耐壓抗壓強(qiáng)度: 在罐內(nèi)壓力的作用下,罐內(nèi)和蓋面容易變形。一般來說,當(dāng)內(nèi)部壓力高于原材料的抗拉強(qiáng)度時(shí),首先從罐內(nèi)或蓋面逐漸變形,最終轉(zhuǎn)化為完全鼓包。
隨著罐內(nèi)原材料的厚度越來越明顯,出現(xiàn)了罐內(nèi)增長(zhǎng)的問題。罐內(nèi)增長(zhǎng)程度因低形設(shè)計(jì)和原材料的輕度而異。如果增長(zhǎng)較長(zhǎng),罐內(nèi)裝配線運(yùn)輸和自動(dòng)售貨機(jī)將出現(xiàn)卡罐故障。因此,在優(yōu)化罐設(shè)計(jì)以減少罐腳直徑的同時(shí),罐線后段的縮徑機(jī)也可以通過使用罐內(nèi)再成形裝置有效控制罐內(nèi)增長(zhǎng)。同樣,埋頭和嵌環(huán)的優(yōu)化設(shè)計(jì)也有助于提高蓋面的抗壓強(qiáng)度。
罐體軸向承壓抗壓強(qiáng)度: 對(duì)于軸向載荷,罐體軸向失和零形有兩種表現(xiàn)形式。
一方面,向縮頸、罐體過渡區(qū)和罐底維度過渡弧,軸向彎矩承載部分靜態(tài)彈性彎曲至塑性彎曲失穩(wěn)變形。它寫的是材料的抗拉強(qiáng)度(YS)和抗拉強(qiáng)度(UTS),也與縮頸的角度有關(guān)。罐底錐形R角度和形狀高度的設(shè)計(jì)。
另一方面,罐側(cè)壁的瞬時(shí)彈性變形和不穩(wěn)定屈曲與原材料的彈性模量(E)有關(guān)。罐側(cè)壁厚度與罐直徑有關(guān),與原材料屈服和抗拉強(qiáng)度指標(biāo)無關(guān),即罐體軸向不穩(wěn)定變形與原材料的抗壓強(qiáng)度無關(guān)。
因此,在設(shè)計(jì)罐壁厚和底型時(shí),應(yīng)考慮上述因素對(duì)罐內(nèi)耐壓性和罐軸向壓力的影響。同時(shí),應(yīng)整體計(jì)算金屬的整體下料面積和所使用的原材料的厚度,以避免在設(shè)定的最小壓力抗壓強(qiáng)度和薄壁厚度下,罐變薄加深后修邊高度不足,導(dǎo)致修邊質(zhì)量和后續(xù)收縮翻邊問題。此外,還應(yīng)考慮頸部收縮和罐內(nèi)外邊緣的角度。長(zhǎng)度和厚度。同時(shí),如果過渡不良,也應(yīng)考慮罐內(nèi)邊緣的過渡半徑。罐內(nèi)和頸部的彎曲也會(huì)在罐體前變形,導(dǎo)致罐體整體軸向壓力承載能力不足。
罐內(nèi)成型金屬成形問題罐內(nèi)成型起皺的原因是:當(dāng)杯底網(wǎng)區(qū)域通過加深機(jī)再次加深時(shí),金屬外部沒有模具支撐,罐底部由大直徑杯加深到小直徑,是一個(gè)直徑過程,因此在杯底周圍外方向會(huì)有切向壓縮應(yīng)力和應(yīng)變,使罐錐外邊緣區(qū)域容易不穩(wěn)定起皺。
雖然在后續(xù)罐內(nèi)成型過程中,罐內(nèi)外緣的起皺部分會(huì)通過成型夾緊模具(clampring)進(jìn)行壓合修復(fù),但罐內(nèi)仍有皺紋,錐形過渡外緣出現(xiàn)波紋鐵問題(有時(shí)稱為角或鼓)。
罐內(nèi)起皺預(yù)防措施包括:
提高壓杯蓋(裝置)的接觸面積,增加杯直徑;減少壓杯蓋(裝置)的外緣R角;提高壓杯蓋(裝置)的壓力或使用工作面帶環(huán)槽的壓杯蓋(裝置);提高金屬表面粗糙度Ra和壓杯蓋表面的接觸摩擦系數(shù);保持杯油殘留合理,確保油膜不過厚;提高金屬加工成型性能;盡量降低金屬的抗壓強(qiáng)度,以滿足罐內(nèi)的抗壓強(qiáng)度。
罐口收縮加工是典型的金屬收縮加工工藝:
收縮頸成形起皺的原因是:罐口收縮頸加工到圓周方向的直徑減小。在周向壓應(yīng)力的作用下,罐口上壁容易產(chǎn)生不穩(wěn)定和起皺,連接的非變形區(qū)域也受周向壓應(yīng)力的影響。
在2006/2011年代,只有7.8個(gè)縮頸加工。隨著罐口縮小到202/211的規(guī)格,整體加工模具根據(jù)罐上壁厚增加到12~14個(gè)縮口。根據(jù)金屬的成形特性和上壁的厚度,縮頸加工率通常為1.5%~3.0%。第一道采用最大加工率,后續(xù)加工率隨縮口后的厚度增加而緩慢增加。通常,縮頸模具之間的間隙與罐上壁的厚度相匹配。如果太緊,很容易導(dǎo)致罐頸劃傷,罐內(nèi)和縮頸部分塌陷。如果太松,很容易導(dǎo)致縮頸褶皺。因此,在兩個(gè)罐的輕質(zhì)原料薄化之前,應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算罐的抗壓強(qiáng)度。應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算罐口壁厚、縮頸模具間隙和加工站(組)數(shù)。
在實(shí)際生產(chǎn)中,預(yù)防收縮和起皺的措施如下。首先,消除修復(fù)(切割)邊緣臺(tái)階。毛刺,提高修復(fù)質(zhì)量。第二,根據(jù)杯口和罐口皺紋的長(zhǎng)度,合理選擇修復(fù)量。第三,控制罐口厚壁的偏心和分布不均勻。第四,根據(jù)收縮加工站的數(shù)量,合理控制厚壁的數(shù)量,不要太薄或太厚。第五,罐口邊緣的光油覆蓋充分,消除內(nèi)涂層的氣泡和雜質(zhì)。第六,防止罐口碰傷。第七,合理設(shè)計(jì)每個(gè)工作站的加工率和頸部收縮模具間隙。
結(jié)語 在當(dāng)今鋁飲料罐外觀形式和加工技術(shù)日新月異的時(shí)代,罐/蓋輕量化一直是業(yè)內(nèi)熱門話題。無論是上游原材料供應(yīng)商、罐/蓋制造商還是下游飲料灌裝廠,都是罐/蓋輕量化的相關(guān)方。各方只能依靠市場(chǎng)創(chuàng)新。技術(shù)進(jìn)步。在滿足金屬包裝基本抗壓強(qiáng)度指標(biāo)的前提下,不斷加強(qiáng)合作協(xié)商,穩(wěn)步推進(jìn)鋁罐(蓋)輕量化工作,共同為行業(yè)描繪綠色環(huán)保藍(lán)圖。可持續(xù)轉(zhuǎn)型。