金屬包裝容器結構設計

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1、Click to edit Master title style,,Click to edit Master text styles,,Second level,,Third level,,Fourth level,,Fifth level,,*,,*,,,,第二章 金屬包裝容器結構設計,,天津商學院包裝工程系,,,,,《,包裝結構設計,》,天津商學院包裝工程系,李連進,馮 梅,第一節(jié),,金屬包裝容器,,第二節(jié),,金屬包裝容器加工成型,,第三節(jié),,三片罐及其衍生罐結構設計,,第四節(jié),,兩片罐結構設計,,第五節(jié),,金屬桶結構設計,,第六節(jié),,鋼桶封閉器結構設計,,第七節(jié),,金屬氣霧罐結構

2、設計,,第八節(jié),,其它金屬包裝容器結構設計,,,1、研究對象：,本章研究的是金屬包裝制品, 是以金屬或金屬合金為主要材料的包裝制品,如金屬罐、金屬軟管、金屬桶以及其他金屬制品等。,2、研究內容：,包括金屬包裝制品的結構設計與計算、加工成型原理、生產(chǎn)制造工藝等。重點內容是金屬罐制品的設計和制造。,3、學習目的：,掌握典型金屬包裝制品的結構特點、用途、加工工藝、成型原理及主要生產(chǎn)設備的基礎知識。,第一節(jié) 金屬包裝容器,,一、金屬包裝容器的類型,,1、按容器材質分類,2、按容器的容積、形狀分類,,,3,、,按包裝商品分類,,,,二、金屬包裝容器的組構特征,,,,,1、身片,,2、頂片,,3、底片,

3、,,,三、金屬包裝容器常用材料,,,1、薄鋼板,1）常用普通碳素薄鋼板：,Q195、Q215、,Q235,,2）常用優(yōu)質碳素薄鋼板：08,F、10F、,15F、08、10、15,,3）鍍錫薄鋼板（馬口鐵）,4）鍍鋅薄鋼板（白鐵皮）,5）鍍鉻薄鋼板,,,2．鋁及鋁合金薄板,,,1）常用的鋁合金：鋁錳合金、鋁,鎂合金、鋁硅合金、鋁鎂硅銅,合金、鋁鐵鎳合金等。,,2）鋁箔,,,,表,2-1,列出了各種沖壓加工形式對材料性能的要求，可供設計時選用材料參考。,,第二節(jié) 金屬包裝容器加工成型,,,,包裝工業(yè)中的金屬容器，幾乎都是薄壁容器，一般應用冷加工工藝。按其加工性質一般分為：,,一、金屬包裝容器的加

4、工方法,,,1、剪切,,剪切主要有剪裁加工及其切口、切邊、切角等局部加工。 主要設備有剪床、板金銑床及自動裁料機等。,,,一、金屬包裝容器的加工方法,,,,2、沖載,,,沖裁是利用沖模使材料分離的一種沖壓工藝，主要有落料、沖孔、切口、剖切和修邊等加工方式，但是，一般指落料和沖孔。,第三章　　成型工藝基礎,,沖裁加工過程,,①彈性變形,②塑性變形,③斷裂分離,,,,第三章　　成型工藝基礎,,①,彈性變形。沖裁開始，凸模對材料加壓，由于玩具作用，材料不僅產(chǎn)生彈性壓縮，而且還有拉彎，并稍許把材料壓進凹模腔口。此階段內的應力狀態(tài)未達到塑性條件，處于彈性變形階段。,②,塑性變形。凸模繼續(xù)對材料加壓，當材

5、料的應力狀態(tài)滿足塑性條件時，產(chǎn)生塑性變形，同時，還伴有材料的彎曲和拉伸。隨著變形的增加，模具刃口附近產(chǎn)生應力集中，直到應力值達到最大值并出現(xiàn)微裂紋。,③ 斷裂分離。凸模連續(xù)壓入，易形成的上、下微裂紋逐漸擴大并向材料內部延伸，當兩條裂紋重合或相交時，材料便剪斷分離。,,第三章　　成型工藝基礎,,所需的沖裁力的計算,,式中：,F：,沖裁力，,N,；,L：,制件沖裁的周邊長度，,mm,；,t：,板材厚度，,mm,；,：,金屬板材的極限強度，,N/mm,2,。,,,3、彎曲,,,,1）彎曲是使工件在某一平面內形成弧度,和夾角的加工方法。,2）加工設備主要用沖壓機，通過凸模和,凹模使材料強制變形而實現(xiàn)

6、的,。,,,,3）彎曲變形過程的特點,①變形區(qū)主要處在彎曲件的圓角部分，,而在遠離圓角區(qū)的兩段則不發(fā)生變,形。,②在彎曲變形區(qū)內，其外區(qū)的切向金屬,受拉伸長，其內區(qū)的切向金屬受壓縮,短。在這兩個變形區(qū)內，有一層金屬,層長度不變，即應變中性層。,,最小彎曲半徑：,,1,）應變中性層的位置,,,2,）最小彎曲半徑的確定,彎曲半徑,r,越小，外層產(chǎn)生的拉應力越大，當彎曲半徑,r,小到一定限度時，材料外層因受拉應力過大而出現(xiàn)裂紋。通常把外層不發(fā)生裂紋的最小彎曲半徑數(shù)據(jù)值，稱為材料的最小彎曲半徑。有時用最小相對彎曲半徑,rmin/t,來表示，其中,rmin,為材料的,,最小彎曲半徑,(mm),，,t,為

