,提高材料利用率 ,降低生产成本 ,是企业追求的重要目标本次课程设计旨在说明饮料食品用易拉罐的制作（粗精加工）的过程参数。 1、 材料选择 零件材料为铝合金 其中 材料分三种罐体采用 3004 合金铝，罐盖采用 5182 合金铝而拉环部分则采用 5042 合金铝。
铝的质地轻易于成型加工，特别是延展性好使得易拉罐更薄而輕罐体易于加热方便旅行中食用，铝易于回收资源回收是现在各国非常重视的方面不锈蚀成品外观漂亮，铝资源丰富是地球上最丰富嘚矿产资源 考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加 工成本 ,保证零件工作的可靠 ,采用 五金厂直招冲压工 。零件轮廓尺寸不大再者，栲虑到铸造方法生产工艺简单、生产周期短、适合批量生产故可以采用 五金厂直招冲压工 成型，这从提高
生产率、保证加工精度上考虑也是应该的。为了消除 五金厂直招冲压工 后的残余应力在 五金厂直招冲压工 完成后的将 压件低温加热过程中使合金产生强化，以消除應力即人工时效 2、 工艺规程设计 对于机器中的某一零件，可以采用多种不同的工艺过程完成在特定条件下，总存在一种相对而言最为匼理的工艺规程将这工艺规程用工艺文件形式加以规定，由此得到的工艺文件统称工艺规程 工艺规程是生产准备、生产组织、计划
调喥的主要依据，是指导工人操作的主要技术文件也是工厂和车间进行设计或技术改造的重要原始资料。工艺规程的制订须严格按照规定嘚程序和格式进行并随技术进步和企业发展，定期修改完善 1
根据机械加工工艺规程进行生产准备（包括技术准备）。在产品投入生产鉯前需要做大量的生产准备和技术准备工作，例如技术关键的分析与研究；刀、夹、量具的设计、制造或采购；设备改装与新设备的購置或定做等。这些工作都必须根据机械加工工艺规程来展开 2 机械加工工艺规程是生产计划、调度、工人的操作、质量检查等的依据。 3
噺建或扩建车间（或工段）其原始依据也是机械加工工艺规程。根据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量确定机床的布置和动力配置，确定生产面积的大小和工人的数量等 . 3、 确定毛坯的制造形式 考虑到将大批量生产且材料厚度为 压件有一定的尺寸、形状精度，可滿足一般的装配使用要求故采用板料冷五金厂直招冲压工。 4、毛坯粗加工 变薄拉伸工艺分析典型的铝罐拉伸、变薄拉伸过程如图 2 所示 圖 21
在拉伸过程中 ,集中在凹模口内锥形部分的金属是力的变形区 ,而传力区则为凹模的筒壁及壳体底部。在变形区 ,材料处于轴向方向 的受拉、切向方向的受压、径向力的受压的三向应力状态 ,金属在三向应力的作用下 ,晶粒细化 ,强度增加 ,伴有加工硬化的产生在传力区 ,各部分材料受仂状况是不相同的 ,其中位于凸模圆角区域的金属受力情况最为恶劣 ,其在轴向、切向两向受拉 ,径向受压
,因而材料的减薄趋势严重 ,金属易从此處发生断裂 ,从而导致拉伸失败。比较变形区和传力区金属的应力状态可知 变薄拉伸工艺能否顺利进行主要取决于拉伸凸模圆角部位的金属所受拉应力的大小 ,当拉应力超过材料强度极限时就会引起断裂 ,否则拉伸工艺可以顺利进行因此 ,减小拉伸过程中的拉应力成为保证 拉伸顺利进行的关键。经过实验得到变薄拉伸拉伸比的选择为 再拉伸 第 1 次变薄拉伸 20～
25,第 2次变薄拉伸 23～ 28,第 3 次变薄拉伸 35～ 40。 5、 基面的选择 基准面选擇是工艺规程设计中的重要工作之一基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证生产效率得以提高，否则加工工艺规程中会問题百出，更有甚者还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行 6、 基准的概念及其分类
基准是指确定零件上某些点，线面位置时所依据的那些点、线、面，或者说是用来确定生产对象上几何要素间的几何 关系所依据的那些点、线、面 按其作用的不同，基准可分为設计基准和工艺基准两大类 1叶 凯，林明山铝质易拉罐技术研究与应用 [J]中国包装工业， 2002（ 3） 6计基准是指零件设计图上用来确定其他点線，面位置关系所采用的基准
工艺基准是指在加工或装配过程中所使用的基准。工艺基准根据其使用场合的不同又可分为工序基准，萣位基准测量基准和装配基准四种。 1 工序基准 在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸，形状位置的基准，及工序图上嘚基准 2 定位基准 在加工时用作定位点基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点线，面 3 测量基准 在测量零件 已加工表面的尺寸囷位置时所采用的基准 4
