马口铁方罐的封口.pdf

马口铁方罐的封口一屈 明， 何英伟 马 口铁方罐 的封 口 屈明 ， 何英 伟 ( 1 株 洲锻压机床厂 ， 株洲4 1 2 0 1 2 ； 2 黄 山市黟县桃 园罐头食品有 限责任公 司 2 4 5 5 0 0 ) 摘要 ： 本文介绍方罐封 口的三个难点及解决方法 关键词 ： 马 口铁 ； 方罐 ； 封 口 中图分类号 ： 1 s 2 9 3 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 5 1 2 9 5 ( 2 0 0 3 ) 0 1 0 0 1 3 0 3 Th e S e a l o f t he Ti np l a t e S qu a r e Ca n Q u Mi n g e t a l Abs t r a c t ： Th i s t e x t i n t r o d uc e t hr e e d i c u l t p o i nt s a nd s o l ut i o ns t h a t s q ua r e c an s e a l s Ke y wo r ds： t i n p l a t e； s qu a r e c an ； s e a l 马 口铁方罐主要 由罐身和罐顶、罐底组成 。 罐顶或罐底与罐身之间的结合称为封 口。见 图 1 、 图 2 。 圈 1 封 口苗 装配圈 圈 2 封 口后 示 意 图 一 般封 口都在封 口机上 ，利用旋压轮进行。 圆形罐封 口不难 ，因为封 口过程是沿圆周均匀进 行 ， 一般都能达到要求 。而方罐则不然 ， 封 口处除 了四边 为直角边外 ，还有拐角。为了使封 口过程 较容易一点 ， 一般将 拐角做成 圆弧 ， 但 即使如此 ， 由于封 口过程是非均匀的 ， 特别是角部 ， 旋压轮运 动轨迹 的大幅度变化使得包在封 口内的各金属层 产生皱折 ， 皱折过深就会 出现渗漏 ， 达不到密封性 要求 ， 严重 时，皱折外 翻，出现 “ 牙齿”甚 至 “ 塌 边 ” 。 见 图 3 。 牙 齿 塌边 圈 3 缺 陷 示 意 圈 这些缺陷造成方罐报废的 比例相当高 ，可以 说是制约方罐生产的瓶颈 。如何减小皱折 ，在非 均匀性的封 口过程 中， 封出均匀 ， 平整的封 口， 是 一 大技术难题 ， 要解决这一难题 ， 主要应从 以下几 方 面 人手 ： 1 旋压 轮 的运 动轨迹 旋压轮相对 于方罐封 口处的运动分两部分 ； 仿形运动 和进给运动。 1 1 仿形运动 即旋压轮按要求沿封 口边的 形状作直线m9 0 o 圆弧一直线m9 0 o 圆弧一 运 动 。这种运动的实现方法一般有两种 ，一种是罐 身不动 ， 旋压轮作仿形运动 ， 见图 4 a 。这种仿形可 以由靠模实现 ， 也可以由电脑模拟 ， 其优点是罐身 不动 ， 装夹牢靠 ， 操作安全 ， 而且装 、 卸工件均不需 停机 ， 效率高 ， 便 于 自动化连续作业 。 另一种方法是罐身旋转 ，旋压轮按照节拍进 收稿 日期 ： 2 0 0 2 1 02 8 作者简介 ： 屈 明( 1 9 5 5一) ， 男， 机械 工程 师 ， 株 洲锻 压机床 厂剐厂长。1 9 8 2年毕 业于湖南机械 工业技 术 学院， 多 年来一 直从 事锻 压机械 以及其 它机械 产品 的设 计 、 开发 工作 ， 填补 了二 十多项省 内及 固 内空 白， 获 四项 固家专利 ， 有多篇论文。 1 9 9 4年至 1 9 9 7年在湖 南汉星金 属容器有限公 司任 总工程 师， 这期 问 重 点钻研 并攻克 了方罐封 口的质 量问题。 1 3 维普资讯 包装与食品机械2 0 0 3 年第 2 1 卷第 1 期 一 退一进一退仿形 ， 见图 4 b 。这种方法的优 点是将一个较复杂的运动分解成两个较简单的运 动 ， 易于实现。但每一次装卸工件均须停机 ， 效率 较低 。 不管是哪种方法 ，均要使仿形运动的轨迹非 常准确 ， 否则达不到卷边光滑 、 严实 、 均匀 的标准 要求 。 a方法一 b方法 二 圈 4仿 形运动示意圈 1 2进给运动 进给运动分为卷 曲进给和压紧进给 ，两种进 给均是旋压 轮沿径 向逐 步 由外 沿 向罐 身 中心进 给。进给量不大， 要求进给过程平稳， 缓慢， 一般 分别 由进给 凸轮控制 ，调试时主要考虑初始位置 和终止位置 。 2 顶板或底板的冲压成型 以底板为例说明：底板一般在冲床上利用模 具一次性冲压成型， 其模具是落料、 拉伸、 成型的 复合模 ，制造模具 的难点在于角部 的落料和成 型 尺寸 的选择 。 2 1 成型尺寸 顶板成型形状如图 5所示 ，由于在下道工序 封 口时 ， 直边 与拐角处 的工作状况完全不一样 ， 直 边为平行弯曲， 封口后一般比较均匀、 平整。