钢桶桶身翻边和桶底顶边宽工艺尺寸的研究
辛巧娟
近年来，随着钢桶制造技术的不断提高，钢桶结构也在不断更新，其所用板材也在不断的向薄型化发展。由于钢材的涨价，钢桶生产企业面临的形势十分严峻，面对激烈的市场竞争，钢桶的销售价格难以提高，所以制桶企业就只有接受高成本的原材料。面对如此高的原材料价格，钢桶生产企业要想盈利是很困难的。为此，各钢桶生产厂家尽其所能，想尽一切办法来降低钢桶的生产成本和费用，从而保存实力，在竞争中立于不败之地。为此，供求双方目前基本上达成共识，使钢桶在满足需求的前提下，尽量轻型化、薄型化。这样，钢桶生产企业生产钢桶的种类就不会只是国标规定的那几种，而会出现很多标准以外的钢桶系列产品。如桶身厚度为0.5mm、桶底（顶）厚度为0.65mm的200升小开口沥青桶；桶身厚度为0.6mm、桶底（顶）厚度为0.8mm的200升小开口化工桶；桶身厚度为0.8mm、桶底（顶）厚度为1.0mm的200升小开口润滑油桶等。目前，像这样的薄型桶层出不穷，但由于工艺大都采用原200升小开口钢桶的工艺和模具，生产过程中出现了一些意想不到的问题。
前天有个朋友打电话来咨询，说他们厂生产200升小开口钢桶很顺利，但最近生产一批桶身厚度为0.6mm，桶底（顶）厚度为0.8mm的200升小开口钢桶，怎么调整设备和工装也达不到理想的结果，不是卷边处出现铁舌，就是渗漏，甚至出现拉伸削边现象等。据我了解，这类问题在许多钢桶企业试生产薄型桶时都遇着过，甚至还延误了许多时间，错失了许多签单机会，直接影响了企业的经济效益和产品的质量。如果将薄型钢桶的工艺尺寸能够科学化、公式化、系列化，在生产过程中就可以少走弯路，提高工作效率和产品质量。
下面我们首先探讨一下桶身翻边和桶底、顶边宽工艺尺寸的确定。
一、桶身翻边和桶底（顶）边宽度与钢桶卷边宽度、钢板厚度的关系
要确定出正确的桶底（顶）边宽和桶身翻边宽度，我们首先得了解钢桶的卷边情况，一般情况下钢桶的卷边分为三种，即二重平卷边、双重圆卷边和三重圆卷边；近十年来，国内的钢桶生产企业生产的200升钢桶基本上全部采用三重圆卷边。但最近一两年，国外引进了一些生产线制作200升锥形桶，其卷边形式又都是二重平卷边，所以就有一部分企业效仿。但从钢桶的强度考虑，由于本身材料变薄，钢桶强度相应的也就降低，为了使钢桶卷边强度好，卷得牢，且密封性能好，就必须对卷边情况进行认真地分析。所以在条件许可的情况，应尽可能的采用三重圆卷边。
根据我们多年的工作经验和国内外同行业的实际情况得知，三重圆卷边的卷边形状并非是严格的圆形，它有多种形式，有三角形、梯形，椭圆形等，但其层数大都在七层，只是在矩形的棱角处有圆弧过渡角，其圆弧过渡角大小不同而异。为了简化研究程序，我们设定两种理想状态，如图一和图二所示为两种理想状态图形。我们所求的桶底（顶）边宽L1和桶身翻边宽度L2就在这两种理想的极限状态中L1、L2值之间。
下面在卷边宽度H和桶底（顶）材料厚度为T1，桶身材料厚度为T2已确定的情况下来研究三重卷边的情况。（说明：以下研究中，S代表卷边厚度；H代表卷边宽度；图一为矩形卷边理想状态；图二为圆形卷边理想状态）
在图一中，我们可以很容易地写出L1及L2的计算式（应以材料中性层位置来计算）：
以上对两种理想状态的情况进行了计算，而实际情况正好在这两种状态之间，故：
式⑨和式⑩给出了三重圆卷边情况下,桶底(顶)和桶身翻边宽度的范围,考虑到卷边时需填密封胶,及卷边的具体情况靠进圆卷边，所以在取桶身翻边值时，可在范围内取稍大一点的值；而在取桶底（顶）边宽时，可在范围内取稍小一点的值。
二、验证桶身翻边宽度和桶底（顶）边宽的正确性
从上面验证结果我们可以看出，随着钢桶钢板厚度的不同，制作过程中的生产工艺也会有所变化，而不是一种模具尺寸和桶身翻边尺寸就可包罗万象，对所有的钢桶都适用，所以在生产薄型化钢桶时，应根据材料厚度的变化，适当调整其加工过程中的工艺参数。
三、此公式的应用对生产薄型化钢桶的意义
上面我们对三重圆卷边钢桶桶身翻边尺寸和桶底（顶）边宽尺寸的确定进行了推导和验证，它是符合生产实际的。如果大家稍有留意，就能发现，上面推导出来的桶身边宽和桶底（顶）边宽尺寸实际在我们生产中小桶时早已经使用，只是没有将其归纳成具体的公式和没有使用在200升钢桶上。过去我们在生产过程中总有一个错觉，就是认为钢桶直径越大，其翻边宽度和桶盖边宽就应该越大。其实这是没有理论根据的，正因为有这种错觉，才使很多钢桶生产企业在生产薄型化钢桶时出现了许多意想不到的问题，从而影响产品质量和耽误生产。
从上式我们可以看出，材料越薄，桶身和桶底（顶）边宽尺寸越小，所以在今后生产中，切忌用同一工艺尺寸和工装、模具生产材料厚度不同的钢桶，以便保证钢桶的质量。
[注:本文首发于《钢桶》杂志2003年第三期。应2009年营口制桶技术培训班学员要求，现全文登载。]
