再谈200升钢桶圆卷边工艺（3）

吴铁麟

三、简单圆弧螺线圆卷边工艺剖析

简单圆弧螺线圆卷边工艺过程如图9。包括预卷边、头道滚轮卷边、二道滚轮卷边，和挤压定型四重工艺。

图9

预卷边。予卷边工序是底盖单独加工的工序（不带桶体）。此工序最简单，也最容易实现，但作用很大，决定着钢桶圆卷边的质量。预卷边在桶底盖圆周的边缘部位，形成预卷槽。在预卷过程中注入填料，靠离心力将填料均匀地甩至边缘，经干燥后在预卷槽边缘形成密封环，密封效果最佳。通过分析我们知道，预卷边部分是圆卷边的最里层，相当于平面卷曲的起始段，也就是相当平面卷曲的基圆（胎具）。圆卷边外层曲率的变化，都要依附于预卷的曲率。从理论上讲，预卷边的曲率越大越好。从实际考虑，钢桶卷边内应留有足够的填料间隙。较理想的情况，预卷槽最大外径应该是5mm左右。如果省去预卷，这个最大外径为5mm左右的圆弧卷曲，只有靠自由卷曲段来完成，这是不容易作到的。必须用一曲率最大的滚轮，单独进行预卷。

预卷边是第一重卷边，完成整个圆卷边的I区。预卷边的滚轮曲线设计，见图9ao

①预卷滚轮曲线的圆心坐标。简单圆弧螺线有两个圆心，Ｏ1Ｏ2(A、B),Ｏ1Ｏ2=板厚δ=1.25mm

相对K点 K(x=-1.25，y=-2.5)

Ｏ1(x1=0,y1=0)

Ｏ2(x2=-1.25,y2=0)

②滚轮圆弧半径

R1＝1.5δ-1.5×l.25＝1.870mm，Ｏ1为圆心，第一象限。

R2＝2.5δ＝3.125mm，Ｏ2为圆心，第四象限。

③预卷边铁板中线展开长度

R2部份=2πR1′/4=1.96 39mm

R2部份=2πR2′/4=3.9269mm

整个展开长度=5.8908mm

板材卷曲变形，一面拉伸，另一面压缩，使板材厚度不均匀。

④驱动凸轮的有效行程也是5.8908mm。经过严密设计的凸轮曲线，凸轮的传动效果比液压传动的效果好。但要关注滚轮曲线和凸轮曲线，由于磨损引起的变化。

⑤滚轮的导向斜率。滚轮导向斜率的大小，影响桶底盖边进入滚轮后变形的效果，K点是变形的起点，多重卷边每重滚轮的导向斜率应该是一致的，以便各重卷边衔接良好。一般2°～8°。

2．头道卷边，也是第二重卷边，完成整个圆卷边的Ⅱ区。头道滚轮圆弧设计，见图9b。

①头道滚轮曲线的圆心坐标。头道滚轮圆弧的圆心是Ｏ3Ｏ4，Ｏ3Ｏ4 =δ=1.25mm

Ｏ3(X3=0，y3=δ=1.25mm)

Ｏ4 (X4=-1.25, y4=1.25mm)

②滚轮曲线圆弧半径。

R3=R2=3.125mm，Ｏ3为圆心第一象限

R4=3.5δ=4.375mm，Ｏ4为圆心，第四象限．

③头道卷边铁板展开长度。

R3部份=2πR3′/4= 3.9269mm

R4部份= 2πR4′/4= 5.8304mm

整个展开长度= 9.8173 mm

④驱动凸轮的有效行程也是9.81.73mm

3．二道卷边，也是第三重卷边，完成整个圆卷边的夏区，兼有挤压定型的作用。

二道滚轮圆弧设计，见图9c。

①二道滚轮圆弧益线的圆心坐标

二道滚轮曲线圆心是Ｏ5Ｏ6，Ｏ5Ｏ6=1.25mm

Ｏ5(X5=0, y5=2δ=2.5mm)

