钢桶制造工艺

第一章金属桶制造包装容器制造概论3学时讲授＋1学时练习教学重点圆形闭口钢桶桶身制造工艺内外喷涂工艺磨边机械桶框成型机械翻边机械GB/T325-2000《包装容器钢桶》《包装容器钢桶第1部分：通用技术要求》（GB/T325.1-2008）；《包装容器钢桶第2部分：208L、210L和216.5L全开口钢桶》（GB/T325.2-2009）；《包装容器钢桶第3部分：212L、216.5L和230L闭口钢桶》（GB/T325.3-2009）；《包装容器钢桶第4部分：200L及以下全开口钢桶》（GB/T325.4-2009）；《包装容器钢桶第5部分：200L及以下闭口钢桶》（GB/T325.5-2009）。第一节钢桶制造工艺一、钢桶桶身制造工艺二、桶顶与桶底制造工艺三、封口组合工艺四、内、外喷涂工艺第二节钢桶制造设备一、钢桶制造设备二、提桶制造设备一、钢桶桶身制造工艺1、圆形闭口钢桶桶身制造工艺2、圆形开口钢桶桶身制造工艺3、钢提桶桶身制造工艺4、异形桶桶身制造工艺二、桶顶与桶底制造工艺1、桶底制造工艺2、桶顶制造工艺3、桶盖制造工艺三、封口组合工艺三重卷边的加工工艺四、内、外喷涂工艺1、钢桶表面涂装的作用2、涂装工艺3、内喷涂工艺4、外喷涂工艺一、钢桶制造设备1、下料机械2、磨边机械3、桶框成型机械4、整形机5、翻边机6、波纹机与胀筋机7、封口机8、试漏机桶身制造设备桶顶（底）制造设备桶口件制造设备封口设备通用设备专用设备如冲压机如波纹机二、提桶制造设备提桶制造设备与钢桶设备大体相同。一、钢桶桶身制造工艺1、圆形闭口钢桶桶身制造工艺（1）工艺流程原材料→剪切→磨边→卷圆→点焊→缝焊→翻边→滚波纹→胀筋（2）主要工序①下料②磨边③卷圆④焊接⑤翻边⑥滚波纹⑦胀环筋一、钢桶桶身制造工艺下料是用剪切机将薄钢板或经开卷、平整后的钢卷料剪成桶身板的工序。a、下料尺寸圆桶桶身板的结构尺寸如图4－30所示，桶身的波纹和环筋的结构尺寸如图4－31。b、下料过程钢板上料→板材吸送→剪切长边→剪切短边c、下料注意事项尺寸误差形状误差切口毛刺裁剪方向一、钢桶桶身制造工艺磨边是将剪切完成的桶身板料需缝焊的两短边的上、下平面磨削打薄成一定斜度的工序，以保证焊接质量。a、磨边尺寸磨边处的厚度要根据钢板的厚度来确定，磨边宽度一般比缝焊塔边宽度多1～2mm，表4－21为一般要求的磨边尺寸。b、磨边质量要求一、钢桶桶身制造工艺卷圆是在三辊卷回机上将桶身板卷成圆筒的工序。一、钢桶桶身制造工艺焊接是利用电阻焊缝焊法，沿桶身纵向将搭接接封焊合，形成一条气密型焊缝的工序。a、点焊为了使桶身定位，在缝焊前要用点焊机将已卷圆的桶身按规定要求搭边进行点焊工序。b、缝焊缝焊指用缝焊机滚焊的方法，使桶身两端搭接焊合，形成一条气密焊缝的工序。点焊数量中小桶：2点大桶：3点一、钢桶桶身制造工艺翻边是在专用翻边机上将桶身的两端边缘各向外翻出一个角度，如图4－34，以便与桶底、桶盖封口组合。小桶：α＝95～100°大桶：α＝100°一、钢桶桶身制造工艺滚波纹是指在波纹机上通过滚压使桶身同时获得若干条圆周波纹的工序。滚出的波纹要均匀光滑、深浅一致，不得歪斜，无机械损伤。波纹一、钢桶桶身制造工艺胀环筋是指在胀筋机上通过凸轮或液压等传动方式，使位于桶身内的能够胀、合的环筋块沿径向胀出加强筋的工序。胀出的环筋应无机械损伤和裂纹。环筋一、钢桶桶身制造工艺2、圆形开口钢桶桶身制造工艺圆形开口钢桶桶身的加工工艺和闭口钢桶桶身的制造工艺基本相同，只是多出桶口卷线和桶口缩颈工序。（1）桶口卷线（2）桶口缩颈一、钢桶桶身制造工艺（1）桶口卷线开口桶桶口卷线示意如图4－35所示，桶身绕其轴线旋转时，卷线压辊向桶身上端的翻边作径向推动，从而形成桶口卷线。桶身翻边时，需要卷线一端的翻边宽度应比桶底端宽些。一、钢桶桶身制造工艺（2）桶口缩颈作业时，是在缩颈机上通过缩颈模具将桶口收缩变形、使桶口局部直径变小。