7、被彎曲板材的厚度,(mm),。,,,彎曲回彈現(xiàn)象,,1,）回彈的定義,,2,）回彈的危害,,3,）減小回彈的措施,,,回彈的定義：,,彎曲變形結束后,不受外力作用時，總是,伴有彈性變形，使彎曲,件的彎曲中心角與彎曲,半徑變得同模具的尺寸,不一致，這種現(xiàn)象稱為,回彈。,,金屬制件在壓力作用下彎曲時，產(chǎn)生彈性和塑性變形，當壓力去除時，材料就會產(chǎn)生彈性恢復，也叫彈性回跳。,彈性回跳的存在，影響彎曲加工的質量和精度，,因此，需要采取必要的措施，盡量消除彈性回跳造成的不良后果。,影響回彈量的因素有：,材料的機械性能、彎曲變形程度、彎曲中心角、彎曲方式、工件形狀及模具結構。,,,,減小回彈的措施：,塑性變

8、形總是伴隨有彈性變形，所以，要完全消除彎曲件的回彈是極其困難的。但在生產(chǎn)實際中，可以采取某些措施來減少或補償由于回彈所產(chǎn)生的誤差,。,,,,①,工件結構的設計。在彎曲工件的彎曲區(qū)，,可預先設計加強筋，以增加彎曲區(qū)的剛,度，提高塑性變形的程度，促使回彈減,小。,②,工件材料的選擇。根據(jù)前述影響回彈因,素的分析可知，為減小回彈，應采用彈,性模數(shù)大、屈服極限小和機械性能比較,穩(wěn)定的材料。,③,模具結構的設計。,,,彎曲件的工藝性：,,1,）彎曲件的彎曲半徑,,2,）彎曲件的形狀,,3,）彎曲件孔邊距離,,4,）彎曲件直邊高度,,5,）設計工藝,,,,彎曲件的工藝性：,彎曲件的工藝性是指彎曲工件的形狀

9、、尺寸、精度要求，材料選用及技術要求等是否合乎彎曲加工的工藝要求。良好的工藝性將能達到節(jié)省原材料、簡化工藝加工過程及模具結構，提高工件質量、減少廢品率的目的。,,,,① 彎曲件的彎曲半徑。彎曲件的彎曲半徑不得小于材料的許可最小彎曲半徑，否則會產(chǎn)生拉裂。,② 彎曲件的形狀。為保證彎曲件的彎曲精度，彎曲時應防止工件在模具內滑動，因此，彎曲零件應設計成形狀對稱或彎曲半徑左右一致，以求力學平衡。,,,,,③ 彎曲件孔邊距。根據(jù)工序要求，往往,要彎曲預先已沖好孔的毛坯件，如果,孔的位置處于彎曲變形區(qū)內，則孔要,發(fā)生變形。為防止這種情況發(fā)生，必,須使孔處在變形區(qū)之外。在設計零件,時，根據(jù)零件厚度確定孔邊至

10、彎曲半,徑,r,的中心的距離 （,a）：,當,t＜2mm,,時，取,L≥t；,當,t≥2mm,時，取,L≥2t。,,,,如果孔邊至彎曲半徑,r,中心的距離過小，可在彎曲線上沖工藝孔（,b）,或切槽（,c）,以防止孔在彎曲時變形。如果這些零件上孔的精度要求很高時，則最好在安排工藝順序時，在彎曲工藝后進行沖孔或鉆孔。,,,,,④ 彎曲件直邊高度。如果要保證彎曲件的直邊很平直，則其直邊高度不應小于 2,t，,最好3,t,以上。,⑤ 設計工藝孔、槽。在零件的一個局部彎曲某一段邊緣時，為防止角部彎裂，可預先在邊緣處切槽，槽深應大于彎曲半徑；或在彎曲前預先沖出工藝孔；也可以將彎曲線移動一段距離一邊離開尺寸

11、突變處。,,4,、拉伸,拉伸是利用金屬材料的延展性，使用拉伸模具，把一定形狀的板材毛坯或半成品拉入凹模內，形成開口空心件的加工成型方法。,按加工工藝分為不變薄拉伸和變薄,拉伸兩種。,,,拉深變形過程：,,1,）凹?？谕咕壊糠?,2,）凹模圓角部分,,3,）筒壁部分,,4,）凸模圓角部分,,5,）筒底部分,圖,3-10,拉伸毛坯的應力應變狀態(tài),1,）,不變薄拉伸與拉伸因數(shù),,,坯件拉伸前后的面積相等，制件的拉伸次數(shù)由拉伸因數(shù)確定，具體計算如下：,式中：,m：,拉伸因數(shù)；,d,n-1,：,多次拉伸后的坯件直徑，,mm,；,d,n,：,拉伸前的坯料或坯件直徑，,mm,。,,,,拉伸因數(shù),m,反映了拉

12、伸前后的塑件變形程度，且,0,＜,m,＜,1,。拉伸因數(shù),m,越小，說明拉伸前后的工件直徑差別越大，也即該道工序的變形程度越大。,拉伸因數(shù),m,有最小值，即極限拉仲因數(shù)。如果實際拉伸因數(shù)小于極限值，會出現(xiàn)側壁斷裂，這時需要冉次拉伸才能完成批伸件的最后成型。,,2）變薄拉伸,,在,變薄拉伸中，常出現(xiàn)的問題有,起皺和拉裂，為此，給出圓筒形工件,的極限拉伸因數(shù)，供設計參考。,,,,5,、翻邊、翻孔,,,利用模具或旋壓工,具，將制件上外邊緣材,料，或孔口邊緣材料，,彎曲成豎直凸緣的加工,方法。,,,,翻孔或翻邊時，沿孔的徑向、切向發(fā)生拉伸，凸緣口部的切向拉伸最大，根部徑向拉伸最大，凸緣口部材料變薄。,