Ｏ6(X6=-1.25, y6=2.5mm)

②滚轮曲线的圆弧半径

R5=3.5δ=4.375mm，Ｏ5为圆心，第一象限

R6=4.5δ=5.625mm, Ｏ6为圆心，第四象限

③铁板中线展开长度

R5部份=2π×3δ/4=5.8904mm

R6部份＝2π×4δ/4=7.7444mm

整个展开长度=13.6348mm

凸轮进给有效行程也是13.6348mm

4．预卷边、头道卷边、二道卷边的总展开长度：

S=5.8904+9.8173+13.6348=29.3425mm

5．挤压定型的作用。挤压定型对钢桶的密封性能和强度都起着重要作用。挤压的种类一般有三种：平挤压、上挤压和改变形状挤压。

①平挤压。采用原来二道卷边滚轮，完成卷边形状后，继续进给一小段距离。一般进给一个板厚1真由凸轮的有效行程，再加1 .25mm，维持钢桶旋转1-2转（钢桶凸轮另有专著）。挤压后基本不改变原来的卷边形状，其目的是消馀卷层间隙，防止固弹，使卷边牢固。图9d就是简单圆弧螺线，七层圆卷边挤压一个板厚后的形状。

②上挤压。上挤压采用专门挤压滚轮。导向斜率应和各重卷边滚轮导向斜率相同。滚轮下部曲线的形状和二道滚轮相同，上部曲率变小，留出挤压间隙。挤压结果使圆卷边径向尺寸减小，轴向尺寸增加，卷层填满间隙，向箭头方向流动。上挤压的目的，仍然是增加圆卷边的牢度，并获得一定形状的卷边，见图9e。

③变形挤压。采用专门形状的滚轮。目的是完全破坏原来的卷曲形状，进行技术保密，确立本企业的专利产品，如“工艺剖析”一文中GERMAN, INSTITUTE摹TRAPEZSEAM的梯形卷边。

④通过挤压变形的研究，使我们进入一个新的境界。学习圆卷边技术，不能单独的研究圆卷边的外廓形状。用橡皮泥印来的外廓形状，锯下名牌产品的断面实样，收集圆卷边图谱，只能用来分析参考，绝对不能生搬硬套。由于生产工艺的各异性，不要迷信外国，不要迷信名家。必须了解卷边工艺的基本原理，找出各重滚轮曲线的依据，结合本厂实际，才能从必然王国，走向自由王国。

6．简单圆弧螺线圆卷边工艺过程分析结论

①各重滚轮卷边曲线的导向斜率相等，解决了各重卷边圆弧的衔接问题。

②简单圆弧螺线只有两个圆心，但对于每重卷边来说，圆心相对圆弧起点K,每重上移一个板厚。这是因为简单圆弧螺线，不可能一个过程卷完，必须分段加工。

③给出了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区各段的圆弧半径，等于给出了各重卷边滚轮的圆弧曲线。求出了各段中心线展开长度，就等于给出了各重卷边的凸轮有效进给行程。

④计算出总展开长度，便于进行桶底盖落料尺寸的设计，便于采用合理的落料尺寸和先进的冲压工艺。

⑤简单圆弧螺线，每一周圆弧半径变化两次近似的说明了螺旋的概念，在理论上具有重要意义。但距理想的效果还有一定差距。每一周圆弧半径变化三次，四次……。无限次，接近理想状态。通常每周圆弧变化四次，就具有较高的实用价值。

⑧本文介绍了底盖与桶体板材等厚的圆边卷曲工艺，亦可以推导出底盖与桶体板材不等厚圆卷边卷曲工艺。

钢桶制造技术是不断进步，不断完善的。我们在。简单圆弧螺线圆卷边工艺。基础上，研究出“四重圆弧螺线圆卷边工艺”，使200升钢桶圆卷边工艺科学化，规范化。从而，推动钢桶薄型化的发展，以达到用材最省，质量最好，效益最高，使钢桶行业出现新的繁荣。

（全文完）