Базовый процесс изготовления корпуса банки на консервном оборудовании выглядит следующим образом: транспортировка бобины → смазка бобины → вырубка, растяжка → формовка корпуса банки → обрезка → очистка/сушка → складирование/выгрузка → грунтовка → сушка → цветная печать → грунтовочное покрытие → сушка → внутреннее нанесение → внутренняя сушка → смазка рта банки → сужение горла → вращающееся сжатие горла.

В технологическом процессе вырубка, растяжка, формовка корпуса банки, обрезка, сужение диаметра, процессы вращающегося сжатия диаметра/фланцевания требуют обработки форм, среди которых вырубка, растяжка и формовка корпуса банки и формы являются ключевыми. Уровень технологии и уровень проектирования и изготовления форм прямо влияют на качество и стоимость производства банки.

Анализ процесса производства жестяной банки

(1) Комплексный процесс вырубки-растяжки. Во время растяжки материал по краям заготовки формирует чашу вдоль радиального направления. Поэтому единица тела в пластической зоне потока находится в трехстороннем напряженном состоянии под двунаправленным сжатием и однонаправленным натяжением, как показано на рисунке 1. Из-за действия дуги выпуклой формы и дуги вытяжной формы утолщение стенки нижней части чаши снижается примерно на 10%, а толщина рта чаши увеличивается примерно на 25%. Размер дуги в углу чаши сильнее всего влияет на последующий процесс (формовка корпуса банки). Если контроль не удастся, легко сломать банку. Поэтому процесс вырубки растяжки должен учитывать следующие факторы: диаметр и коэффициент растяжки чаши, дугу пуансона, дугу вытяжной формы, зазор между выпуклостью и матрицей, механические свойства алюминия, трения поверхности формы и смазку поверхности материала, скорость растяжки, коэффициент выпуклости уха и т.д. Производство ушек в основном определяется двумя факторами: это свойства металлического материала и конструкция вытяжной формы. Выпуклости, появляющиеся в высшей точке чаши, также являются низшей точкой, что повлияет на формирование корпуса банки, приведет к неполной обрезке и увеличению процента брака.

«На основании вышеизложенного анализа определено, что выбранное соотношение растяжения m=36.55% для процесса растяжки, диаметр заготовки Dp=140.20±0.0lмм и диаметр чаши Dc=88.95мм.

(2) Процесс формования корпуса банки. Анализ процесса утоньшения и растяжки. Во время процесса растяжки металл, сконцентрированный в конической части полости, является зоной деформации, а зона передачи силы — это стенка бочки и дно оболочки после прохождения через полость. В зоне деформации материал находится в трехмерном напряженном состоянии осевого натяжения, тангенциального сжатия и радиального сжатия. Под воздействием трехмерного напряжения металл имеет утоньшение зерна и повышенную прочность, сопровождаемую упрочнением. В зоне передачи силы условия напряжения каждой части материала различны. Условия напряжения металла, расположенного в круглой угловой области пуансона, самые неблагоприятные. Он растягивается вдоль оси и тангенциально сжимается, а в радиальном направлении сжимается. Утоньшение материала здесь серьезное, и металл легко ломается, что приводит к отказу в растяжке. Путем сравнения состояния напряжения металла в зоне деформации и зоне передачи силы видно, что успешное проведение процесса утоньшения и растяжки зависит от величины напряжения на металле в области закругления тягового пуансона. Когда напряжение превышает предел прочности материала, происходит разрушение, в противном случае процесс растяжки может пройти гладко. Поэтому снижение напряжения при растяжке становится ключом к обеспечению успешного проведения растяжки.

Выбор коэффициента растяжения для утоньшения: повторное растяжение: 25,7%, первое утоньшение: 20%~25%, второе утоньшение: 23%~28%, третье утоньшение: 35%~40%.»