13、翻孔的變形程度，用翻孔因數(shù),k,表示：,,,式中：,d：,翻孔前的基孔直徑，,mm,；,d,1,：,翻孔后的凸緣孔直徑，,mm,。,,k,越小，變形越大，孔緣材料變薄越明顯。,,翻邊或翻孔不應出現(xiàn)皺折和裂口。,,,6、滾壓,用壓筋機在金屬包裝容器罐身或桶身,上形成環(huán)筋或波紋的加工方法。,7、脹型,用撐脹和合攏的環(huán)形脹塊在罐身或桶,身內部形成環(huán)筋或波紋。,,,,8、卷封,卷封是把罐身、桶身口緣的翻邊部,分與底或蓋的外緣翻邊部分緊密地卷在,一起，形成封閉結構。,9、焊接,焊接分錫焊、電阻焊和激光焊等幾,種方法。,,二、典型金屬包裝容器加工的工藝過程,,例，三片密封罐加工的工藝過程,1,）罐蓋（罐底

14、）,,板料分切→涂油→沖裁成型→圓邊→注膠→烘干,2,）罐身,,板材下料→印刷→裁罐身→成圓→搭接焊接→補涂→烘干（滾筋）→翻邊→封底（罐底、二重卷邊）→檢驗→（進入內裝物生產(chǎn)線充填）→封蓋（二重卷封）,,,第三節(jié) 三片罐及其衍生罐結構設計,,三片罐是由罐蓋、罐底與罐身構成的金屬罐。使用的金屬板材有鍍錫薄鋼板、鍍鉻薄鋼板、優(yōu)質碳素薄鋼板等，板材料厚一般在,0.15-0.5mm,之間。,,,一、罐身結構及規(guī)格尺寸,,1、罐身截面形狀,圓罐、扁圓罐、橢圓罐、方罐、三角罐、,梯形罐。,2、罐身結構主要尺寸,,1）直圓罐罐身,2）縮頸罐罐身,3）,T,型罐罐身,,4）滑蓋罐罐身,,,,直圓罐和縮頸罐

15、的罐身結構,,,T,型罐罐身,,,,5,）罐身主要尺寸,罐內徑、罐內高或罐外高,國家標準,GB10785,—,1989,規(guī)定了,通用圓罐規(guī)格,尺寸。,,,,國家標準,GB/T15170-1994,規(guī)定的工業(yè)用薄鋼板圓罐，,共分6類兩種形式，其結構形式見右圖所示。,,,,國家標準,GB/T15170-1994,規(guī)定的工業(yè)用薄鋼板圓罐的規(guī)格尺寸見下表所示。,,,,標準,GB/T17590—1998,規(guī)定的易開蓋三片罐，分縮頸和直圓兩種罐型，其罐體結構如圖所示。,標示代號：易開蓋規(guī)格代號/罐身標稱直徑規(guī)格代號/罐底規(guī)格代號×罐高規(guī)格代號。,,,,3,、罐身的縱接縫,,,1,）縱接縫的結構形式,,（,

16、1,）鎖邊結構,,（,2,）熔焊結構,,（,3,）粘接結構,2,）縱接縫的位置,,,,4、罐身加工,,1）罐身切角、切缺、切縫,① 切角、切縫的基本尺寸,② 為使罐身上、下端與罐蓋（底）卷縫緊密而切角減??；,③ 為使搭鉤接縫較平整緊密可在切角的一側切出若干缺口；,④ 切縫比切角約寬0.5,mm，,這樣有縫隙，為了加熱時排氣，以利于焊接質量；,,⑤ 為防止加罐底時搭鉤的二折邊產(chǎn)生縱向錯動而出現(xiàn)對不齊的突角，將切縫、切角的外端再切出一小角，切縫僅留1～1.5,mm,寬；,⑥ 切角、切縫過長，懸臂長，彈性大，罐蓋（底）壓緊性差；過短，不能滿足加蓋（底）的卷封要求；,⑦ 切角、切縫過寬，外觀差；過窄，

17、搭鉤量過小，搭鉤強度低。,,,2）涂內表面（搭鉤處不涂涂料）,① 內壁涂料的必要性,,A、,保護內裝物,,B、,延長金屬罐存期、衛(wèi)生,高酸性內裝物易使罐壁穿孔，有些水果可以溶出錫離子，肉、水產(chǎn)品中所含硫蛋白易使馬口鐵產(chǎn)生硫化斑（黑色），硫化鐵脫落污染內裝物。,,,② 內壁涂料的基本要求,,A.,無毒、無味、無氣泡，殺菌加熱時不脫落（對金屬表面有良好的附著性）、不軟化、不變色；,,B.,涂膜應有必要的硬度、耐沖擊性，進行機加工時（如沖壓、彎曲翻邊、卷封等）不會現(xiàn)劃傷痕跡；,,C.,有良好的化學穩(wěn)定性。,,,,③ 內壁涂料的品種,基本成分：,EP（,環(huán)氧樹脂）、丙烯酸、乙烯、聚丁二烯等，加入少量硬

