钢桶卷边剖析
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创作编号:GB8878185555334563BT9125XW创作者:凤呜大王*前言涟钢冷轧自2005年9月投产以来,产品质量在稳步上升,随着产品批量的扩大和品种开发的增多,用户对质量的要求也越来越高,由于冷轧产品深加工的特殊性,冷轧产品的表面和外观质量对产品的使用和加工性能有很大的影响,在实际生产中,由于表面质量和外观原因引起的质量降等和不能满足用户需求而引发的质量异议也时有发生。
为更好的服务于生产和现场质量检验,品质部组织相关人员收集部分冷轧产品常见缺陷图谱和资料,经整理、分析,编制成《涟钢冷轧产品常见缺陷图谱与判断》,对冷轧生产中的缺陷处理和质量判定有一定的参考价值。
本资料由于编制时间仓促,有一部分典型的缺陷图没有收集到,而且由于镀锌线停产,重卷、纵切线没有上来,因此没有收集到其相关的图谱和资料,这些有待下一步的完善和补充,同时也加上编者水平有限,存在一定的技术问题和认识不足之处,欢迎各专业技术人员批评指正。
本图谱在编制过程中,得到品质部物理室夏新民、冷轧厂贾友生、技术中心彭伟、余小青、章晓辉等专业技术人员的大力支持,在此表示感谢!2006年7月16日编制单位:涟钢品质部编制人:曾亮军、陈宏文、王文中审核:目录结疤(4)表面夹杂(5)分层(6)氧化铁皮压入(7)辊印(8)压痕(压印、压坑)(9)扁卷(10)瓢曲(11)镰刀弯(12)折迭(13)边裂(14)气泡(15)折皱(16)刮伤(17)擦伤(划伤、划痕)(18)撞伤(19)切斜(20)欠酸洗(21)过酸洗(22)停车斑(23)浪形(24)氧化色(25)振动纹(26)平整斑(27)粘结(28)塔形(29)溢出边(30)卷取擦伤(31)锈蚀(32)松卷(33)凸包(起筋、隆起、鼓包)(34)厚度不合(35)长度不合(36)平整纹(37)孔洞(38)黄斑(39)黑斑(40)创作编号:GB8878185555334563BT9125XW创作者:凤呜大王*缺陷名称:结疤定义与外观:附着在钢带表面,形状不规则翘起的金属薄片称结疤。
【技术】二重卷边缺陷及其原因分析【本文摘自《罐藏食品加工技术》】为了制造出符合密封要求的二重卷边,对封罐机在许多方面可以进行调整,这些调整项目和方法通常在随机带的操作说明书中详述。
一般比较常见的调整项目是托盘板压力、头道、二道滚轮的紧密程度,滚轮与压头的相对位置,如果其中某项或多项没有调整好,就会发生各种各样的问题。
表4-12常见缺陷的原因分析,表4-13各种不良的原因。
表4-12 卷边缺陷的原因分析*缺陷名称引起后果原因垂唇易引起1.盖钩变小2.迭接率变小3.接缝盖钩完整率变小1.身钩过长2.头道卷边太松3.接缝搭接处过厚4.头道滚轮磨损5.罐身错角(小高低)6.食品夹人卷边7.罐盖浇胶过多或分布不均匀8.铁皮太硬或太脆“牙齿”1.身钩、盖钩迭接不足2.身钩与盖钩不发生迭接与垂唇原因相同锐边及快口1.卷边内顶刃有锐边、毛口2.快口可使铁皮破裂1.压头凸缘磨损2.头道或二道调得过紧、转动不灵活3.滚轮槽磨损4.罐身搭接处过厚5.卷边内夹有食品6.卷封头装配不良,有垂直向窜动7.头道滚轮离压头过高8.头道垂直向窜动过大9.托盘压力过大跳封 1.接缝处易泄漏1.封口机速度太快2.罐身搭接处过厚3.罐身搭接处焊锡过多4.