第一節(jié) 制罐機產(chǎn)品主要技術、工藝現(xiàn)狀
發(fā)達國家有相當一部分專家學者從事制罐機的 研究 工作,所涉及的領域從包裝內容物一直到罐技術,印鐵技術、檢測、化驗技術,將計算機、自動化控制、電子工程技術等現(xiàn)代新技術很快應用于制罐機 行業(yè) ,并形成了一套理論用于指導 行業(yè) ,有一套完整的教材和培訓體系。而我內地的制罐機企業(yè)各自為戰(zhàn),技術上很難突破,很難實現(xiàn)標準化。
第二節(jié) 制罐機產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特點或流程
制罐機根據(jù)容器的類型分為多種,下面以兩片罐為例說明制罐機產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特點。
兩片罐是為替代有嚴重鉛污染的錫焊三片罐而發(fā)展起來的。兩片罐是采用一定形狀的金屬板片,用沖床通過拉深成型模具,使之經(jīng)拉深、壓延變形,成為罐底罐身為一體的包裝容器。因其整個罐體由兩件組成,故稱之為兩片罐。兩片罐與三片罐相比具有如下優(yōu)點。如罐身無接縫、罐身與罐底無卷邊封接,故密封性好,且節(jié)省了原材料;罐身可進行全面積裝潢印刷;制罐程序簡單,效率高等。但也有不足之處,如對制罐材料的性能要求高,設備投資都較大,制罐技術、設備與模具精度要求也較高等。
1、變薄拉深兩片罐成型加工及設備
最早出現(xiàn)的變薄拉深兩片罐是變薄拉深兩片鋁罐,后來才出現(xiàn)了變薄拉深鍍錫鋼板(馬口鐵)兩片罐。
變薄拉深兩片罐加工工藝流程圖
1-板坯料; 2-沖壓預拉深;3-再拉深; 4、5變薄拉深; 6-再變薄拉深完成成型;7-切罐身高度、齊邊
變薄拉深兩片罐是在沖床上經(jīng)模具內拉拔伸展而成型。所用板坯材料的厚度為0.3~0.4mm,成型后的罐身壁厚為0.1~0.14mm,罐底基本保持原坯厚。這種罐主要用于啤酒及含氣的碳酸類飲料的包裝。
1)變薄拉深兩片罐加工工藝
變薄拉深的工藝流程為:原材料(板材)→涂潤滑油→下料(坯料)→沖拉→多次變薄拉深(1~3次不等)→切邊(切罐口平齊)→清洗→烘干→罐內外表面噴涂→縮頸或翻邊(直罐縮頸可?。?rarr;裝潢印刷。
2)變薄拉深兩片罐的主要成型設備
一套完整的變薄拉深兩片罐生產(chǎn)線由十多臺不同類型的設備組成。主要有薄板輸送機、涂油機、多功能沖壓機、再次涂油機、剪板機、坯料堆碼機、整形沖機、控制裝置及系統(tǒng)、后續(xù)處理設備和附屬設備等。大部分設備與焊接三片罐相同。完成變薄拉深的關鍵設備是沖壓機床和成型加工的配套模具。
能否實現(xiàn)變薄拉深,模具是關鍵,各次成型加工的模具是不同的?,F(xiàn)代制罐機中多采用復合式制罐模具。這種模具設計與制造要求較高,以便承受成型加工的沖擊力和壓應力,并保證加工質量和模具壽命。圖示為沖切-沖壓預拉深-再拉深復合模具的結構,圖右曲線為該模具的沖床滑塊行程曲線。該模具一次沖壓加工能完成沖切、預拉深和再拉深。變薄拉深和成型復合模具,一個行程可完成變薄拉深三次而成型。
沖切-預拉深-再拉深復合模具
1-再拉深凸模; 2-預拉深凸模; 3-沖切模; 4-壓料環(huán); 5-板坯料; 6-預拉深環(huán) 7-預拉深模; 8-再拉深模; 9-再拉深環(huán); 10-模座
2、深沖拉拔兩片罐成型加工設備
深沖拉拔罐又稱沖拉罐。它分淺沖罐和深沖罐兩種,淺沖罐只需沖拉一至二次即可,而深沖罐則需多次再沖拉才能完成加工成型,具體再沖拉次數(shù)決定于所用材料性能與罐身高度。其余前后加工工序與變薄拉深兩片罐相同。
淺沖罐有圓罐、橢圓罐、方形罐及其它異形罐等多種,深沖罐則只有圓形罐。
沖拉罐用材為厚度0.2~0.3mm的鋁板和鍍錫鋼板(馬口鐵)。
1)深沖拉拔兩片罐加工工藝
沖拉兩片罐比變薄拉深兩片罐的加工工藝簡單。圖17-16為沖拉罐加工工藝流程圖,加工過程為:原板料(板材或卷材)→沖切成波形板料→涂敷潤滑劑→圓片坯下料→沖杯→再沖拉(一至多次,依罐尺寸而定)→罐底成型→凸緣切邊→檢驗。
變薄拉深-成型復合模具
1-成品; 2-罐底成型模; 3-變薄拉深環(huán); 4-模具殼體;5-膠管; 6- 再拉深所得杯筒; 7-沖頭模; 8-滑塊
沖拉兩片罐成型后,罐身各處厚度基本上與罐坯材料相同,沖拉罐身的材料(拉長)靠凸緣處的材料流動作補償。故坯料大小與罐沖拉深度、材料性能、沖切模具結構均有較大關系。