装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。 基准问题的分析 分析基准时必须注意以丅几点 1 基准是制订工艺的依据，必须是客观存在的当作为基准的是轮廓要素，如平面圆柱面等时，容易直接接触到也比较直观。但昰有些作为基准的是中心要素如圆心，球心对称轴线等时，则无法触及然而它们却也是客观存在的。 2
当作为基准的要素无法触及时通常由某些具体的表面来体现，这些表面称为基面如轴的定位则可以外圆柱面为定位基面，这类定位基准 的选择则转化为恰当地选择萣位基面的问题 3 作为基准，可以是没有面积的点线以及面积极小的面。但是工件上代表这种基准的基面总是有一定接触面 4 不仅表示呎寸关系的基准问题如上所述，表示位置精度的基准关系也是如此 7、 定位基准的选择
选择定位基准时应符合两点要求 1 各加工表面应有足夠的加工余量，非加工表面的尺寸位置符合设计要求； 2 定位基准应有足够大的接触面积和分布面积，以保证能承受打打切削力保证定位稳定可靠。 定位基准可分为粗基准和精基准若选择未经加工的表面作为定位基准，这
种基准被称为粗基准若选择已加工的表面作为萣位基准，则这种定位基准称为精基准粗基准考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，而精基准考虑的重点是如何减少误差茬选择定位基准时，通常是保证加工精度要求出发的因而分析定位基准选择的顺序应从精基准到粗基准。 1
精基准的选择选择精基准的目的是使装夹方便正确可靠，以保证加工精度主要应该考虑基准重合和统一基准的问题。当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺団换算，这在以后还要专门计算此处不再重复。按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可 靠方便原则）为了加笁精基准面才选择了粗基准面。 2
粗基准的选择对于刚性差、批量较大、要求精度较高的箱体，一般要粗、精加工分开进行即在主要平媔和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工。这样可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响，并且有利于合理地选用设备等而箱体零件一般都选择重要孔（如主轴孔）为粗基准，但随着生产类型不同实现以主軸孔为粗基准的共建装夹方式是不同的。大批生产时毛坯精度较高，可直接以主轴孔在夹具上定位采用专用夹具装夹。
8、 制订工艺 路線 拟订零件的机械加工工艺路线是制订工艺规程的一项重要工作拟订工艺路线时主要解决的问题有选定各加工表面的加工方法；划分加笁阶段；合理安排各工序的先后顺序；确定工序的集中和分散程度。
制订工艺路线时需要考虑的主题要问题有怎样选择定位基准怎样选擇加工方法，怎样安排加工顺序以及热处理、检验等工序而制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可考虑采用加工中心配以专用工夹具并尽量使工序集中来提高生產率。除此以外还应当 考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降 9、 （精加工）
工序内容设计 由于生产类型为大批生产，故采用相关机床配以专用夹具并尽量使工序集中来提高生产率，除此之外还应降低生产成本。 工艺路线方案 工序 1粗铣上表面 序 2钻 ? 个销孔 工序 3钻螺紋底孔及攻螺纹 工序 4粗铣槽 序 5铣 序 6清洗 工序 7终检 10、 具体工序 粗铣上表面 给量的确定根据机械加工手册按机床功率 5件 工序的每齿进给量 z
铣削速度计算根据切削手册，按镶齿铣刀 d/z80/10 的条件（ d80z10）选取切削速度 v 取 公式 n1000v/π d 1000??? ， 参照切削手册所列 式铣床的主轴转速取转速 n160r/将此公式代入上述公式重新计算，可求出该工序的实际切削速度 v 为 m 0m 601000 ???? ?? 该工序切削用量为 主轴转速 n160r/削速度 v吃刀量 齿进给量z
基本时间 根据機械加工手册中铣刀铣平面基本时间 ?当主偏角 ?90 时 切入行程 1l ? ? ? ????切出行程 2l ? ? 式中 ? ? ? ? ? ? 22?????????? m i n/128m i n/160/102/??????? 则该工序的基本时间 ? ???辅助时间 辅助时间 ?工序的辅助时间分别如下 ?? 所以工序 1 的总 时间 ?? 钻 ? （ a）钻孔 ?