二道卷边滚轮缓冲弹簧不灵活或破裂5.二道滚轮太紧滑封 1.不完全卷封1.托盘压力过小2.罐盖与压头不配合3.压头磨损4.卷边滚轮不灵活5.压头上有润滑油或油6.压头轴垂直跳动太大7.压头与托盘距离过大8.托盘旋转不灵活,(注:当使用托盘、空罐旋转的封罐机时)假封及大塌边(大塌边即较严重的1.身钩、盖钩不钩合1.罐身翻边弯下2.蘑菇状反边假封) 3.罐盖卷边损坏或弯下4.罐身与罐盖不配合5.罐头不在压头中心位置封口罐身弯曲1.通常在接缝出现罐身弯曲2.最严重时可周圈罐身出现弯曲1.托盘压力过大2.托盘与压头距离定位不当,过小(压头过低)错角1.罐身板裁料不成直角、造成接缝处铁皮搭接不平齐、有错角罐盖歪封封罐时,因罐身和罐盖没对准中心线,造成罐头局部脱封,原因有二:1.封口机定位或定时不正确2.封口滚轮转动不灵活卷边碎裂1.卷封太紧2.罐身迭接处过厚3.浇胶过厚,过多4.罐盖铁皮有缺陷埋头度过深易造成迭接率减少1.托盘压力过大2.压头与托盘距离太小3.压头没有完全配合嵌入罐盖4.压头厚度过大5.头道与压头配合过高蘑菇翻反边翻边过度通常引起身钩过长1.空罐生产方法不适当。
钢卷分条镰刀弯现象释疑
镰刀弯
定义
镰刀弯是指钢板和钢带的侧边与连接测量部分两端点的直线之间的最大距离,即带钢一侧的边缘与直线的偏离。
它在产品呈凹形的一边测量。
要求
切边状态的钢板及钢带的镰刀弯,在任意2000mm长度上应不大于5mm;当钢板的长度小于2000mm时,其镰刀弯应不大于钢板实际长度的0.25%。
对于纵切钢带,当规定的屈服强度不大于260MPa时,可规定其镰刀弯在任意2000mm长度上不大于2mm。
缺陷特征
沿钢带长度方面的水平面上向一边弯曲。
产生原因:
(1)、板坯有镰刀弯或严重的厚度不均。
(2)、粗轧、精轧辊磨损不均,辊缝出现楔形。
(3)、轧件两侧温度不均或加热温度不均。
(4)、轧机调整不良,两边压下量不一致。
(5)、立辊的中心线有偏差。
(6)、轧辊发生轴向串动或两侧轴承磨损不均。
(7)、侧导板开口度过大,轧件跑偏或轧件对中不好。
前言涟钢冷轧自2005年9月投产以来,产品质量在稳步上升,随着产品批量的扩大和品种开发的增多,用户对质量的要求也越来越高,由于冷轧产品深加工的特殊性,冷轧产品的表面和外观质量对产品的使用和加工性能有很大的影响,在实际生产中,由于表面质量和外观原因引起的质量降等和不能满足用户需求而引发的质量异议也时有发生。
为更好的服务于生产和现场质量检验,品质部组织相关人员收集部分冷轧产品常见缺陷图谱和资料,经整理、分析,编制成《涟钢冷轧产品常见缺陷图谱与判断》,对冷轧生产中的缺陷处理和质量判定有一定的参考价值。
本资料由于编制时间仓促,有一部分典型的缺陷图没有收集到,而且由于镀锌线停产,重卷、纵切线没有上来,因此没有收集到其相关的图谱和资料,这些有待下一步的完善和补充,同时也加上编者水平有限,存在一定的技术问题和认识不足之处,欢迎各专业技术人员批评指正。