18、化劑（酚醛、脲醛）,,,3）卷筒,用型軸進行加工。,4）折邊與搭鉤,經(jīng)過切角和切缺的罐身板，用折邊機,將兩端各自向相反的方向彎折成鉤狀，以,便互相搭鉤。成鉤即便于罐身的鎖接，同,時又可避免焊錫過多地滲入罐內。,,,,,5）壓平接縫,,壓平是使罐身兩端的成鉤部分互相鉤合后通,過特定的模具，利用機械壓力將鉤壓平，形成罐,身接縫。接縫凸出部在罐體內部，罐外只留一道,縫鉤。,6）縱縫預熱（便于粘錫）,7）焊接縱縫,,① 焊藥清除焊接處的油污與氧化物；,② 用錫鉛焊料熱熔浸粘，還起到密封作用。,,,8）后熱（消除內應力）,9）外壁裝飾,10）罐身兩端翻邊,,,,5,、口緣翻邊,,為與罐蓋、罐底或環(huán)圈密封

19、。罐身口緣翻邊結構如右圖所示，尺寸所下：,,,B,：,翻邊寬度，,,B,＝（,2.5,～,3.4,）±,0.2 mm,R,：,翻邊圓弧半徑，,,R=2.0,～,2.5 mm,α：,翻邊角度，,,α,＝,95,～,97.5,°（,撞擊式）；,α,＝,90,°（,旋壓式）,β：,罐身角度，,β＝,4,°。,,,,6,、加強筋,在罐身上形成環(huán)形的凸凹結構（加強筋），能提高罐身的剛性。加強筋的結構如下圖所示。,,,,,乙種環(huán)筋,甲種環(huán)筋,,,二、罐蓋、罐底及環(huán)圈的結構尺寸,,1,、罐蓋的結構尺寸,,1,）切開式,,,,,,2,）側面卷開式：是在罐身上部預先刻出易開的痕線并帶有舌狀小片，當要打開金屬罐時

20、，需用開罐鑰匙卷開，其結構如圖,2-22,所示。,3,）拉開式：拉開式罐蓋是易開罐蓋，,按結構分為拉環(huán)式、留片式和全開式三種,（見圖,2-23,）。,,,4,）滑蓋式,,,,,,,5,）緊耳蓋、封閉箍蓋,一般用于,T,型,金屬罐的密封的結構。,,,,,,2,、環(huán)圈與杠桿,開啟蓋的結,構尺寸,,,,,,,,3,、罐底結構尺寸,,,,,,4、膨脹圈,在罐底（或罐蓋）上經(jīng)沖壓形成的凹凸狀環(huán)形結構，一般由一或二道環(huán)凸筋和若干級,30,°環(huán)斜面構成，見圖,2-27,。,,,膨脹圈作用：,①,,提高罐底（罐蓋）的力學強度和剛性：罐頭制品在加熱冷卻過程中，罐身與內裝物因熱脹冷縮而導致罐身永久變形，設計膨脹圈

21、結構可避免罐身的永久變形，使冷卻后罐蓋（底）恢復原始狀態(tài)；,②,,保證密封性：保護卷邊密封結構不因溫度變化而遭到破壞，保證該部位密封良好；,③,,便于識別變質產(chǎn)品：罐頭食品腐敗變質時，罐內即便產(chǎn)生少量氣體，壓力稍有變化，極易在外形上表現(xiàn)出來，便于剔選。,,三、二重卷邊,,1、,二重卷邊的形式,二重卷邊是罐身與蓋片或底片的組合，以五層板材咬合卷接在一起的卷封結構。一般有平卷和圓卷兩種。,,,,,三、二重卷邊,,,2,、結構參數(shù),二重卷邊的,結構尺寸，如,右圖所示。,,,式中：,tc：,罐蓋（底）板材厚度，,mm；,t,b,：,罐身板材厚度，,mm；,：,層間間隙之和，一般取0.15～0.25,m

22、m。,,,,,1,）,卷邊厚度,T,：,從卷邊外部測得的垂直于卷邊疊層的最大尺寸。,,,2,）,卷邊寬底,W,：,從卷邊外部測得的平行于卷邊疊層的最大尺,寸。,,,式中：,tc,：,罐蓋（底）板材厚度，,mm,；,H,B,：,身鉤長度，,mm,；,L,C,：,身鉤空隙，,mm。,,,,,,式中：,W,：,卷邊寬底，,mm,；,α,：,修正系數(shù)，,mm,，,由卷封機構上壓,頭厚度決定。,,,,3,）,埋頭度,C,：,從二重卷邊的頂部至靠近卷邊內壁蓋肩,面的距離。,,,,4）,疊接長度,Lo,與疊接率,Lo％,：,疊接長度是二重卷邊結構內部經(jīng)剖切測得的身鉤與蓋鉤互相疊接的長度；疊接率是疊接長度與疊

23、接長度加兩頭空隙長度之比。,,,,,,,,,,,式中：,H,B,：,身鉤長度，,mm,；,H,C,：,蓋鉤長度，,mm,；,tc,：,罐蓋（底）板材厚度，,mm,；,t,b,：,罐身板材厚度，,mm；,W：,卷邊寬底，,mm。,疊接長度,Lo,和疊接率,Lo,％,是評價卷邊質量的重要參數(shù)，一般要求鋁合金罐蓋（底）的,Lo,﹥,0.76mm,，,鍍錫薄鋼板罐蓋的,Lo,≥,1mm,，,疊接率,Lo,％,不小于,50,％。,,3,、二重卷邊的質量,疊接長度,Lo,是評價卷邊質量的重要參數(shù)。,鋁合金罐的疊接長度,﹥0.76mm；,鍍錫薄鋼板罐疊接長度,﹥1mm；,疊接率,＞,不小50％。,,,要求金

