《鋼桶制造技術》
楊文亮 辛巧娟 編著
第十三章 鋼桶卷封裝配工藝
第一節 卷封裝配成形工藝
二、卷邊成形的要素
鋼桶桶身翻邊及桶底頂邊寬尺寸，以及卷封裝配機卷邊部位的壓盤、滾輪曲線形狀尺寸是卷邊成形的兩大要素。
若要使鋼桶的桶身及桶頂底經卷封成為我們自己所設定的形狀及要求。必須確定一個合理的、可行的鋼桶卷邊工藝尺寸和滾輪的曲線形狀，即一個合理、正確的卷邊工藝。
一般來說，無論是卷邊為二重卷邊還是三重卷邊，由于在卷邊過程中，桶頂底總是走卷邊部位的外圈，桶身翻邊總是走卷邊部位的內圈。所以桶頂底的邊寬尺寸總是比桶身的翻邊尺寸要大一些。鋼桶卷邊接合部位的組合尺寸及它們之間的差值是按照人們所設計的卷封部位成形后的形狀及大小所決定的。當然，材料的厚度也是相當重要的決定因素。
圖13-6 卷邊工藝尺寸的關系
鋼桶卷邊部位的工藝尺寸及材料厚度的關系有以下經驗公式可供參考（見圖13-6）：
美國：桶頂底邊寬尺寸：F=19t；桶身翻邊寬度尺寸：B=0.44F。
國內：桶頂底邊寬尺寸：F=23t；桶身翻邊寬度尺寸：B=0.41F。
以上公式中，t為鋼桶厚度；F為桶頂底邊寬；B為桶身翻邊寬度。在應用以上公式時，一定要結合卷邊的形狀來加以選擇參考。美國的經驗公式適用于雙重扁圓形卷邊，國內的經驗公式適用于雙重普通的平卷邊。以上經驗公式只代表某一種卷邊尺寸，所以僅供參考， 要進行準確的理論計算，應按照第四章中的公式（式4-13、式4-14、式4-15、式14-16）進行計算。
由于桶頂底的邊寬尺寸總是大于桶身的翻邊尺寸，所以在卷封過程中，總是由桶頂底先和滾輪接觸，進行卷曲。而且由于桶頂底放置在桶身的翻邊外緣，因此在卷邊中，滾輪主要是和桶頂底進行滾壓。在此過程中，滾輪的槽型曲線形狀先決定了桶頂底的卷曲形狀。而桶身則是在這個過程中，不斷地沿著桶頂底正在進行著卷曲的內緣進行卷曲成形的。但這并不是說，桶身是在所有的桶頂底的卷曲都已經完成之后才進行卷曲成形的。因為在整個卷邊過程中，桶頂底和桶身的卷曲幾乎是同時在瞬間完成的。只是由于它們各自的尺寸和放置的位置不同，以及使用它們變形的對象不同，才造成了它們變形的先后快慢的一同。
目前，由于各企業技術人員對卷邊的著眼點和理解不同，卷邊成形后的形狀也呈多種多樣。如二重五層卷邊，有平直型（矩形）、圓渦型、扁圓形等。三重七層卷邊，有三角型、半圓型、圓渦型、梯型等，如圖13-7所示。各種形狀的卷邊形狀其實并無明顯的優劣之分。因為，從卷邊形狀上來看，第一道卷邊滾輪的目的是要達到卷成三重七層卷邊的實質，所以，理想的第一道滾輪形狀應該是一致的。而影響最終卷邊形狀的是第二道滾輪，它主要的目的是壓實卷邊部位，并把卷邊壓成所需要的形狀。所以，卷邊形狀的不同，并不能說明卷邊的實質有什么不同，只是各人的愛好不同而已。
圖13-7 三重卷邊形狀
滾輪槽形雖然取決于卷封部位的形狀、大小和鋼材的規格，但還要考慮到在卷曲時材料引導的便利。因此時，由于三重卷邊要比雙重卷邊經歷更多的彎曲變形，因此要達到七層的程度，滾輪槽形必須使桶身在桶頂底的邊緣彎曲變形后能順利地卷曲。同樣，由于桶身卷曲是在桶頂底的內緣進行，所以滾輪槽形的圓弧變化要給桶身的翻邊卷曲變形留有余地。
鋼桶卷邊工藝尺寸的確定奠定了卷邊能否完成以及卷邊多少層數的基礎；而卷邊滾輪槽形則是卷邊能否順利進行達到預計的卷封形狀及程度的保證。
因此，在決定卷邊的兩大要素時，必須充分地考慮到它們之間的聯系及不同點。
三、工藝尺寸與卷封質量的關系
隨著市場經濟的發展，消費者對鋼桶質量的要求越來越高。為了降低成本，鋼桶薄型化的趨勢也已越來越明顯，近來很多企業反映用戶要求200升鋼桶采用厚度0.6～0.8mm的鋼板制造的越來越多，于是出現了很多矛盾。由于工藝尺寸沒有得到及時的變更，致使卷邊質量難以保證。更有很多企業的技術人員，對于材料變薄后工藝尺寸的不協調沒有充分認識，錯誤地認為只要改變卷封輥輪槽型尺寸就可解決，致使枉費人力物力，其結果不能令人滿意。