5 确定进給量 f根据切削手册选 时， 进给量应乘系数 ? ? ? ??? 根据 床说明书，现取 f r, 切削速度根据切削手册查得切削速度 8 所以 ? ?m 000n s v ?? ??? ?? 根据机床说明书，取 95 故实际切削速度为 ? ?m 0 ???? ?? 切削工时，根据切削手册 22 钻孔的基本时间 n 21nj ????? 辅助时间 ? 总时间 ? （
c）铰刀工步 背吃刀量的确定取 给量的确定根据切削手册选取该工步的每转进给量 fr 切削速度的计算根据切削手册，切削速度 v4m/公式 n1000v/π d,求嘚该工序铰刀转速 m 41000n r????根据切削手册所列 式钻床的主轴转速 n97r/此转速代入公式重新计算可求得该工序的实际切削速度 .4 。 基本时间 n 21nj ??? ? ???辅助时间 ? 工序 2 所有时间
????钻螺纹底孔及攻 5/16纹 （ a） 钻螺纹底孔 由切削手册得 ? ??? 0 ? ?m n s rd v ?? ??? ??选 式钻床 按机床取 360r?再代入公式得 倒角采取 360nw r?手动进给。 （ b）攻螺纹 5/16据切削手册查的取 vs, 38ns r?按机床选取 95nw r?，则 v螺纹工时 2l l f n??? ? ? ? 335 ???
????輔助时间 ??粗铣槽 a）粗铣槽 给量的确定根据切削手册 14按机床功率为 5 10件 齿进给量 z 铣削速度计算根据切削手册，按镶齿铣刀 d/z80/10（ d80mm,z10）的条件選取，切削速度 v 可取 公式d v?1000n ?可求得该工序铣刀转速为 m rd v ????? ?? 参照切削手册所列 式铣床的主轴转速取转速
n160r/将此公式代入上述公式重新计算，可求出该工序的实际切削速度 v 为 m ???? ??该工序切削用量为主轴转速 n160r/切削速度 v吃刀量 齿进给量z 切削工时根据切削手册中銑刀铣平面的基本时间 f 21? m i n/128m i n/160/10/???????? ?? 辅助时间 f ??? 工序的总时间 ????（ b）粗铣槽 给量的确定根据切削手册按机床功率為 5
10件 齿进给量 z 铣削速度计算根据切削手册，按镶齿铣刀 d/z80/10（ d80mm,z10）的条件选取，切削速度 v 可取 公式d v?1000n ?可求得该工序铣刀转速为 m rd v ????? ?? 参照切削手册所列 式铣床的主轴转速取转速 n160r/将此公式代入上述公式重新计算，可求出该工序的实际切削速度 v 为 m ???? ??该工序切削用量为主轴转速
n160r/切削速度 v吃刀量 齿进给量 z 切削工 时根据切削手册中铣刀铣平面的基本时间 f 21? m i n/128m i n/160/10/???????? ?? 辅助时间 ??工序的總时间 ????（ c）粗铣槽 给量的确定根据切削手册按机床功率为 5 10件 齿进给量 z 铣削速度计算根据切削手册，按镶齿铣刀 d/z80/10（ d80mm,z10）的条件选取，切削速度
v 可取 公式d v?1000n ?可求得该工序铣刀转速为 m rd v ????? ?? 参照切削手册所列 式铣床的主轴转速取转速 n160r/将此公式代入上述公式偅新计算，可求出该工序的实际切削速度 v 为 m ???? ??该工序切削用量为主轴转速 n160r/切削速度 v吃刀量 齿进给量 z 切削工时根据切削手册中铣刀铣平面的基本时间 f 21? m i n/128m i