本图谱在编制过程中,得到品质部物理室夏新民、冷轧厂贾友生、技术中心彭伟、余小青、章晓辉等专业技术人员的大力支持,在此表示感谢!2006年7月16日编制单位:涟钢品质部编制人:曾亮军、陈宏文、王文中审核:目录结疤(4)表面夹杂(5)分层(6)氧化铁皮压入(7)辊印(8)压痕(压印、压坑)(9)扁卷 (10)瓢曲 (11)镰刀弯 (12)折迭(13)边裂(14)气泡(15)折皱(16)刮伤(17)擦伤(划伤、划痕)(18)撞伤(19)切斜(20)欠酸洗(21)过酸洗(22)停车斑(23)浪形(24)氧化色(25)振动纹(26)平整斑(27)粘结(28)塔形(29)溢出边(30)卷取擦伤(31)锈蚀(32)松卷(33)凸包(起筋、隆起、鼓包)(34)厚度不合(35)长度不合(36)平整纹(37)孔洞(38)黄斑(39)黑斑(40)缺陷名称:结疤定义与外观:附着在钢带表面,形状不规则翘起的金属薄片称结疤。
呈现叶状、羽状、条状、鱼鳞状、舌端状等。
结疤分为两种,一种是与钢的本体相连结,并折合到板面上不易脱落叫闭口结疤;另一种是与钢的本体没有连结,但粘合在板面上,易于脱落,脱落后形成较光滑的凹坑称为开口结疤。
钢桶卷边剖析海南省金鼎实业发展总公司丁进义近年来有关钢桶卷边的文章很多。
通过学术讨论使我们对钢桶卷边的认识不断地深化,对提高我国钢桶卷边质量是颇有好处的。
笔者在此就卷边问题提出自己看法。
一、卷边基本概念卷边最初的含义是:为了提高薄壁零件边缘刚性和强度,将其边缘卷曲的工作叫卷边,如图1所示。
在手工制作铁水桶等日用杂品上,经常采用这种卷边。
图1 卷边图本文所指的卷边实际上是一种咬合形式。
咬合一般分为平面咬合和折角咬合。
平面咬合是把两块钢板的边缘(或一块板的两个边缘)折转扣合,并彼此压紧。
平面咬合又称咬缝或咬口。
这种咬缝较牢靠,不少地方代替了钎焊。
在小桶(或小罐)生产中经常用在桶身(或罐身)两边的咬缝。
平面咬合分半咬和整咬。
咬缝分立缝单扣、立缝双扣、卧缝挂扣,卧缝单扣、卧缝双扣等,如图2所示。
图2 平面咬合桶身的咬缝主要是采用卧缝挂扣。
卧缝单扣和卧缝双扣主要用在建筑上,如屋顶排水沟。
折角咬合(如图3所示)是我们讨论的重点。
图3 折角咬合钢桶卷边外形根据其用途不同可分为矩形、圆形、梯形、三角形等。
根据重叠次数又分为二重卷边和三重卷边。
钢桶的卷边是桶身和桶顶底折角咬合的一种工序。
通过滚压形式用若干个卷封轮将桶身和桶顶(底)咬合在一起达到设计所要求的结构和尺寸。
一般要求卷边有一定的密封性,有良好的抗渗漏性能和抗冲击能力,从而,保证钢桶在运输、贮存中能承受各种形式的碰撞、跌落。
过去由于我国钢桶卷边质量不过关造成渗漏事故,损失很大。
近年来,各制桶厂努力学习和掌握先进的卷边技术,消化和吸收国际先进卷边技术使我国,钢桶卷边质量跨入国际先进行列。
二、卷边对金属材料的要求卷边用金属板材必须有良好的可塑性。
金属的可塑性是指在外力作用下金属,产生永久变形的能力。
金属的塑性一般可由两个方面来反映,一个叫断面收缩率,另一个叫延伸率,分别用ψ和δ来表示。
ψ=[(F0-F1)/F0]×100%式中:F0——拉伸前试件截面积;F1——拉断后试件截面积。
钢桶卷边剖析海南省金鼎实业发展总公司丁进义近年来有关钢桶卷边的文章很多。
通过学术讨论使我们对钢桶卷边的认识不断地深化,对提高我国钢桶卷边质量是颇有好处的。
笔者在此就卷边问题提出自己看法。
一、卷边基本概念卷边最初的含义是:为了提高薄壁零件边缘刚性和强度,将其边缘卷曲的工作叫卷边,如图1所示。
在手工制作铁水桶等日用杂品上,经常采用这种卷边。
图1 卷边图本文所指的卷边实际上是一种咬合形式。
咬合一般分为平面咬合和折角咬合。
平面咬合是把两块钢板的边缘(或一块板的两个边缘)折转扣合,并彼此压紧。