24、屬密封罐的二重卷邊、不得有快口、假卷、大塌邊、卷邊不完全、卷邊牙齒、鐵舌、跳封、卷邊破碎、銳邊、垂唇和雙線等缺陷；,按標準在加壓試驗或減壓試驗時不泄漏。,氣密試驗和跌落試驗應符合標準的有關規(guī)定。,,,,,,,,,左圖為常見的二重卷邊缺陷形式。,,,假卷,,大塌邊,,銳邊及快口,,卷邊不完全,跳封,接縫處卷邊,,卷邊“牙齒”,鐵舌,垂唇,,,卷邊碎裂,罐身接縫蓋鉤完整率,,圓形三片罐結構示意,印鐵 切板 切角、切缺,卷邊 端折 成圓,壓平,(,踏平,),翻邊,封底,卷接罐的生產(chǎn)工藝流程,滾凸筋,,,,四、金屬罐坯件下料尺寸計算,1、罐身坯件

25、 1）圓罐,,,,式中：,L,：,罐身坯件長度，,mm,；,B,：,罐身坯件寬度，,mm,；,t,b,：,罐身板材厚度，,mm,；,d,：,罐身內徑，,mm,；,l,s,：,罐身縱接縫搭接寬度，,mm,；,l,b,：,罐身口緣翻邊用料寬度，,mm,；,h,：,罐外高，,mm,。,,,2）方罐下料尺寸計算,,式中：,L,：,罐身坯件長度，,mm,；,B,：,罐身坯件寬度，,mm,；,t,b,：,罐身板材厚度，,mm,；,h,：,罐外高，,mm,。,l,s,：,罐身縱接縫搭接寬度，,mm,；，,l,b,：,罐身口緣翻邊用料寬度，,mm,；,l,：,,方罐罐內長，,mm,；,b,：,方罐罐內寬，

26、,mm,；,r,：,方罐四角圓弧內半徑，,mm,。,,,,,3）偏圓罐下料尺寸計算,,式中：,L,：,罐身坯件長度，,mm,；,B,：,罐身坯件寬度，,mm,；,t,b,：,罐身板材厚度，,mm,；,h,：,罐外高，,mm,。,l,s,：,罐身縱接縫搭接寬度，,mm,；，,l,b,：,罐身口緣翻邊用料寬度，,mm,；,l,：,偏圓罐罐內長，,mm,；,R,：,偏圓罐兩端圓內半徑，,mm,。,,,,4）梯形罐下料尺寸計算,梯形罐的上下底各為大小不同的圓角矩形，縱截面近似為梯形的金屬罐，其坯件需正四棱錐展開放樣計算。,,,2,、罐蓋、罐底及環(huán)圈,,罐蓋和罐底及環(huán)圈等構件，屬落料加淺拉伸成型加工，依

27、據(jù)面積不變原則，進行面積計算。,,對于膨脹圈的圓罐罐蓋（底），用如下公式計算尺寸：,,式中：,D,：,罐內徑，,mm,；,K,：,修正系數(shù)，對不同罐內徑取值見教材表,2-17,。,,,,,五、三片罐及其衍生罐的技術要求,,,1、外觀質量,2、焊縫質量,3、卷邊質量,4、性能要求,5、材料要求,6、衛(wèi)生要求,,,(a),罐身方向與軋制方向關系,(b)A,處的放大圖,(c),罐身板與軋制方向,,成圓示意圖,(a) Z,形桿入口截面,(b) z,形桿出口截面,z,形桿引導罐體形成搭接示意,第四節(jié),,兩片罐結構設計,一、兩片罐的類型,,按生產(chǎn)工藝分為：,不變薄拉伸罐：淺拉伸罐或淺沖罐,變薄拉伸罐：

28、深拉伸罐或深沖灌,二、兩片罐的特點,1,、罐身無接縫；,2,、外壁光滑無縫，印刷效果好；,3,、兩片罐質量輕；,4,、成型工藝簡單、生產(chǎn)率高。,,,三、兩片罐結構與規(guī)格尺寸,,,1,、罐身：,罐身由側壁、罐底和口緣三部分構成。,,,1,）截面形狀與壁厚,,淺拉罐多為圓形、橢圓形、方形、偏圓形的罐身；,深沖罐和變簿拉伸罐多采用圓形截面。,兩片罐的承壓強度按圓筒形壓力容器進行。,,式中：,p,：,罐的內壓力，,MPa,；,D,：,罐內徑，,cm,；,t,：,罐身壁厚，,cm,。,,,2,）口緣、罐底,,罐口緣部分的結構有直筒翻邊、縮徑翻邊、雙縮徑翻邊和三縮徑樣翻邊等幾種形式。,3,）罐身的規(guī)格尺寸

29、,,一般原則是選用批量生產(chǎn)的標準容器。,,2,、罐蓋,,1,）按罐身的截面形狀決定罐蓋的外形；,2,）開啟方式多為切開式和拉開式罐蓋結構；,3,）與罐體組封的方式多為二重卷邊；,4,）蓋面應有埋頭結構。,,四、兩片罐坯料尺寸計算,,由面積或體積不變的原則，利用成型后構件推算出成型前坯件的面積和尺寸。,,二片罐的結構,,罐身上緣,,,,,罐身,,,,,罐身下緣,(a),二片罐結構,(b),二片罐受力,二片罐罐身的制造工藝,,淺拉伸罐,(,淺沖罐,),罐身制造工藝,,拉伸原理示意圖（一次成型）,再次拉伸原理示意,變薄拉伸原理,,,深拉伸罐,(,深沖罐,),罐身制造工藝,,,變薄拉伸罐身的生產(chǎn)流程,