当缩颈变形较大时，可将缩颈成型分两次完成，以免薄壁桶身在缩颈中失稳起皱。一、钢桶桶身制造工艺3、钢提桶桶身制造工艺图4－36是提桶生产工艺流程图，图中的底部翻边前各道工序是提桶桶身的生产工艺流程。一、钢桶桶身制造工艺4、异形桶桶身制造工艺异形桶一般为闭口桶，制造方法有折方法和胀形法两种：（1）折方法（2）胀形法一、钢桶桶身制造工艺（1）折方法折方法是指利用手工或冲压等机械方法，通过模具使桶身折成所需形状的方法。桶身的转折处一般有小圆弧过渡，以保证桶身折方时不产生裂口等缺陷。成型原理如图4－37。一、钢桶桶身制造工艺一、钢桶桶身制造工艺（2）胀形法胀型法是制造异形桶常用的方法，先将桶身做成圆筒状，再放在胀型机上成型。胀型机按胀型运动的转动方式分为凸轮式、锥体式、楔块式等。一、钢桶桶身制造工艺二、桶顶与桶底制造工艺1、桶底制造工艺（1）工艺流程剪板→落料拉深→涂封缝胶（2）主要工序①剪板②落料拉深③涂封缝胶是将剪切好的规格板料送入冲床，利用模具同时完成落料和拉伸作业，得到桶底（顶）件的工序。为保证卷边组合的密封性，在桶底（顶）与桶身卷边组合作业前，应在桶底（顶）的卷边部位由人工或封口机上的自动喷胶管均匀喷涂一层封缝胶。二、桶顶与桶底制造工艺a、毛坯直径D0的计算2212121221072.1)16.128.2()(72.1)(4)(5.0ttrrtrrdtdhrrDD当r1＝r2＝r时，上式简化为)72.144.34)((210trhtdDDD0——下料毛坯直径；D1——桶底外圆直径；d——桶底拉深外圆直径；t——材料厚度；h——拉深厚度。D1二、桶顶与桶底制造工艺b、排料一直行排料二直行排料二直行交错排料搭边m的取值既要确保桶件毛坯的质量，又要不浪费材料，还要使原板料冲切后的废料有一定的刚度，以便送料。根据板材的厚度和送料的方式，通常取值为0.8～3mm。提高材料利用率的方法二、桶顶与桶底制造工艺提高材料利用率的措施：改进桶件结构形状；在保证模具寿命和产品质量的前提下合理地选择搭边值；在生产条件允许的条件下，可采用几种零件混合排样，以提高材料的利用率；对于大批量生产的品种，可选用专用规格板料。二、桶顶与桶底制造工艺2、桶顶制造工艺（1）工艺流程剪板→落料拉伸→冲孔翻边→锁装→打印标记→涂封缝胶。（2）主要工序①冲孔翻边②锁装③打印标记二、桶顶与桶底制造工艺①冲孔翻边一般冲孔、翻边和起台作业通过复合模具一次冲压即可完成。冲孔、翻边后的采用内平式桶口件的桶顶形状如图4－41。二、桶顶与桶底制造工艺二、桶顶与桶底制造工艺②锁装将螺圈套上衬圈，再放入桶顶孔内，在冲床上通过模具翻扩孔壁，使螺圈和桶顶紧固在一起。二、桶顶与桶底制造工艺③打印标记在桶顶上压印出厂标、出厂日期等标记。二、桶顶与桶底制造工艺3、桶盖制造工艺开口桶桶盖的制造工艺流程为：剪板→落料拉深→卷线。图4－42是加工成型后的开口桶桶盖的结构形状示意。四、内、外喷涂工艺1、钢桶表面涂装的作用防止因大气、雨水及某些化学产品的腐蚀而使钢桶强度、密封性、使用寿命等下降。四、内、外喷涂工艺2、涂装工艺刷漆法空气喷涂法高压无气喷涂法静电喷涂法四、内、外喷涂工艺（1）空气喷涂法①工作原理：利用一种专用的喷枪作工具，以压缩空气把油漆从储藏罐里吸上来，压缩空气的气流再把油漆带到喷枪的喷嘴吹散成雾状，均匀地喷涂于物体表面。②特点优点缺点四、内、外喷涂工艺（2）高压无气喷涂法①原理：是使油漆通过加压泵加压到1000～1500MPa的压力，然后通过特制的喷嘴小孔喷出、当高压力漆流离开喷嘴到达大气后，立刻剧烈膨胀撕裂成极细的漆粒喷到钢桶表面上。高压无气喷涂原理示意如图4－46所示。②特点：四、内、外喷涂工艺特点(a)高压无气喷涂的效率高，比喷涂法高几倍到十几倍。(b)高压无气喷涂所用的油漆黏度高，溶剂含量也少，施工时漆雾也少，既减轻了环境污染，又可节约涂料和溶剂。