沖拉罐制罐工藝流程圖
1-板坯; 2-預拉深杯; 3-第二道拉深杯; 4-第三道拉深杯; 5-整形與壓低成型加工; 6-沖切修整
2)沖拉制罐成型及主要成型設備
沖拉制罐原理如圖所示。直徑為D的制罐壞料置于凹模上,用壓料環(huán)3壓住坯料周邊,直徑為d0的上沖模下沖時,坯料圓周方向產(chǎn)生收縮性塑性變形流動,以補償拉深的周邊縱向變形,并保持厚度不變。壓料環(huán)壓住板坯料周邊、限制板坯料在沖拉中起皺。壓料環(huán)施加壓力Q的大小應適中,太小不能防止起皺;太大會阻礙拉深。模具間隙也應恰當,太大罐身會起皺且罐身壁厚會加大;太小需要沖拉力就大,且易擦傷罐身。
沖拉罐沖拉原理圖
1-下模; 2-板坯料; 3-壓料環(huán)
拉罐常用主要加工設備:關鍵設備是壓力機及其配套模具。常用壓力機為多頭、多段、連續(xù)動作的壓力機;模具多采用多工位組合模具。下圖為沖拉罐成型加工的主要設備配置示意圖。它使用了一臺六工位壓力機,其后并排配置三臺雙動拉深壓力機。每臺雙動拉深壓力機上并排安裝兩排四個連續(xù)工序的模具,它們分別完成第二道拉深、第三道拉深、整形和底部成型及最后的切邊加工。其它配套加工設備與變薄拉深兩片罐相同。
沖拉罐成型加工主要設備配置圖
1-坯料供給裝置; 2-六工位壓力機; 3-雙動拉深壓力機
第三節(jié) 制罐機產(chǎn)品技術發(fā)展階段 分析
制罐機 行業(yè) 發(fā)展較快,但卻不平衡,其中罐頭空罐和鋼桶發(fā)展緩慢,但印鐵制罐發(fā)展較快。
1、印鐵制罐
印鐵制罐 行業(yè) 是個綜合性 行業(yè) ,產(chǎn)品總在不斷發(fā)展,如今,它已是集印鐵、二片罐、三片罐、噴霧罐、各類雜罐、各類瓶蓋、小方桶(2.5升、4升),油漆罐(1升、2升、4升、18升)等于一身。據(jù)不完全統(tǒng)計,該 行業(yè) 近幾年技術引進及改造所用資金4.6億美元以上,但引進項目以三資企業(yè)居多, 行業(yè) 主要慶以提高技術裝備的科技含量,以高檔次,高品質的產(chǎn)品取勝。而印鐵產(chǎn)品因其操作技術難度較大,而投資風險小,市場容量大,適應面寬,有其發(fā)展的優(yōu)勢,但相對投資較大。
2、鋼桶
過去由于盲目發(fā)展,鋼桶市場已供大于求。雖然我國石化工業(yè)有所增長,因目前受到以塑代鋼產(chǎn)品的影響(主要是中、小包裝),所以,對鋼桶的需求增長旺,加工鋼桶的生產(chǎn)設備大部分為國產(chǎn)機,產(chǎn)品質量有待提高。尤其是外觀設計和印制,國外已采取特殊印刷工藝,所印制的鋼桶外觀色澤鮮艷、層次豐富,膜層堅固,不脫落。而我國目前生產(chǎn)的鋼桶大多采取噴漆,即有污染也不能很好地解決商標問題,所以,供求關系暫時發(fā)生很大變化。提高產(chǎn)品的內在和外觀質量是其進一步發(fā)展的基礎。
3、罐頭空罐
我國罐頭廠有規(guī)模的大中型企業(yè)有上百家,其余均鄉(xiāng)鎮(zhèn)或民營企業(yè),魚龍混雜,產(chǎn)品質量大多低劣。在大中型企業(yè)中,約有50%采用引進設備,包括空罐及罐裝生產(chǎn)線,基本是德國克魯伯,卡加安馬公司,意大利西布萊尼公司,瑞士蘇德羅尼克公司的產(chǎn)品。
從目前情況看,制罐機 行業(yè) 仍呈發(fā)展的態(tài)勢。其原因有三:
1)隨著人民生活水平的不斷提高,工作生活節(jié)奏加快,飲食習慣在發(fā)生改變,對方便食品的需求在增加。汽車工業(yè)的發(fā)展也刺激了石化產(chǎn)品的深加工、多樣化、專業(yè)化。上述變化引起了制罐機需求的增長。
2)我國飲料工業(yè)發(fā)展迅速,果汁飲料有廣闊的原材料,開發(fā)應用的潛力很大,而金屬包裝目前還不能完全適應果汁型飲料的包裝需求,果汁包裝大多為紙鋁塑復合包裝。雖然紙名塑復合包裝目前在國內很流行,但前途暗淡,其在環(huán)保和資源回收方面無任何優(yōu)勢,所以用金屬包裝取代已成定局。
3)我國社會主義市場經(jīng)濟發(fā)展,全球一體化,國際市場的開拓,也會對制罐機的發(fā)展起促進作用。由于金屬包裝容器以鍍錫薄鋼板、冷軋薄板、鋁板為基材,產(chǎn)品生命周期長,易保存,便于長途運輸,實用性強,耐用性好,是包裝工業(yè)中經(jīng)久不衰的產(chǎn)品。
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