30、五、兩片罐的技術要求,,1,、罐體涂層良好，不得有脫落、變色、劃傷和起,泡等缺陷，符合衛(wèi)生標準；,2,、罐體、罐蓋符合標準或設計的規(guī)格尺寸，不應,有折曲、凹痕、變形；,3,、卷邊不應有假卷、跳封、鐵舌、垂卷和卷邊不,完全等質量問題，均勻光潔；,4,、成品密封性好、無泄漏，耐壓強度、軸向承壓,力等性能指標符合要求。,,第五節(jié),,金屬桶結構設計,一、方桶,,截面為正方形或長方形，四角圓弧過渡的桶形金屬容器，容量一般在,18,L,以下。,,1,、方桶的結構類型,,1,）正方形桶,,2,）長方形桶,,,,,2,、方桶的主要構件,,主要構件是桶身、桶頂與,桶底，并通過二重卷邊組構,成型。,,1,）桶身：

31、由長方形板材坯料,彎曲成型，四角以圓弧過,渡，桶身縱接縫多采用焊,接。,2,）桶蓋（或底）：結構,及主要尺寸如下圖所示。,,,3,、方桶的規(guī)格尺寸,,方桶的規(guī)格尺寸參見國家標準規(guī)定，具體件教材的表,2-21,，長方形桶的規(guī)格尺寸見表,2-22,。,4,、方桶用封閉器,,封閉器的設計參見國家標準,GBl3251-1991,的,規(guī)定。,右圖所示為一方桶常用的非標準塑料封閉器。當需開啟時，首先通過螺旋蓋的拉環(huán)把傾倒口拉出，擰開螺旋蓋即可把內裝物倒出。,,,,二、鋼提桶,,,帶有提手的容量在,17,～,24,L,的金屬包裝容器,。,1,、鋼提桶的類型,T,型鋼提桶：,1,類，全開口緊耳蓋鋼提桶,2,類

32、，全開口封閉箍鋼提桶,3,類，閉口（封閉器）鋼提桶,S,型鋼提桶：,1,類，,全開口緊耳蓋鋼提桶,2,類，全開口封閉箍鋼提桶,3,類，閉口（封閉器）縮頸鋼提桶,,4,類，閉口（封閉器）直筒鋼提桶,2,、鋼提桶的主要構件,包括桶身、桶蓋和桶底。,,,2,、鋼提桶的結構,和規(guī)格尺寸,,,1,）,T,型桶,,,2,、鋼提桶的結構,和規(guī)格尺寸,,2,）,S,型桶,,,,3,、鋼提桶的主要構件,,⑴,桶身,,⑵ 桶蓋、桶底和桶頂,,①,緊耳蓋,其蓋裙沿周向共有,18,個（或,16,個）凸耳，蓋槽溝內注膠，緊緊卡在桶口圓管下面，形成封閉結構。,,,,②,封閉箍桶蓋,三、鋼桶,容量在20～200,L,范圍內

33、的用薄鋼板制成的桶狀金屬容器。,,1,、鋼桶的結構類型,閉口鋼桶：,,小開口鋼桶,,中開口鋼桶,全開口鋼桶：,直開口鋼桶,開口縮頸鋼桶,,,,,⑴ 閉口鋼桶,,直徑,≤70mm,為小開口鋼桶；,,直徑＞,70mm,為中開口鋼桶。,,⑵ 全開口鋼桶,,指桶口為敞開,式，有封閉箍、夾,扣或其他裝置將桶,蓋固定在桶身上的,鋼筒。,,2,、鋼桶的結構、規(guī)格尺寸,3,、鋼桶板材厚度的確定,①,周轉使用的鋼桶，為提高其耐用性，選用,相對較厚的金屬板材，而一次性使用的鋼,桶，板材厚度選的薄一些；,② 內裝物密度大，或是內裝物為危險品時，,板材應相對厚一些；,③ 容量大的金屬鋼桶，板材應相對厚一些。,鋼桶板材

34、厚度，可參照表,2-28,確定。,,,,,4,、鋼桶的構件,⑴,桶身,,⑵ 桶蓋（底）和桶頂,,,密封填料,二重平卷邊,二重圓卷邊 三重圓卷邊,I,卷邊形式,Ⅳ剖視,V,剖視,全開口鋼桶,(,c),桶蓋,(,a),小開口鋼桶 (,b),中開口鋼桶,二重平卷邊 二重圓卷邊 三重圓卷邊,I,卷邊形式,閉口鋼桶,,,2,、鋼桶的結構、規(guī)格尺寸,鋼桶的結構和尺寸規(guī)格及容量按標準選用，可參見教材。,3,、鋼桶板材厚度的確定,,1,）周轉使用的次數(shù)；,2,）內裝物密度及危險品程度；,3,）金屬鋼桶的容量。,4,、鋼桶的構件,鋼桶由桶身、桶蓋（底）和桶頂構成。,5,、鋼桶的卷封結構,

35、鋼桶的卷封結構可分為二重平卷邊、二重圓卷邊或三重圓卷邊。,,,5,、鋼桶的卷封結構,三重卷邊的特點：①有較好的密封性；②有較強的抗沖擊強度；③有較高的工藝要求。,,,,6,、鋼桶的技術要求,,1,）性能要求,鋼桶氣密度,鋼桶跌落高度,,堆碼高度,,,,式中：,F,：,鋼桶堆碼負荷，,N,；,H,：,堆碼高度，,m,；,h,：,單個鋼桶高度，,m,；,W,：,單個鋼捅盛裝物品后的質量，,kg,；,k,：,劣變系數(shù)。,,,,2,）質量要求,鋼桶內外表面保護層，涂膜平整光滑，色澤均勻，涂膜附著力不低于標準規(guī)定的,2,級；,鋅層厚度不小于,0.01,mm,。,外觀圓整無毛刺和機械損傷，桶內潔凈、無銹、