В процессе формирования есть множество факторов, влияющих на напряжение растяжения внутри металла, включая угол конуса матрицы. Значение α напрямую связано с характеристиками потока металла в зоне деформации, а затем влияет на величину силы, необходимой для растяжки. Поэтому, насколько его значение разумно или нет, имеет важное значение для реализации процесса. Когда α мал, диапазон зоны деформации относительно велик, металл легко течет, и искажение сетки мало. С увеличением α диапазон зоны деформации уменьшается, деформация металла концентрируется, сопротивление потоку увеличивается, и сетка серьезно искажается. Более того, с увеличением угла конуса матрицы деформация материала в зоне деформации соответственно увеличивается. Это показывает, что при большем угле конуса матрицы не только диапазон деформации металла концентрируется, но и количество деформации быстро увеличивается, что приводит к усилению явления упрочнения металла в зоне деформации, вызывая повышение напряжения внутри металла, что неблагоприятно сказывается на растяжке. С другой стороны, если α слишком большой или слишком мал, растягивающая сила увеличится. Причина в том, что при слишком большом α металл сильно течет, эффект упрочнения материала значителен, и по мере увеличения угла конуса углубления пуансона, препятствующего потоку металла, требуется больше силы растяжки; когда. Слишком мал, хотя поворотная точка потока металла мала, из-за того, что контактный конус между металлом и вогнутой поверхностью в зоне деформации длинный, общее трение на конической поверхности большое, поэтому хотя искажение сетки мало, общая растягивающая сила увеличивается.

Таким образом, разумное определение угла конуса полости также должно учитывать деформационные характеристики материала в зоне деформации и трение между матрицей и заготовкой. Определение разумного диапазона угла конуса полости напрямую влияет на процесс растяжки. Процессный тест показывает, что для алюминиевых банок CCB-1A 3104H19 разумным значением угла конуса пуансона является α=5°~8°.

Анализ процесса формирования дна. Дно банки формируется в конце хода пуансона с использованием процесса обратной растяжки. Рисунок 4 — схематическая диаграмма напряженного состояния формирования дна банки. Сила формирования дна в основном зависит от характера сил трения и величины усилия удерживающей планки. Обычно толщина и прочность материала — это пара противоречий. Чем тоньше материал, тем ниже прочность. Поэтому технология легких материалов требует уменьшения диаметра дна бака и разработки специальной формы дна бака. Процессный тест показывает, что если угол α1 наружной стенки углубления дна бака больше 40°, то сопротивление давлению дна бака значительно уменьшится. Учитывая формовочные характеристики металла, радиус дуги R пуансона не может быть менее трех толщин материала. Но если R слишком большой

, прочность будет уменьшена. Радиус R1 сферической поверхности и внутренней стенки углубления дна бака должен быть не менее трех толщин материала, обычно R1 составляет 4~5 толщин материала. Уменьшение угла α2 внутренней стенки углубления дна бака увеличит прочность, и в большинстве случаев используется менее 10°.

На дне бака есть две точки отказа: одна — это сферическая поверхность дна, а другая — это дуга R, соединяющая сферическую поверхность дна с боковой стенкой. Прочность сферической поверхности дна бака зависит от следующих факторов: упругого модуля материала, диаметра дна, прочности материала, радиуса сферической поверхности и степени разжижения металла при формировании дна. Радиус сферической поверхности дна бака обычно определяется по формуле R шар = d1 / 0,77, и фактический R шар = 45,72 мм.

Проектирование и изготовление форм

Процесс растяжки корпуса бака на самом деле представляет собой процесс растяжки цилиндрической части. Во время растяжки часть материала в районе фланца легко теряет устойчивость под действием сжимающего напряжения, что приводит к морщинам. Поэтому необходимо рассмотреть возможность установки удерживающего приспособления для предотвращения морщин. Устройство. Когда материал проходит через матрицу, фаска матрицы является переходной зоной, и ее деформация более сложная. Помимо радиального растяжения и тангенциального сжатия, она также подвержена изгибу. Поэтому выбор фаски матрицы особенно важен. После того как материал проходит через углы вогнутой матрицы, он находится в растянутом состоянии. Поскольку растягивающая сила исходит от давления пуансона, она передается через углы пуансона. Материал в углах пуансона становится наиболее тонким, и именно здесь он становится наиболее легкоразрушимым. Опасный участок.