200升閉口鋼桶改進卷邊工藝的探討

朱寶成

200升閉口鋼桶是一種盛裝出口液體物料的常用包裝，它必須有良好的密封性，才能在和使用中確保安全。因此對鋼桶密封有直接影響的幾個結構部位，在加工工藝中應予以足夠的重視。

目前，隨著出口危險貨物的增多和對包裝檢驗的深入，各制桶廠家開始認識到圓弧卷邊鋼桶比來卷邊耐跌落，正逐步將原來的平卷邊改為圓弧卷邊。此改進是可喜的，但由于工藝上存在不少問題，仍影響著質量的可靠性。所以從理論上研究和改進工藝，就發展出口來說是至關重要的。

五層平卷邊是制桶工業一項沿用多年的加工工藝，具體過程是將底蓋與桶身先卷制成圓管狀，再以外加壓力將其圓管壓成矩形平邊，使其緊密的嚙合，來保證桶的密閉性（五層平卷邊的加工過程見圖1）。

圖1

但是這一工藝存在著很大的缺點，主要有：

1、圓管狀桶身的翻邊被壓成矩形邊過程中，制桶設備的滾輪必須增大壓力，機軸的徑向扭矩才能達到要求，從而使設備增在了負荷，縮短了使用壽命。

2、在圓管桶身翻邊被改壓成矩形的變形階段，原來卷得比較緊的圓卷層受擠壓變形影響，卷層不能100%達到五層卷層結構，在內部發生間隙，容易產生4.5層和4層的現象（見圖2），造成卷邊質量低劣，滲漏現象嚴重。另外從邊學直觀分析，卷邊由圓弧狀被擠壓成矩形過程中，卷邊形成了很大的應力變形，造成應力集中，減弱了抗沖擊強度，在外力條件下會首先發生破壞。

圖2

從鋼桶結構分析，圓弧卷層比平卷邊的卷層結構合理，在強度上優越的多，這是因為：

1、圓弧卷層緊密（呈越卷越緊形式）。

2、圓弧卷層剛性強度要比平卷邊大，能抗跌落和沖擊。

3、卷層緊密，滲漏率低。

我國絕大部分制桶企業過去多采用兩重數卷邊（卷管—軋平），近年來大部分已經改用圓弧卷邊，即三重數卷邊，其工藝過程是預卷→卷管→卷緊造型。圓弧卷邊的滾輪必須有三個不同的孔模，即預卷輪→卷管輪→卷緊造型模。為確保圓弧卷邊質量，要特別注意以下環節：

1、預卷輪：是制圓卷邊的首要環節，先將桶底（蓋）的凸緣邊預制出一個很小的圓弧，這樣可以保證第二道工序（卷管工序）順利緊密地卷制。

2、噴刷密封填料：預卷層的頂（蓋）要注噴（刷）適量的密封填料，通過滾動使密封填料順利均勻地附著在頂卷圓弧內壁上（如圖3），而且要形成一種均勻的膠條狀。預卷模孔徑最好在（3.5～4.0）t,其R這為1.5 t（t為鋼桶板材厚度）。

圖3

3、卷邊模（輪）是將桶底（蓋）與桶身卷成一體工序的模具，應具備良好的過渡曲線和比較高精的光潔度，過渡曲線應具備下列是條件：

① 必須通順利地迎合預卷弧的曲線半徑。

② 要使卷弧的曲線半徑由大（松）到小（緊）。逐步過渡以比較理想的曲線半徑。

③ 由于要制七層圓弧卷邊，模孔輪寬度應設計在大于5 t+1.5毫米，如果等于5 t或小于5t，都不易于卷出七層卷邊。

④ 過渡曲線要圓滑，切點位置準確，由導向面開始，都必須有較高的硬度和光潔度。

4、卷緊造型模（輪）是繼卷管模（輪）之后，再進一步的軋緊和造型工序，通過軋緊后卷邊的形狀定型，其模具孔（輪）技術要求為：

①要迎合卷邊模（輪槽）的曲率及其形狀變化。

②要保證在軋制過程中使原卷邊模（輪槽）卷制的管呈漸緊趨勢，防止擠壓疏松現象。

③模孔（輪槽）大小要適當，避免由于模孔（輪槽）過小擠壓力過大而使卷邊結構產生清角、切角、切邊等現象。

④孔型（輪槽）的高度要大于其寬度，這樣可增強卷邊的支承力，角跌落時與單焊縫跌落時都能增強抗摔性。

5、桶身翻邊與桶底（蓋）凸緣邊的尺寸

關于這部分的尺寸根據目前探索，以1.25mm桶板而論，可參照以下公式：

D >d+48t(+0.3mm)………………⑴

D1>d1+27.2t(+0.3～0.5mm)……⑵

式中D＝桶底（蓋）凸緣底邊外徑（mm），d＝桶底（蓋）凸緣頂邊外徑（mm）（目前名義尺寸為Φ560 mm。見圖4（a）

D1=桶身翻邊以后外徑，見圖4（b）；d1＝桶身內徑，見圖4（b）；

圖4

注：⑴本尺寸是以曲線展開及模孔（輪槽）截面各為依據推算而出，是一個近似值，其確切尺寸應根據實際的模具及設備情況酌情增減。為了保證圓卷邊的穩定性，其桶底（蓋）凸緣邊大小與桶身翻邊大小大體一致。防止過大或過小。式中（+0.3～0.5)和（+0.3）就是穩定的大致數值。

⑵公式⑴中的D值是做圓弧卷邊最小值。

6、焊縫與桶身翻邊的尺寸

⑴焊縫搭接部分一般為3 mm，焊接后的厚度要近似于原桶板厚度，而且還要保證焊接應力。

⑵桶身翻邊目前多采用滾軋翻邊形式，幾何尺寸達不到標準要求，應改用模具擠壓翻邊，才能保證翻邊尺寸均勻，使圓弧卷邊的質量符合工藝標準。

7、圓弧卷邊的卷層緊密度、層數及卷層結構的好壞與凸輪進給量和標準的轉數（桶身轉數）有著直接關系。標準盤轉數的快慢和凸輪進給量的大小必須要匹配恰當，優選一個恰如其分的數值。凸輪的進給速度，剛一卷制時應快些，在卷管成型和將要結束時應慢些，也就是凸輪的導程曲線是由快→慢的逐漸開值。

進給速度與標準盤的轉數比，標準盤為轉一轉其凸輪進給量在初速度為2～1.5 mm（90º ～180º凸輪轉角的進給量）；在末速時大約應在1.5～0.9 mm范圍內（180 º～270 º凸輪轉角進給量）。

上述數據僅是大致控制范圍，具體應用時應根據不同設備機型，并經過解剖查其卷層結構后確定。

以上對200升閉口鋼桶加工工藝的探討，是筆者通過檢驗實踐，在生產廠科技人員的協助下，了解到的點滴情況和個人的改進意見，不周之處還望從事鋼桶加工工藝的科技人員指正。