模具技術(shù)：鍍錫鋼薄壁罐脹形壁厚變化分析
2022-08-29【作 者】崔樹平;宋志平;黃特
金屬桶罐以其優(yōu)異的包藏性和阻隔性、良好的機(jī)械性能、裝演精美以及可回收等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于包裝領(lǐng)域。近年來在人們對(duì)產(chǎn)品美觀追求和個(gè)性化消費(fèi)潮流的趨勢(shì)下，不同于傳統(tǒng)飲料罐和氣霧罐直桶外形的異形薄壁罐正在悄然興起[1]。它是通過對(duì)罐身進(jìn)行局部膨脹或滾筋成形加工制成形狀各異的造型，其市場(chǎng)發(fā)展空間巨大[2]。目前國際上發(fā)達(dá)國家采用先進(jìn)的氣壓脹形技術(shù)[3-5]，罐坯只經(jīng)一次脹形便成形為,異形罐，在經(jīng)濟(jì)及技術(shù)上具有許多優(yōu)點(diǎn)。但是這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)僅10多年，國內(nèi)這方面的研究還很少，在工藝和技術(shù)方面有待進(jìn)行深入研究和開發(fā)。本文將對(duì)鍍錫鋼薄壁罐進(jìn)行有限元模擬和試驗(yàn)研究，分析成形階段金屬流動(dòng)情況、壁厚變化、應(yīng)力和應(yīng)變分布規(guī)律以及罐坯成形極限。
【結(jié) 論】
通過使用有限元軟件模擬薄壁罐氣壓脹形過程金屬的流動(dòng)情況，揭示了壁厚變化、應(yīng)力與應(yīng)變分布規(guī)律，以及罐坯的成形極限，為氣壓脹形過程控制和進(jìn)行工藝優(yōu)化研究提供了可靠的依據(jù)。
（1）壁厚減薄量、應(yīng)力和應(yīng)變值因部位不同而不同，壁厚減薄、應(yīng)力和應(yīng)變的最大值都發(fā)生在脹形的最大變形區(qū)，此處極易發(fā)生皺折和破裂。因此在確定工藝參數(shù)和生產(chǎn)過程中應(yīng)重點(diǎn)控制最大變形部位影響因素(如材料性能、罐坯尺寸、模具形狀和摩擦狀態(tài)等)，以避免成形缺陷的發(fā)生。
（2）薄壁罐脹形的中間階段成形迅速，對(duì)成形結(jié)果影響最大。調(diào)整和控制影響中間階段成形的各因素(如加載速率等)，可以使成形結(jié)果朝著有利方向發(fā)展更為有效。
（3）T3鍍錫鋼材料的極限脹形系數(shù)Kmax=1.45,罐坯在此脹形系數(shù)以下可以安全脹形。
以下是正文：