(c)高压无气喷涂所用的油漆黏度大，一次喷涂形成的漆膜较厚，漆膜附着力好。(d)消除了因压缩空气中含有的水分、油污、尘埃等杂质引起的漆膜缺陷。四、内、外喷涂工艺（3）静电喷涂法①原理静电喷涂又称高频静电喷涂，它是利用高压电场的作用，使漆雾带电，并在电场力的作用下吸附在带异性电荷工件表面上的一种喷涂方法。其喷涂原理如图4－48所示。②特点四、内、外喷涂工艺特点(a)大幅度减少漆雾飞散损失，不仅能节约10％～50％的涂料，而且减少了环境污染。(b)静电喷涂法适用于大批量流水线生产，能实现喷漆过程的连续化和自动化，既提高了工作效率，又减少了环境污染。(c)由于静电屏蔽作用和电场分布的不均匀，会造成漆膜厚度的不均匀。喷涂的质量还受作业时空气的温度、湿度以及涂料和溶剂的性能影响。四、内、外喷涂工艺3、内喷涂工艺（1）目的：在内表面生成耐酸耐碱的保护膜。（2）工艺：表面处理→喷涂→烘干→冷却表面处理a、目的：除去油污和铁锈等物质，提高涂料附着力。b、工序：碱洗→清洗→酸洗→中和→漂洗→干燥→磷化处理四、内、外喷涂工艺内喷涂内喷涂涂料必须根据内装物的要求选定，选择原则是：耐腐、不和内装物产生化学反应，对某些内装物还要求涂料在长期储运中无毒无味。钢桶常用的内涂涂料见表4－34。四、内、外喷涂工艺4、外喷涂工艺（1）目的：防止外表面生锈，以便装潢印刷。（2）工艺：水分烘干→外喷涂→烘干外喷涂一般在钢桶完成组装封口、试漏检验合格后进行。外喷涂一般采用空气喷涂法手工喷涂或静电喷涂法自动喷涂。漆膜厚度一般不小于0.02mm附着力不低于2级。漆膜附着力测定见表4－35。一、钢桶制造设备1、下料机械剪切机桶身板自动下料生产线如图17－19。平刃剪床斜刃剪床圆盘剪床振动剪床平刃剪床圆盘剪床一、钢桶制造设备2、磨边机械输送装置磨削装置（砂轮机）（1）工作原理（图4－32）（2）注意事项钢板的运动方向和砂轮接触边缘的线速度方向相反；调节砂轮的磨削方向可调整磨削宽度；调节砂轮间径向距离可调整磨削量（厚度）。一、钢桶制造设备3、桶框成型机械卷圆机折方机胀型机（1）卷圆机（2）折方机（3）胀型机异形桶圆形桶一、钢桶制造设备（1）卷圆机上下辊间隙调整→不同厚度板料后辊位置调整→不同直径的桶身一、钢桶制造设备（2）折方机专用折方机组合折方机一、钢桶制造设备（3）胀型机锥体式胀型机凸轮式胀型机楔块式胀型机一、钢桶制造设备4、整形机由于开始的桶框成型有回弹现象，加上焊接时的搭边误差和变形，造成桶形不规则，所以需要整形。整形机原理与结构和胀型机基本相同，只是胀瓣的行程和胀型力都较小而已。一、钢桶制造设备5、翻边机（1）分类按工作时金属桶的放置位置分按翻边数量分按翻边原理分按加工桶形分卧式翻边机立式翻边机单头翻边机双头翻边机挤压式翻边机滚压式翻边机圆桶翻边机异形桶翻边机一、钢桶制造设备（2）滚压式与挤压式翻边机的工作原理①滚压式翻边机工作时两压辊和桶身三者之间作相对运动（转动、平移或摆动），滚轮对桶身进行旋压而使桶身端产生塑性变形得以翻边。一、钢桶制造设备（2）滚压式与挤压式翻边机的工作原理②挤压式翻边机挤压式翻边机是靠两个压盘沿桶框的轴线方向作相对运动而完成翻边的。（3）圆桶双头滚压式翻边机给进运动主旋转运动一、钢桶制造设备8、试漏机（1）过程：前试漏→后试漏（2）工作原理它是将钢桶夹于转盘间，并将夹紧处密封（加橡胶垫圈），然后充入一定压力的气体或液体，看是否有泄漏。前试漏指封口前的桶身试漏，主要是检查桶身焊接接缝处的焊接质量与密封性。后试漏是桶底、桶顶两端封口后的检查，检验卷边封口质量及密封性。思考题1、简述圆形闭口钢桶桶身制造工艺。2、钢桶涂装有哪些方法？各种方法的原理是什么？3、什么是磨边？钢桶磨边时应注意哪些问题？4、桶框成型机械包括哪些？其中哪些机器用来成型异形桶桶身？5、比较滚压式翻边机和挤压式翻边机的原理？