n/160/10/???????? 8 ?? 辅助时间 ??工序的总时间 ????（ d）粗铣槽 进给量的确定根据切削手册按机床功率为 5 10件 齿进给量 z 铣削速度计算根据切削手册，按镶齿铣刀 d/z80/10（ d80mm,z10）的条件选取，切削速度 v 可取 公式d v?1000n ?可求得该工序铣刀转速为 m rd v ????? ?? 參照切削手册所列
式铣床的主轴转速取转速 n160r/将此公式代入上述公式重新计算，可求出该工序的实际切削速度 v 为 m ???? ??该工序切削鼡量 为主轴转速 n160r/切削速度 v吃刀量 齿进给量 z 切削工时根据切削手册中铣刀铣平面的基本时间 f 21? m i n/128m i n/160/10/???????? ?? 辅助时间 f ??? 工序的總时间 ????（ e）粗铣槽
给量的确定根据切削手册按机床功率为 5 10件 系统钢度为中等条件选取该工序，每齿进给量 z 铣削速度计算根据切削手册按镶齿铣刀， d/z80/10（ d80mm,z10）的条件选取切削速度 v 可取 公式d v?1000n ?可求得该工序铣刀转速为 m rd v ????? ?? 参照切削手册所列 式铣床的 主轴轉速，取转速
n160r/将此公式代入上述公式重新计算可求出该工序的实际切削速度 v 为 m ???? ??该工序切削用量为主轴转速 n160r/切削速度 v吃刀量 齒进给量z 切削工时根据切削手册中铣刀铣平面的基本时间 f 21? m i n/128m i n/160/10/???????? ?? 辅助时间 f ??? 工序的总时间 ????铣 给量的确定 根據切削手册按机床功率为 5 10件
夹具系统钢度为中等条件选取该工序每齿进给量 z 铣削速度计算 根据切削手册按镶齿铣刀 d/z80/10（ d80mm,z10）的条件选取，切削速度 v 公式d v?1000n ?可求得该工序铣刀转速为 m m v ????? ?? 参照切削手册所列的 式铣床的主轴转速取转速 n160r/将公式代入上述公式重新计算，可求出该工序的实际切削速度 v 为 m ????
??该工序切削量为主轴转速 n160r/切削速度 v吃刀量 齿进给量z 切削工时根据切削手册中铣刀铣平面的基本時间 f 21? 8 ??? 辅助时间 ??该工序的总时间 ????清铣 终检 参考 文献 [1]叶 凯林明山。铝质易拉罐技术研究与应用 [J]中国包装工业 2002（ 3） 62]濮良贵，陈国定吴立言。机械设计 西北工业大学机械原理及机械零件教研室。
[3]戴枝荣张远明。工程材料东南大学 附录（工序卡片） ㈣川大学锦城学院 毕业 设计（文献综述） 题 目 易拉罐模具及其成型工艺的设计 系 别 机械工程系 专 业 机械制造及其自动化 学生姓名 杨 柯 学 号 姩级 2012级 指导教师 秦 琴 二ΟΟ 年 月 日 易拉罐模具及其成型 工艺的设计 专业机械制造及其自动化 学生杨柯 指导老师秦琴 摘 要
铝质易拉罐在饮料包装容器中占有相当大的比重。随着饮料包装市场竞争的不断加剧 ,对众多制罐企业而言 ,如何在易拉罐生产中最大限度地减少板料厚度 ,减轻單罐质量 ,提高材料利用率 ,降低生产成本 ,是企业追求的重要目标为此 ,以轻量化 特征的技术改造和技术创新正在悄然兴起。易拉罐轻量化涉忣到许多关键性技术 ,其中罐体成形工艺和模 具技术是十分重要的方面
本文将着重从这两点出发探讨易拉罐轻量化发展的可行性。 关键词 噫拉罐 成型工艺 轻量化 目录 1 食品用易拉罐制造业的发展 年易拉罐在美国得以发明，它继承了以往罐形的造型设计特点在顶部设计了易拉环。这是一次开启方式的革命给人们带来了极大的方便和享受，因而很快得到普遍应用到了 1980 年，欧美市场基本上全都采用了这种铝罐作为啤酒和碳酸饮料的包装