平面咬合又称咬缝或咬口。
这种咬缝较牢靠,不少地方代替了钎焊。
在小桶(或小罐)生产中经常用在桶身(或罐身)两边的咬缝。
平面咬合分半咬和整咬。
咬缝分立缝单扣、立缝双扣、卧缝挂扣,卧缝单扣、卧缝双扣等,如图2所示。
图2 平面咬合桶身的咬缝主要是采用卧缝挂扣。
卧缝单扣和卧缝双扣主要用在建筑上,如屋顶排水沟。
折角咬合(如图3所示)是我们讨论的重点。
图3 折角咬合钢桶卷边外形根据其用途不同可分为矩形、圆形、梯形、三角形等。
根据重叠次数又分为二重卷边和三重卷边。
钢桶的卷边是桶身和桶顶底折角咬合的一种工序。
通过滚压形式用若干个卷封轮将桶身和桶顶(底)咬合在一起达到设计所要求的结构和尺寸。
一般要求卷边有一定的密封性,有良好的抗渗漏性能和抗冲击能力,从而,保证钢桶在运输、贮存中能承受各种形式的碰撞、跌落。
过去由于我国钢桶卷边质量不过关造成渗漏事故,损失很大。
近年来,各制桶厂努力学习和掌握先进的卷边技术,消化和吸收国际先进卷边技术使我国,钢桶卷边质量跨入国际先进行列。
二、卷边对金属材料的要求卷边用金属板材必须有良好的可塑性。
金属的可塑性是指在外力作用下金属,产生永久变形的能力。
金属的塑性一般可由两个方面来反映,一个叫断面收缩率,另一个叫延伸率,分别用ψ和δ来表示。
ψ=[(F0-F1)/F0]×100%式中:F0——拉伸前试件截面积;F1——拉断后试件截面积。
δ=[(L1-L0)/L0]×100%式中:L0——拉伸前长度;L1——拉断后长度。
金属材料的ψ和δ的数值愈大,其可塑性愈好。
塑性好的材料,容易进行各种加工如压延、弯曲、拉伸、卷曲等。
钢桶用材料推荐选用屈服强度与强度极限之比小于0.75的材料。
σs/σb<0.75式中:σs——屈服强度;σb——强度极限。
对桶身和桶顶底材料要求也不尽相同。
桶顶底材料要经杯凸试验。
在卷边过程中,钢桶桶身和桶顶底在外力作用下,卷边材料发生强化、再结晶、蠕变,残余内应力恢复、应力松驰等变化。
在塑性变形中,金属往往发生滑移或孪生,并以滑移为主。
在外力作用下,桶身和桶顶底沿滚轮曲线卷曲,当外力超过滑移抗力,金属就发生滑移。
滑移后金属硬化。
当晶面滑移抗力继续增大,就停止滑移,如果再增大,晶体继续滑移,一旦变形无法进行,材料发生裂纹。
因此,冲压成型时桶顶底圆角不能过小,卷封滚轮曲线弧也不能过小。
三、卷边内外规格要求1.卷边外观要求(1)卷边顶部要圆滑,无向内突起的起筋和碎裂。
(2)卷边下部光滑,无牙齿、铁舌、翻牙形、损伤、接缝卷边松动等缺陷。
①牙齿:指桶顶钩卷边不良,于卷边下部形成突起。
②铁舌:指卷边局部下垂,宽度超过卷边宽度1.2倍。
⑧翻牙形:指头道滚轮卷边不平整,造成第二道卷边形成V形缺口,卷边下部有轧伤痕迹。
④接缝卷边松动:指接缝部分,由于滚轮压力不足造成卷边松动。
2.卷边内部要求(l)要求桶身钩和桶顶钩平服,无波浪形,上空隙Uc和下空隙Lc尽量小,如图4。
图4 卷边内部结构(2)重叠率η:卷边内部桶身钩和桶顶底钩重叠率要超过45%以上。
η={(BH+CH+1.1tc-W)/[W-(2.6tc+1.1tb)]}×100%式中:BH——桶身钩宽度(mm);CH——桶顶底钩宽度(mm);W——卷边宽度(mm);tc——桶顶底板厚度(mm);tb——桶身板厚度(mm)四、卷边过程分析卷边是钢桶生产最关键的工序。
卷边质量的好坏直接关系到钢桶内在质量。