36、無渣和其它雜質。,卷邊無鐵舌等缺陷，焊縫平整、光滑、均勻，補焊不多于兩處。,封閉器裝配后密封良好，保證互換性，小開門鋼桶封閉器高度要低于卷邊口沿。,,,第六節(jié) 鋼桶封閉器結構設計,鋼桶封閉器共有四類八種形式：,,一、螺旋式封閉器,,1、旋蓋型封閉器,,2,、旋塞型封閉器,,,,⑴ 螺圈,,⑵ 密封墊圈,,⑶ 桶塞（旋塞）,,是螺紋封口構件，與螺紋嚙合不得少于,3,個整扣，,保證嚙合良好，并通過旋合壓力壓縮密封圈密封。,,,二、撳壓式封閉器,,1,、撳蓋型封閉器,,,,2,、壓塞型封閉器,,,,,3、壓蓋型封閉器,,,三、頂壓式封閉器,,,,,,,,,,,,四、封閉箍,1,、螺桿型封閉箍,,,

37、2、杠桿型封閉箍,,,,,鋼制金屬包裝容器的使用及維護,①在運輸和裝卸過程中，應尺量避免撞、摔下和滾動；,②鋼桶不宜露天堆放，堆碼時底層應置墊層，室外應加蓋氈布，以防日曬、雨淋和水泡；,③包裝過易燃、易爆或某些有毒物品的鋼桶發(fā)生破漏，不得補焊以免引發(fā)危險事故；,④回收復用的鋼桶應進行檢修和補涂，以免銹蝕。,鋼制金屬包裝容器的檢驗,①結構尺寸及外觀質量,②氣密試驗,③液壓試驗,④跌落試驗,⑤堆碼試驗,⑥提梁、提環(huán)強度試驗,⑦漆膜附著力測定,第七節(jié),,金屬氣霧罐結構設計,,一、氣霧罐工作原理,,1.,金屬氣霧罐的特性,(1),使用的方便性,(2),良好的密封性,,(3),內裝產(chǎn)品形態(tài)不受限制,,(

38、4),噴霧包裝的安全性,噴霧罐的工作原理,,2.霧化劑：,碳氟化合物,不能噴向火源或熱處，最低限度受熱要產(chǎn)生氯化氫、氟化氫、磷酸。,,碳氫化合物,在室溫下，在罐中是液體，比重比水輕，,如果噴罐結構不當，使用時需搖動，以免噴出過多的霧化劑。有異味，可濾去。易燃。,,,3.壓縮空氣：,罐內壓力不恒定，適合噴固體流的商品。,4.噴霧包裝,1) 基本型,2) 隔離型,3) 柱塞型,4) 正倒兩用型,5) 定量閥,二、氣霧劑閥門,,,l,、,氣霧劑閥門的類型,按內裝物噴出量的控制功能分：,非定量型閥門,定量型閥門,,,,2,、氣霧劑閥門的結構和工作原理,,,,1) 基本型,①,氣、液兩相式,,霧化劑比重

39、比水,輕，用時要用手搖使,其混合，不然霧化劑,噴出太多，也可加蒸,汽開關，膨脹室應大,一些。,,② 三相式,,氣、液、液三相式：,,當液態(tài)霧化劑和液態(tài)物料（商品）互不相溶時罐內的液體明顯地分為兩層，同時液面上還有呈氣相存在的霧化劑。,,固、液、液三相式：,,罐內有固相、液相的商品及液相與氣相的霧化劑。其中物料是以懸浮方式和溶劑、霧化劑混合的。,,例：油漆、殺蟲劑包裝。,,噴霧氣標準閥門的結構,,,2) 隔離型,當霧化劑與商品長期混合要產(chǎn)生變化時用隔離型。,,,,3) 柱塞型,例：農(nóng)藥噴霧器,,,4) 正倒兩用型,,,5) 定量閥,,三、氣霧罐的類型,,按材質分：,鍍錫薄鋼板,鋁合金,玻璃,塑料

40、,,,四、氣霧罐罐體,1,、罐身、罐底結構,,Z,型罐一般用鍍錫薄鋼板制造；,,Y,型罐罐身和罐底一般由—片鋁合金板材經(jīng)多次拉伸成型，罐身口緣翻邊成縮頸翻邊，與罐肩用二重卷邊組裝。也稱二片氣霧罐,。,為了提高耐壓強度，氣霧罐的罐底一般都設計加工成凹球面型結構。,,2,、氣霧罐罐口結構,,,,3,、閥門與氣霧罐的裝配結構,,,,4. 閥門罩,五、氣霧罐的技術要求,,在常溫使用條件下，對氣霧罐的技術要求如下：,1,、氣密性要求,2,、耐壓強度要求,3,、,閥門引液管的拉脫力,4,、,內外涂層要求,,噴霧氣閥門的主要結構,凸型閥門,凹型閥門,,特殊,噴霧氣閥門,計量閥門,壓縮氣體用計量閥門,閥門制造