而角 部封 口时在旋压轮的作用下 ，向内挤压弯 曲。会 形成一些 “ 多余” 的材料， 这些多余的部分或弯曲 成 为皱折或拉长成 为尖角 ，都将对角部封 口质量 造成不利影响 ， 对方罐来说 ， 要完全消除角部皱折 是很难的 ， 只能尽可能减小皱折高度 ， 压紧后相对 平整 ， 达到气密性要求 。 减小皱折首先考虑的是减少角部 “ 多余”材 料 ， 这可 以在两个地方实现 ， ( 1 ) 减小角部折边尺 寸 ， 即 h i ； ( 2 ) 减小角部沟槽尺寸 ， 即 L， 由 于材料在旋压过程 中有一定流动性 ，横 向流动压 缩， 纵向流动拉长， 互为补偿， 可在一定程度上减 1 4 圈 5底板成形圈 少角部多余材料 的影响。 2 2落料尺寸 由于成型后的尺寸取 h i ， L，落料尺 寸也应按此规则进行计算 。但落料形状如果采取 简单 的直线一 圆弧一直线一 圆弧一 的方 法 ， 仍会在直线与圆弧 的连接处产生尖点 ， 见图 6 。 原 因是角部材料在横 向压缩和纵向拉伸过程 中的流 动 ， 使该点高出直边其它部分成为尖点 ， 尖点在封 圈 6尖点效 果圈 双 曲线 圈 7角部落料形状 为了消除尖点 ，应将该点落料尺寸进行数学 处理 ，最好的方法是采用双曲线弧线与直线 之 间无明显转折 ， 见图 7 。这种平滑过渡能有效 防 止尖点的产生。在实际加工中双 曲线往往不好实 现 ， 也可以采用大圆弧过渡法 ， 即在角圆弧与直线 间加一更大的圆弧 ， 过渡平滑 了， 才能减小甚至消 除尖点。 维普资讯 马口铁方罐的封 口一屈明， 何英伟 3 旋压轮的形状尺寸 封 口过程是在旋压轮的运动下 ， 将板料卷 曲， 压紧形成的 ， 这个过程分两个主要阶段 ， 即卷 曲阶 段和压紧阶段 ，这两个阶段 的工作分别由卷 曲轮 和压紧轮完成 。 3 1 卷曲轮 ( 一道轮) 。 卷 曲轮在周 向运动和径 向运动过程中 ，逐步 将板料卷入轮槽 内， 见图 8 。 旋压轮 圈 8卷 曲示意图 要使板料沿人为指定的轨迹卷曲，卷曲轮槽 的形状和尺寸是最关键 的 ， 槽形过大 、 过小 、 过深 、 过浅都不能形成 标准 的封 口。特别是方 罐有拐 角 ， 角部封 口时旋压轮 的方 向和速度变化都较大 ， 而且由于皱折的产生， 使卷曲过程很难均匀进行， 这种不均匀又反过来使皱折程度更深，更易产生 “ 牙齿” ， 严重时可导致封 口失败 。 如何使角部的均匀卷曲， 减小皱折 ， 是封口研 究的重点。经验表明： 封 口质量 的好坏 ， 关键取决 于卷曲轮槽 的剖 面形状 。板料 由平面卷成 曲面 ， 有一个循序渐进的过程 ， 即首先弯成大圆弧 ， 然后 逐步逐步缩小 ，最后卷成我们所规定的圆弧 。对 于直边来说 ，这种圆弧缩小 的过程快一点慢一点 都关系不大 ， 因为没有皱折。对于角部而言 ， 由于 有皱折产生 ， 要控制皱折在尽可能低 的高度 ， 就必 须在卷曲时使圆弧缩小的过程特别均匀，任何时 刻，弯曲过快或过慢都可能使皱折加深。由于板 料弯 曲过程是沿轮槽表面的曲线进行的 ， 那么 ， 轮 槽曲线的形状至关重要。理论表明 ： 渐开线的曲率 变化最均匀 ， 所 以， 轮槽的截面形状应取用渐开线 ， 实际加工时常用多段圆弧近似取代渐开线， 为了使 近似值误差较小 ， 圆弧分段应大于 5 段 ， 见图 9 。 圈 9卷 曲轮槽示 意图 3 2压紧轮 ( 二道轮) 压紧轮的作用是将 已卷曲的板料压紧 ，形成 我们所需要的扁平形封 口。 对压紧轮工作的基本要求是 ： ( 1 ) 能将封 口压 紧 ， 不渗漏 ； ( 2 ) 封 口表面光滑 ， 保护层不损伤。方 罐压紧的难点也在角部 ， 既要将皱折压平 ， 又要不 损伤表面 ， 除了对前道卷曲要求减小皱折以外 ， 还 要求压紧轮槽部表面粗糙度要好 ，最好镀硬铬抛 光处理。槽部截面形状 即为封 口截面形状 。 以上是提高马 口铁方罐封 口质量的三个基本 要点 ， 把握好了这三点 ， 就能较好 的实现方罐的封 口。此外 ， 影响封 口质量的因素还有很多 ， 如封 口 机的精度 、 密封胶的投注 、 底模形状与旋压轮运动 轨迹 的误差 ，工件板厚的变化与轮槽尺寸 的变化 等等 ， 都可能对封 口过程产生影响 ， 在此不一一论 述 。 ( 上接第 1 2页) 牡 击 汪 r - t = l 小 H 本机型属于 四边封大袋 的制袋 一充填 一封 口 机， 该机使用铝 塑或塑 塑复合膜作为包装材料 ， 袋型平整精美 ，采用模块化设计思路 ，将制袋成 型， 包装材料传输 ， 热封装置以及配置的计量充填 装置， 设计成多个标准型模块， 通过标准模块的合 理组合、 组件装配 ， 从而缩短生产周期， 同时也适 应不同的物料特性 ，不 同包装材料和不同包装容 量 的要求 。 采用模块化组合的设计形式，抛弃了老机