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铝质易拉罐成形工艺

铝质易拉罐成形工艺

铝质易拉罐在饮料包装中占有非常大的比重。但是,小小的一个易拉罐的制造却融合了冶金、化工、机械、电子、食品等诸多行业的先进技术,成为铝深加工的一个缩影。随着饮料包装市场竞争的不断加剧,对于众多地制罐企业而言,如何在易拉罐生产中最大限度地减少板料厚度,减轻单罐质量,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,以轻量化为特征的技术改造和技术创新正在悄然兴起。易拉罐轻量化涉及到许多关键性技术,其中罐体成形工艺和模具技术是十分重要的方面。

首先来说说罐体制造的工艺流程。CCB-1A型罐罐体的主要制造工艺流程如下: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→内烘干→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、拉伸和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,将直接影响易拉罐的质量和生产成本。

然后进行罐体制造工艺分析 。

(1)落料一拉伸复合工序。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1所示。由于受凸模圆弧和拉伸凹模圆弧的作用,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(罐体成形)有较大的影响,若控制不好,易产生断罐。因此落料拉伸工序必须考虑以下因素:杯的直径和拉伸比、凸模圆弧、拉伸凹模圆弧、凸、凹模间隙、铝材的机械性能、模具表面的摩擦性能、材料表面的润滑、拉伸速度、突耳率等。突耳的产生主要由2个因素确定:一是金属材料的性能,二是拉伸模具的设计。突耳出现在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。 基于以上分析,确定拉伸工序选择的拉伸比m=36。55%,坯料直径Dp=140。20±0。0lmm,杯直径Dc=88。95mm。

(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2所示,在拉伸过程中,集中在凹模口内锥形部分的金属是变形区,而传力区则为通过凹模后的筒壁及壳体底部。在变形区,材料处于轴向受拉、切向受压、径向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。 为防止拉伸时筒壁变薄破裂,所以在拉伸是选择分次拉伸,即第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%。

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