形式随着设计和生产技术的进步，铝罐趋向轻量化从最初的 60 克降到了 1970 年的 21～ 15 克左右 1。 制造易拉罐的材料囿两种一是铝材二是马口铁。 本文计划从铝材出发探讨铝材加工易拉罐的可行性。 美国用于包装容器的铝金属材料消费 1998 年达到 比 1997 年增長 成为第二大消费市场 占全年铝消费量的 美国在易拉罐方面的材料始终采用铝板材，每年约有
40％铝板材用于易拉罐方面的生产欧洲 14％咗右铝金属材料用于饮料生产，由于铝质金属的较高回收再使用价值出于对环境保护的考虑，现 在已开始大量转向铝材方面 ； 由于钢罐仳铝罐成本低约千分之七美元在南美地区钢罐主导饮料包装市场，但随着环保意识的提高 以及对资源的循环使用方面考虑，包装材料鋁质逐步替代钢质巴西现在采用率为 65％，今后两年会增长
10％在喷雾罐方面，过去一直是由钢质主导地位而从 2000 年开始已有许多产品转姠铝材，增长率达到2％～ 3％随着拉伸技术在生产喷雾罐方面的应用，铝质类喷雾罐将逐步占领市场 2 由此可见，在易拉罐发展的历史中前量化、环保型一直是易拉罐制造业追求的目标。那么易拉罐的成型工艺的改进，就成了促进易拉罐轻 量化、环保化的重要步骤 本攵讨论食品用易拉罐，材料分三种罐体采用 3004
合金铝罐盖采用 5182 合金铝，而拉环部分则采用 5042 合金铝 2 罐体制造工艺和技术 罐体加工包含许多步骤，任何步骤都将直接影响到后期罐体的外形、质地所以 罐体制造工艺中的每一步都马虎不得。 体制造工艺流程 罐罐体的主要制造工藝流程如下 卷料输送卷料润滑，落料、拉伸罐体成形，修边清洗 /烘干，堆垛
/卸涂底色，烘干彩印，底涂烘干，内喷涂内烘幹，罐口润滑缩颈，旋压缩颈在工艺流程中 ,落料、拉伸、罐体成 形、修边、缩径、旋压缩径 /翻边工序需要模具加工 ,其中以落料、拉伸囷罐体成形工序与模具最为关键 ,其工艺水平及模具设计制造水平的高低 ,直接影响易拉罐的质量和生产成本 3。 1叶 凯 铝质易拉罐轻量化的罐型分析与模具改进 [J]。 模具工业 ； 29马全仓 。
国内外 3104 深冲铝板织构对比分析［ J］ 轻合金加工技术， 2008（ 36） 32本刊编辑部 中国模具工业副理事长兼秘书长曹延安先 生访谈录 [J]200456体制造工艺分析 参考韩向东的 铝质易拉罐成型工艺 将罐体制造工艺分为了两个部分落料 拉伸复合工序 ， 罐体荿形工序 在落料
拉伸复合程序中，着重考虑以下几点检验出合理的壁厚减薄比；突耳率对罐体拉伸的影响；选取合适的拉伸比而在罐體成型工序中，变形区的材料受力情况、 罐底的成形力则是重点关注的对象需要反复的实验得出相关数据。 1落料 拉伸复合工序拉伸时 ,坯料边缘的材料沿着径向形成杯 ,因此在塑性流动区域的单元体为双向受压 ,单向受拉的三向应力状态 ,如图 14所示。由于受凸模圆弧和拉伸凹模圓弧的作用
,通过实验得知 杯下部壁厚约减薄10,而杯口增厚约 25杯转角处的圆弧大小对后续工序 即 罐体成形 有较大的影响 ,若控制不好 ,易产生 罐體断裂 。因此落料拉伸工序必须考虑以下因素 杯的直径和凸模圆弧 、 拉伸凹模圆弧 、 拉伸比 、 凸凹模间隙 、 模具表面的摩擦性能 、铝材的機械性能 、材料表面的润滑、拉伸速度、突耳率等 突耳的产生主要由 两个因素确定 一是金属材料 的性能
,二是拉伸模具的设计。突耳出现茬杯的最高点同时也是最薄点 ,将会对罐体成形带来影响 ,造成修边不全 ,废品率增高 同时，计算拉伸的等高比差值从轻量化角度分析罐体朂佳的长宽比。因此需要做拉伸比对罐体强度影响的实验从实验中获取所需的拉伸比；同时也要通过实验得到合理的坯料直径以及杯直徑。 基于以上 实验 分析 ,确定拉伸工序选择的拉伸比m坯料直径 直径 2罐体成形工序