影响卷边质量因素很多,诸如钢板机械性能和厚薄均匀度,桶身扳边尺寸多桶顶底边宽,填料的性能,填料饱满程度,干固程度和涂胶方法多封口机卷边轮工作曲线和磨损程度及封口机的调整情况等等。
要获得理想卷边,首先必须要有好的卷封滚轮。
为此做如下分析:1.卷边过程中钢桶受力分析在卷边过程中钢桶受到卷封滚轮轧制作用。
从卷边形成过程中卷边的变化说明卷封滚轮对桶的作用力十分复杂。
作用力大小、方向、作用位置等随时间而变化。
精确地计算各时态下的受力及其变化情况比较困难。
卷边过程中卷封滚轮与桶凸缘的作用力系为一个空间作用力Po。
其作用线垂直于工作表面接触轮廓线,沿空间X、Y、Z三个轴向分解为Px、Py、P z三个分力。
Px为周向分力,Py为径向分力多Pz为轴向分力。
在卷边开始,卷封轮径向进给之初,Px和Py分力所占比值较大,Pz分力较小。
Px和P y分力的大小随径向送进量S,卷封凸缘厚度的增大而增大,但Pz增大得缓慢些。
随着径向进给位置不断地变化,Px、Py、Pz三个分力比例发生变化:P z分力突然增大,Px和Py分力相对减少。
这是因为桶身和桶顶底凸缘已发生卷曲变形。
随着径向进给趋于终止,Px分力更趋减小。
第二道卷封轮力的变化情况与第一道相似。
在最后的滚挤压中,Px分力主要用于克服滚挤过程中滚轮与卷缝间相对转动的接触摩擦力。
关于封桶中卷封滚压的卷封力P或Px、Py\Pz分力的理论计算式,目前尚末成熟。
2.卷边形成和卷封轮运动轨迹分析钢桶卷边时,传动机构将桶身和桶顶底送上封口机工作台,工件旋转的同时卷封轮进行进给。
首先是第一道卷封轮进行卷封作业,将桶身和桶顶底相叠卷曲成要求的形状。
完成后自动撤离并立即进行第二道卷封作业。
在凸轮作用下第二道卷封轮向中心径向送进,进行挤压,使已卷曲的凸缘向桶身贴合靠拢,最后成为紧密勾连的卷边。
图5为二重卷边形成示意图。
:图5a为第一卷封轮滚压开始和终了卷边状况图。
图5b为第二道卷封轮滚压开始和终了卷边状况图。
图5 二重卷形形成示意图在卷封边程中,卷封轮与桶顶间相对运动,桶与封口盘er起转动,卷封轮作径向进给。
桶身转速是影响生产效率主要因素。
滚轮进给速度应和桶转速相适应。
桶每转一周,卷封滚轮径向送进量S可用下式表达:S=(a1-a2)/nZ (mm/r)式中:a1——卷封滚轮开始滚压作业时,滚轮中心到桶中心距离(mm);a2——卷封滚轮完成卷封作业时,滚轮中心到桶中心距离(mm);n——卷封轮径向推进a1-a2时,桶绕主轴转数(r);Z——同时做同一作业卷封滚轮个数。
应取n的最小值。
通常取第一道卷封nmin≥2多第二道卷封nmin≥10. n大可以使卷边光整多n过大,特别是n>4以后,提高卷封质量不明显,反而影响生产能力.实现径向进给的机械装置有多种。
对装置的要求,首先应能满足卷封工艺要求,均匀而稳定地实现径向进给,便于进给量的调整和控制。
此外还要求其结构简单、紧凑、加工方便等。
可做卷封径向进给的机构,如:凸轮机构,偏心机构,差动偏心机构、连杆机构等。
最常见的是凸轮机构和偏心机构。
最近也有些采用液压机构。
3.卷封滚轮理想的卷封曲线分析最理想的卷边形式应以圆卷边为主。
钢桶圆卷边是指卷边外轮廓形状以圆形为主,实际的卷边外形往往不拘一格,有纯圆形、梯形、三角形等。
卷封轮是卷边滚封作业必不可少的工模具。
通过卷封滚轮对桶身和桶顶底的强制卷曲,实现严密的咬合。