1．卷封過程與材料的關系
卷封過程究竟能卷多少層？有人認為越多越多，這話沒錯。卷邊層數越多，強度越高，密封效果越好。然而是不是能夠實現十層、二十層的卷封呢？這里我們且不說存在一個質量成本問題，實際上，這是不能夠實現的。既使輥輪槽型設計地再好，也是不能實現的，為什么呢？
（1）鋼桶原材料的限制
我們制作鋼桶，要求材料含碳量要低，塑性要好。因為這樣加工性能是很好的，焊接、沖壓、脹形都容易保證質量。但是卷邊就不一樣了，因為卷邊輥槽的大小不可能隨著卷邊過程變化，卷邊力要通過外圍的材料逐漸傳遞到卷邊中心去，才能把中心卷成。而材料的塑性越好，力的傳遞就越困難。我們可以想象，如果鋼桶的材料采用彈簧鋼，像鐘表的法條一樣的材料，不要說卷十層，恐怕就是二十層也很容易，因為它彈性和剛性好，通過外圍的卷封力很容易傳到中心。但這是不可能的，就是因為這種材料彈性好，所以在卷封結束后，卷封力消失的情況下，很容易又反彈回原來的狀態，也就是說恢復到卷封開始的樣子。這樣顯然不是我們需要的。所以，我們不可能選用高彈性的材料。就目前全世界用來制作鋼桶的材料來看，我國的材料剛性最大，所以質量也較難保證。而且卷邊層數沒有超過七層的。據國外有關專家的研究，鋼桶卷邊層數不會超過七層，顯然卷封力傳送不到那么遠。
（2）鋼桶卷封工藝的限制
就目前世界上最先進的卷封工藝也都大同小異，無外乎卷邊滾輪槽型的變化和卷封速度的不同。這種工藝方法是大批量生產最經濟的方法，也是質量成本最低的方法。如果不計較這些，可能會有更好的方法能使卷封力傳得更遠，使卷邊達到七層以上。但對于鋼桶這個產品來說，能做到好的七層卷邊就已經足夠了，如果目前卷封質量不好，那就要找找其它方面的問題了。
2．工藝尺寸與卷邊層數的關系
我們都知道，要卷七層，就要有卷夠七層的材料。也就是說桶底蓋的邊寬和桶身的翻邊尺寸要足夠。因為在材料厚度已確定的情況下，工藝尺寸不足，卷邊滾輪槽型再好也不可能卷到七層。那么是不是這就是說工藝尺寸越大越好？也不是。試想，卷邊只能卷到七層，你要多余的材料到那里去呢？要么加大卷邊尺寸，結果卷邊可能達到七層，但內部空隙大；要么多余的材料擠出輥輪，造成鐵舌。總之，卷邊質量是保證不了的。所以，卷邊的工藝尺寸一定要確定好，不要多也不要少，這樣才是最好的。
3．鋼桶大小與卷邊工藝尺寸的關系
理論和實踐的共同真理是：鋼桶大小與卷邊工藝尺寸沒有關系！但是有不少企業的朋友認為，鋼桶越大（指直徑）越大，鋼桶的桶底蓋邊寬和翻邊就要越大，這是錯誤的，這就是為什么鋼桶薄型化后卷邊質量不好的主要原因！如果材料厚度變化了，要得到最佳的卷封效果，就要改變工藝尺寸。因為合理的卷邊工藝尺寸只與材料的厚度有關！
4．考慮多重因素，確定卷邊方法
目前各企業紛紛開始了鋼桶薄型化的行動，材料薄了之后，要卷成七層，顯然原先的工藝尺寸大了，要得到好的卷封質量，不改變工藝尺寸是達不到的。如果說用1.0mm材料的工藝尺寸制造0.8mm的鋼桶，這種問題還不太明顯，雖然質量不是很好，總也能過得去。但是有的企業用原先1.25mm的工藝尺寸去制造0.6mm的鋼桶，矛盾就非常明顯了，不解決是不行了。
一般來說，制桶企業不愿意改變卷邊的工藝尺寸，因為要改變工藝尺寸，就意味著重開一套桶底蓋模具，翻邊尺寸倒是容易解決，可一套模具的費用是可觀的，如果批量不大的話，是誰也不愿意去做。
就目前國內的實際情況來看，解決辦法只有一個，就是把原先的圓弧卷邊改成平卷邊。因為材料薄了，相對桶底蓋工藝尺寸大了，卷邊內肯定有不少的空隙，質量難以保證。為了得到卷得實的卷邊，又不想改模具，將卷邊壓平是最好的辦法。國內生產0.6～0.8mm的200升鋼桶的廠家，大多都改成了平卷邊，包括薄壁的錐形桶在內都是這樣。當然這只是權宜之計，如果薄壁桶的產量足夠大時，開一套桶底蓋模具應該是最好的選擇。
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