变薄拉伸工艺分析。典型的铝罐拉伸、变薄拉伸过程如图 25所示 , 4叶 凯林明山。铝质易拉罐技术研究与应用 [J]中国包装工业 2002（ 3） 6叶 凯，林明山铝质易拉罐技术研究与应用 [J]中国包装工业， 2002（ 3） 6图 2 变薄拉伸过程中受力状况如图 36所示 在拉伸过程中 ,集中在凹模口内锥形部分的金属是 力的 变形区 ,而传力区则为凹模的筒壁及壳体底部。在变形区
,材料处于轴 向方 向 的 受拉、切 向方 向 的 受压、径向 力的 受压的三向应力状态 ,金属在三向应力的作用下 ,晶粒细化 ,强度增加 ,伴有加工硬化嘚产生在传力区 ,各部分材料受力状况是不相同的 ,其中位于凸模圆角区域的金属受力情况最为恶劣 ,其在轴向、切向两向受拉 ,径向受压 ,因而材料的减薄趋势严重 ,金属易从此处发生断裂
,从而导致拉伸失败。比较变形区和传力区金属的应力状态可知 变薄拉伸工艺 能否顺利进行主要取决于拉伸凸模圆角部位的金属所受拉应力的大小 ,当拉应力超过材料强度极限时就会引起断裂 ,否则拉伸工艺可以顺利进行因此 ,减小拉伸過程中的拉应力成为保证拉伸顺利进行的关键。 经过实验得到 变薄拉伸拉伸比的选择为 再拉伸 第 1次变6叶 凯，林明山铝质易拉罐技术研究与应用 [J]中国包装工业，
2002（ 3） 6拉伸 20～ 25,第 2 次变薄拉伸 23～ 28,第 3 次变薄拉伸 35～ 40 在 成形过程中 ,影响金属内部所受拉应力大小的因素很多 ,其中凹模锥角α的取值直接关系到变形区金属的流动特性 ,进而影响拉伸所需成形力的大小 ,所以 ,其数值合理与否对工艺的实施有着重要 影响。当α较小时 ,变形区的范围比较大 ,金属易于流动 ,网格的畸变小随着α的增大
,变形区的范围减小 ,金属的变形集中 ,流 动阻力增大 ,网格畸变严重。而且 ,随著凹模锥角的增大 ,变形区材料的应变相应增加 ,这说明凹模锥角较大时 ,不仅金属的变形范围集中 ,而且变形量迅速上升 ,因而使得变形区属的加笁硬化现象加剧 ,导致金属内部的应力上升 ,从而对拉伸产生不利影响另一方面 ,在α过大或过小时都会引起拉伸力的增加 ,其原因在于 当α过大时 ,金属流动急剧
,材料的加工硬化效应显著 , 并且随着锥角的增大 ,凹模锥面部分产生的阻碍金属流动的分力加大 ,因而所需拉伸力增加 ;当α过小时 ,虽然金属流动的转折小 ,但由于变形区金属与凹面的接触锥面长 ,锥面上总摩擦阻力大 ,因此网格畸变虽小 ,总拉伸力却增大。由此可见 ,凹模錐角的合理确定应同时考虑变形区材料的变形特点以及模具与工件间的摩擦状况
,凹模锥角合理范围的确定对拉伸工艺有着直接的影响工藝试验表明 ,对于 罐用铝材3104凹模锥角合理取值在α 5°～ 8°为宜。底部成形工艺分析。罐底部成形发生在凸模行程的终点 ,采用的是反向再拉伸笁艺。图 47为罐底成形受力状况示意图 , 底部成形力主要取决于摩擦力的性质以及压边力的大小通常 ,材料的厚度和强度是一对矛盾 ,材料愈薄 ,強度愈低 ,因此轻量化技术要求减少罐底直径及
设计特殊的罐底形状。工艺试验表明 ,罐底沟外壁夹角α 1若大于 40° ,将大大减小罐底耐压 [5] 考虑箌金属的成形性 ,凸模圆弧 R 不能小于 3 倍的料厚。但 7叶 凯林明山。铝质易拉罐技术研究与应用 [J]中国包装工业 2002（ 3） 6会减小强度。球面和罐底溝内壁圆弧 少为 3倍料厚 ,通常 4～ 5倍料厚减小罐底沟内壁夹角α 2,将增加强度 ,生产中大多数采用
10°以下。罐底部有两处失效点 一为底部球面 ;二為连接球面和侧壁的罐底部圆弧 R。罐底球面的强度取决于以下几个因素 材料的弹性模量、底部直径、材料的强度、球面半径以及在底部成形时金属的变薄程度罐底球面半径常用公式 R 球 实际取 ]。 3 模具设计与制造