为了使桶身和桶顶底在滚压中卷曲变形,卷封轮的设计必须使卷曲过程循序渐进,尽量减小变形阻力。
卷封滚轮径向进给运动轨迹,见图6。
图6a为一套卷封滚轮作卷边卷封时滚轮径向进给状况。
卷封时总的径向进给距离对每一种规格桶应是定值。
它分别由第一道卷封滚轮和第二道卷封滚轮甚至第三卷封滚轮完成。
桶顶底预卷时其成型滚轮的径向进给不含在总的卷封径向进给距离之内。
根据卷曲时变形程度和确保卷边质量,一般取第一道卷封滚轮径向进给距离为总的径向进给距离70-80%,而第二道卷封滚轮为20-30%.径向进给量S的大小,影响卷边质量及生产效率。
为得到优良的卷封质量, S不宜选得过大。
当Z=1时,用多段圆弧曲线圆滑相接而成。
图6 卷封轮径向进给运动轨迹从理论上分析,卷边形成应从里层开始卷曲然后卷外层,即从大曲率向小曲率过渡。
实际上钢桶的卷封只能从外层向里层过渡,即从小曲率到大曲率滑过渡。
为了解决这个问题,卷封往往无法一次完成,要经过二次或三次卷封,即所谓二重或三重卷边。
简单的二重卷边,由于卷封要求不同,第一道和第二道卷封滚轮工作曲线也不同。
第一道轮要求桶身和桶顶底凸缘滚压重叠互相咬合,使桶顶底凸缘周边被卷曲到桶身凸缘根部,其径向进给位移大,工作曲线槽狭窄而深,形状复杂。
它是形成卷曲的主要滚轮。
第二道卷封轮是将已经完成的卷曲继续滚挤压,使其成为双重卷曲接缝,因此其卷封曲线工作面是宽而浅的槽形,如图7所示。
图7 二重卷边滚轮曲线在卷封过程中,由于卷封轮工作表面直接与桶身和桶顶底接触,滚挤辗磨,因此易因磨损、疲劳和胶合而失效,故卷封轮材料最好选用优质钢,合金钢或工具钢如,Cr12、9CrSi等。
热处理硬度要达HRC60-62,保证工作面坚硬耐磨。
表面光洁度推荐在△7以上。
加工好工作曲线后,采取喷镍法可以大幅度提高其耐磨性。
获得理想的卷边必须有理想的卷边卷曲曲线。
笔者认为最理想的圆卷边滚轮曲线是阿基米得螺线c它是?种等速螺线,是根据等速凸轮特性求出的曲线。
ρ=ρo+αθ式中:ρ——极径;α——常数,和桶料厚度有关;θ——极角。
当ρo=0时,方程式变成ρ=αθ.这是卷边曲线方程。
从卷边曲线方程式可以看到:θ=0时,ρ=O.当9连续增加时,ρ也按比例增加。
θ每转2π时.ρ增加2πα,如图8所示。
阿基米得螺线的一个特点就是通过极点0的射线截成长度相等的线段。
这个特点正好可以满足板料厚度为定值的钢桶卷边基本要求。
车床所用的三爪卡盘就是利用这个原理加工的。
它可保证卡盘三爪同时伸缩并位于中心线上。
图8 阿基米德螺线钢桶卷边中当层与层之间没有间隙时2πα=2b,式中b为钢桶壁厚。
根据ρ=αθ方程式可以相应地绘制卷边曲线。
其方法是对每一个极角计算出每个极径,取点,连接对应的ρ点成一曲线,即为理想卷边曲线。
通过计算钢桶卷边曲线长度即可求出桶身翻边宽度和桶顶底边宽尺寸。
卷封滚轮曲线长度可以用一个积分式计算,由极坐标和极坐标转换关系,可以推出极坐标的弧微分公式:钢桶底盖卷边展开长度公式为:桶身翻边尺寸为:按照以上公式不难计算出桶身翻边尺寸和桶底盖边宽尺寸。
努力提高钢桶卷边质量海南省农垦海口农具厂丁进义一、前言200升闭口钢桶是重要的金属包装容器,也是我国工业产品主要包装形式之一。
在商品的交换和转移的过程中,它以其高强度、耐腐蚀、安全、可靠和耐用等特性广泛用于各种产品的包装,尤其是外贸出口商品的包装。