝，亦可以推導出底蓋與桶體板材不等厚圓卷邊卷曲工藝。

鋼桶制造技術是不斷進步，不斷完善的。我們在。簡單圓弧螺線圓卷邊工藝。基礎上，研究出“四重圓弧螺線圓卷邊工藝”，使200升鋼桶圓卷邊工藝科學化，規范化。從而，推動鋼桶薄型化的發展，以達到用材最省，質量最好，效益最高，使鋼桶行業出現新的繁榮。

（全文完）