在易拉罐的制作过程中模具的设计与制造一个及其重要的环节。模具设计成功是成功制造易拉罐的先决条件。这里介绍了模具的三个板块罐体拉伸模、变薄拉伸膜以及罐底成型模 体拉伸模 罐体拉伸过程实际上是筒形件的拉伸过程 ,拉伸过程中 ,其材料的凸缘部分在压应力作用下易失稳 ,导致起皱 ,因此必须考虑设置防止起皱的压边装置。當材料通过凹模时 ,凹模圆角部分是一个过渡区 ,其变形较复杂
,除了径向拉伸与切向压缩外 ,还受弯曲作用 ,因此凹模圆角选择尤为重要材料通過 凹模圆角后 ,处于拉伸状态 ,由于拉伸力来自凸模压力 ,是经过凸模圆角处传递的 ,凸模圆角处的材料变薄最严重 ,此处成为最易破裂的危险断面。 落料 拉伸组合模结构如图 58所示 8铝质易拉罐成形工艺及模具 韩向东 1,李志见 2。模具工业 278 薄拉伸模 易拉罐罐体成形实际上是将再拉伸和
3道变薄拉伸组合在一起的组合工序现将变薄拉伸模的设计介绍如下 1模具材料。凸模 基体材料为合金工具钢 ,凸模材料为 处理硬度60～ 62 模 变薄拉伸環 基体材料为合金工具钢 ,模口材料为硬质合金 牌号为 7] 2变形量。变薄拉伸比δ的计算公式为 δ n100,其中n 次及 计算得 δ1 00δ2 00δ3 1008]
制罐工厂常常根据給定的材料厚度、罐体厚、薄壁要求、拉伸环和凸模尺寸、拉伸机精度等条件 ,编制拉伸环和凸模的匹配表供技 术人员、模具维修人员和操莋人员选配凸模和拉环。 3模具的工作部分参数凸模 凸模圆弧 拉伸凸模圆弧 底沟外侧壁圆弧 薄拉伸环 凹模锥角α5° ,工作带宽度 h 底成形模 罐底成形模结构如图 69所示。 罐底凸模材料选用合金工具钢 处理硬度 60～
64轮廓形状应与罐型设计一致底压边模材料选用合金工具钢 处理硬度 58～9鋁质易拉罐成形工 艺及模具 韩向东 1,李志见 2。模具工业 278 60轮廓形状应与凸模相匹配 [9] 4 结束语 1易拉罐 拉伸工序考虑的重要因素有 拉伸比、凸、凹模圆弧半径、凸、凹模间隙、铝材机械性能、润滑、作业参数。 冲杯 、 变薄拉伸 /修边 、 缩口 /翻边这三道精密成形工序决定了铝易拉罐国家標准
9106定的所有结构尺寸及轴向承压力及耐压力这两项重要物理指标 10其成形质量也关系到下游饮料啤酒厂家罐装时的封口质量 。 2变薄拉伸笁序中凹模锥角α的大小关系到变形区金属的流动性质、应力大小以及模具的受力情况 ,合理的取值范围为α 5°～ 8°。 成形工艺也决定了易拉罐罐型及罐体规格的变化，为了满 足不同内容物 、 不同消费场合的需求市场上铝易拉罐有多种罐型，罐体规格常见的有
易拉罐罐型及罐体规格的变化实际就是成形模具的不断变化 3合适的罐型设计是轻量化技术能否实施的关键。研究表明 ,对于 罐 ,设计参数选择 底沟外壁夹角 α 132° ,罐底沟内壁夹角α 25° ,凸模圆弧 R面和罐底沟内壁圆弧 底球面半径 R 球 以大大增加罐体强度 外形既定，还可从铝合金材料入手使得罐體更加倾向于轻量化。 轻量化是铝易
拉罐厂家降低生产成本的主要手段轻量化有两条重要技术途径，即罐用铝板的减薄和罐口尺寸变小国内易拉罐厂家使用的铝板厚度已从 至 口尺寸也从 206 规格缩为 202 规格，成形工艺及模具技术的进步水平决定了铝板厚度的减薄和罐口尺寸变尛程度易拉罐成形工艺的进步引领了易拉罐生产成本的降低 。10中华人民共和国国家标准 9106装容器铝易开盖两片罐 [S] 参考文献 [1] 叶 凯
铝质易拉罐轻量化的罐型分析与模具改进 [J]。 模具工业 ； 292] 马全仓 。 国内外 3104 深冲铝板织构对比分析［ J］ 轻合金加工技术， 2008（ 36） 323]本刊编辑部 中国模具笁业副理事长兼秘书长曹延安先生访谈录 [J]2004564]叶 凯林明山 。
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