200升闭口钢桶改进卷边工艺的探讨

朱宝成

200升闭口钢桶是一种盛装出口液体物料的常用包装，它必须有良好的密封性，才能在和使用中确保安全。因此对钢桶密封有直接影响的几个结构部位，在加工工艺中应予以足够的重视。

目前，随着出口危险货物的增多和对包装检验的深入，各制桶厂家开始认识到圆弧卷边钢桶比来卷边耐跌落，正逐步将原来的平卷边改为圆弧卷边。此改进是可喜的，但由于工艺上存在不少问题，仍影响着质量的可靠性。所以从理论上研究和改进工艺，就发展出口来说是至关重要的。

五层平卷边是制桶工业一项沿用多年的加工工艺，具体过程是将底盖与桶身先卷制成圆管状，再以外加压力将其圆管压成矩形平边，使其紧密的啮合，来保证桶的密闭性（五层平卷边的加工过程见图1）。

图1

但是这一工艺存在着很大的缺点，主要有：

1、圆管状桶身的翻边被压成矩形边过程中，制桶设备的滚轮必须增大压力，机轴的径向扭矩才能达到要求，从而使设备增在了负荷，缩短了使用寿命。

2、在圆管桶身翻边被改压成矩形的变形阶段，原来卷得比较紧的圆卷层受挤压变形影响，卷层不能100%达到五层卷层结构，在内部发生间隙，容易产生4.5层和4层的现象（见图2），造成卷边质量低劣，渗漏现象严重。另外从边学直观分析，卷边由圆弧状被挤压成矩形过程中，卷边形成了很大的应力变形，造成应力集中，减弱了抗冲击强度，在外力条件下会首先发生破坏。

图2

从钢桶结构分析，圆弧卷层比平卷边的卷层结构合理，在强度上优越的多，这是因为：

1、圆弧卷层紧密（呈越卷越紧形式）。

2、圆弧卷层刚性强度要比平卷边大，能抗跌落和冲击。

3、卷层紧密，渗漏率低。

我国绝大部分制桶企业过去多采用两重数卷边（卷管—轧平），近年来大部分已经改用圆弧卷边，即三重数卷边，其工艺过程是预卷→卷管→卷紧造型。圆弧卷边的滚轮必须有三个不同的孔模，即预卷轮→卷管轮→卷紧造型模。为确保圆弧卷边质量，要特别注意以下环节：

1、预卷轮：是制圆卷边的首要环节，先将桶底（盖）的凸缘边预制出一个很小的圆弧，这样可以保证第二道工序（卷管工序）顺利紧密地卷制。

2、喷刷密封填料：预卷层的顶（盖）要注喷（刷）适量的密封填料，通过滚动使密封填料顺利均匀地附着在顶卷圆弧内壁上（如图3），而且要形成一种均匀的胶条状。预卷模孔径最好在（3.5～4.0）t,其R这为1.5 t（t为钢桶板材厚度）。

图3

3、卷边模（轮）是将桶底（盖）与桶身卷成一体工序的模具，应具备良好的过渡曲线和比较高精的光洁度，过渡曲线应具备下列是条件：

① 必须通顺利地迎合预卷弧的曲线半径。

② 要使卷弧的曲线半径由大（松）到小（紧）。逐步过渡以比较理想的曲线半径。

③ 由于要制七层圆弧卷边，模孔轮宽度应设计在大于5 t+1.5毫米，如果等于5 t或小于5t，都不易于卷出七层卷边。

④ 过渡曲线要圆滑，切点位置准确，由导向面开始，都必须有较高的硬度和光洁度。

4、卷紧造型模（轮）是继卷管模（轮）之后，再进一步的轧紧和造型工序，通过轧紧后卷边的形状定型，其模具孔（轮）技术要求为：

①要迎合卷边模（轮槽）的曲率及其形状变化。

②要保证在轧制过程中使原卷边模（轮槽）卷制的管呈渐紧趋势，防止挤压疏松现象。

③模孔（轮槽）大小要适当，避免由于模孔（轮槽）过小挤压力过大而使卷边结构产生清角、切角、切边等现象。

④孔型（轮槽）的高度要大于其宽度，这样可增强卷边的支承力，角跌落时与单焊缝跌落时都能增强抗摔性。

5、桶身翻边与桶底（盖）凸缘边的尺寸

关于这部分的尺寸根据目前探索，以1.25mm桶板而论，可参照以下公式：

D >d+48t(+0.3mm)………………⑴

D1>d1+27.2t(+0.3～0.5mm)……⑵

式中D＝桶底（盖）凸缘底边外径（mm），d＝桶底（盖）凸缘顶边外径（mm）（目前名义尺寸为Φ560 mm。见图4（a）

D1=桶身翻边以后外径，见图4（b）；d1＝桶身内径，见图4（b）；

图4

注：⑴本尺寸是以曲线展开及模孔（轮槽）截面各为依据推算而出，是一个近似值，其确切尺寸应根据实际的模具及设备情况酌情增减。为了保证圆卷边的稳定性，其桶底（盖）凸缘边大小与桶身翻边大小大体一致。防止过大或过小。式中（+0.3～0.5)和（+0.3）就是稳定的大致数值。

⑵公式⑴中的D值是做圆弧卷边最小值。

6、焊缝与桶身翻边的尺寸

⑴焊缝搭接部分一般为3 mm，焊接后的厚度要近似于原桶板厚度，而且还要保证焊接应力。

⑵桶身翻边目前多采用滚轧翻边形式，几何尺寸达不到标准要求，应改用模具挤压翻边，才能保证翻边尺寸均匀，使圆弧卷边的质量符合工艺标准。

7、圆弧卷边的卷层紧密度、层数及卷层结构的好坏与凸轮进给量和标准的转数（桶身转数）有着直接关系。标准盘转数的快慢和凸轮进给量的大小必须要匹配恰当，优选一个恰如其分的数值。凸轮的进给速度，刚一卷制时应快些，在卷管成型和将要结束时应慢些，也就是凸轮的导程曲线是由快→慢的逐渐开值。

进给速度与标准盘的转数比，标准盘为转一转其凸轮进给量在初速度为2～1.5 mm（90º ～180º凸轮转角的进给量）；在末速时大约应在1.5～0.9 mm范围内（180 º～270 º凸轮转角进给量）。

上述数据仅是大致控制范围，具体应用时应根据不同设备机型，并经过解剖查其卷层结构后确定。

以上对200升闭口钢桶加工工艺的探讨，是笔者通过检验实践，在生产厂科技人员的协助下，了解到的点滴情况和个人的改进意见，不周之处还望从事钢桶加工工艺的科技人员指正。