41、的注意事項：,1）閥門的,U,形蓋和閥體之間要配合緊,密、牢固，并通過橡膠閥座保持氣,密性；,2）閥門和噴霧罐容器是通過,U,形件的,邊緣和罐口卷邊的咬合進行連接的；,3）組裝閥門中要注意保護構件上的內,涂保護膜。,金屬噴霧罐的質量檢測,（1）泄漏檢驗；,（2）變形堿度力和爆破壓力試驗；,（3）氣霧閥變形壓力試驗；,（4）氣霧閥泄漏試驗；,（5）鋁罐內涂層電導測定；,（6）外觀檢查；,（7）規(guī)格尺寸檢查；,（8）國標,GB,13042—91 中規(guī)定，對噴霧罐要檢測漆膜附著力（按,GB　1720,執(zhí)行），漆膜沖擊強度（按,GB 1732,執(zhí)行）和漆膜光澤度(按,ZBA 82001,執(zhí)行)。,,可

42、燃性試驗,,噴霧罐的包裝、運輸和儲存,噴霧罐要采用瓦楞紙箱包裝，產(chǎn)品采用豎直排列、產(chǎn)品之間要十字紙板隔開，用塑料打包帶捆扎；,包裝箱上應印有產(chǎn)品名稱、規(guī)格、數(shù)量、包裝箱的外部尺寸、毛重、生產(chǎn)廠家、出廠日期；,噴霧罐要儲存在通風、干燥、清潔之處、不能重壓；,噴霧罐頭在運輸、使用過程中，要輕拿輕放，嚴禁拋擲，以防碰撞，還要避免雨淋、曝曬及污染。,,噴霧罐設計要點,1、,選擇噴霧罐容器和噴霧機構必須考慮內裝物料的種類及霧化形狀；,2、內裝物配方的類型將決定其充填的方法；,3、噴出物的霧化形狀主要取決于閥門與按鈕開關的組合；,4、噴霧罐設計應充分考慮需求、內裝物的性質，確保噴霧的質量和性能；,1）噴霧

43、罐的結構設計要保證容器具有一定的耐壓性能；,2）金屬噴霧罐應注意裝潢和造型設計，以適應消費者心理。,第八節(jié),,其它金屬包裝容器結構設計,一、金屬軟管,,1,、金屬軟管的特點及其材料,,1）特點,對內裝物具有良好的保護性能；,經(jīng)裝潢印刷后具有美麗的外觀；,采用撓性金屬、通過擠壓成型；,軟管內壁涂布通過選用不同的涂料；,金屬軟包裝質量輕、攜帶容易、使用方便、擠出內裝物后無“回叫”現(xiàn)象，使管內物品不易污染。,,,1,、金屬軟管的特點及其材料,,2）材料,常用材料有錫、鉛、錫鉛合金和鋁等。,,2,．金屬軟管的結構,,主要由管身、管肩、管嘴、管尾組成。,,,3,、金屬軟管管嘴結構,,,,,,,,,,,,

44、,,4,、管蓋,,,5,、管尾封口,,,6、金屬軟管的質量,,1）軟管的質量要求,2）,底色外觀要求,3）彩印的外觀要求,4）成品軟管外觀要求,第四節(jié) 金屬軟管特點及材料,7、,質量檢測,1）規(guī)格尺寸檢測,2）管壁厚度檢測,3）管口螺紋檢驗,4）沙眼及裂痕,5）硬度檢驗,6）圖案、色彩檢驗,7）脫墨檢驗,軟管的發(fā)展趨勢：,在軟管的先用和發(fā)展過程中，必須考慮以下事項：,1）軟管材料對人體無害；,2）應節(jié)能、節(jié)省自然資源；,3）不污染環(huán)境；,4）成本低。,,二、鐵塑桶,,由內外容器套裝構成。一般，外容器為鋼桶，采用普通碳素鋼（或優(yōu)質碳素鋼簿鋼板）制造；內容器則為同型的塑料桶，采用,HDPE、LDP

45、E,等塑料吹制而成。,在性能上使鐵塑桶同時具有鋼制容器和塑料容器的優(yōu)點，并克服各自的不足。,鐵塑桶適于某些危險品的包裝。,鐵塑桶的結構復雜，制造成本高，主要用于一些特殊商品、危險品及化學試劑的包裝。,,,三片罐的主要結構特征是什么？,二片罐的主要結構特征是什么？,為什么金屬罐的內表面需要涂涂料？,二重卷封與三重卷封有什么區(qū)別？,什么是金屬罐蓋的膨脹圈，有什么作用？,說明二重卷封結構的結構參數(shù)，其疊接率有何意義？,,謝謝觀看,/,歡迎下載,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES O

46、NE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH,內容總結,《包裝結構設計》。1）常用的鋁合金：鋁錳合金、鋁。第三章　　成型工藝基礎。層長度不變，即應變中性層。①??工件結構的設計。②??工件材料的選擇。③???模具結構的設計。拉伸因數(shù)m有最小值，即極限拉仲因數(shù)。翻孔的變形程度，用翻孔因數(shù)k表示：。用撐脹和合攏的環(huán)形脹塊在罐身或桶。焊接分錫焊、電阻焊和激光焊等幾。罐內徑、罐內高或罐外高。共分6類兩種形式，其結構形式見右圖所示。② 保證密封性：保護卷邊密封結構不因溫度變化而遭到破壞，保證該部位密封良好。按標準在加壓試驗或減壓試驗時不泄漏。氣密試驗和跌落試驗應符合標準的有關規(guī)定。(a)罐身方向與軋制方向關系。S型鋼提桶：1類，全開口緊耳蓋鋼提桶。1、選擇噴霧罐容器和噴霧機構必須考慮內裝物料的種類及霧化形狀。什么是金屬罐蓋的膨脹圈，有什么作用。謝謝觀看/歡迎下載,