易拉罐罐体成形实际上是将再拉伸和3道变薄拉伸组合在一起的组合工序。现将变薄拉伸模的设计介绍如下:
(1)模具材料。凸模:基体材料为合金工具钢,凸模材料为m2,热处理硬度60~62hrc,镀tin。凹模(变薄拉伸环):基体材料为合金工具钢,模口材料为硬质合金(牌号为valenitevcid-h.l.d或ke-84kennametal)。
(2)变形量。变薄拉伸比方的计算公式为:δ=(tn-tn-1)/tn×100%,其中tn、tn-1分别为n次及n—1次变薄拉伸后的零件侧面壁厚,计算得:δ1=(0.285—0.225)/0.285× 100%=21.05%;δ2=(0.225—0.170)/0.225×100%=24.44%;δ3=(0.170—0.106)/0.170×100%=37.65%。
制罐工厂常常根据给定的材料厚度、罐体厚、薄壁要求、拉伸环和凸模尺寸、拉伸机精度等条件,编制拉伸环和凸模的匹配表供技术人员、模具维修人员和操作人员选配凸模和拉环。
(3)模具的工作部分参数。凸模:凸模圆弧r1.016±0.025mm,再拉伸凸模圆弧r2.286mm,罐底沟外侧壁圆弧r10.478±0.013mm。变薄拉伸环:凹模锥角α=5°,工作带宽度h=0.38+0.25mm。
3.3罐底成形模
罐底成形模结构如图6所示。
罐底凸模材料选用合金工具钢crl2mov,热处理硬度60~64hrc,其轮廓形状应与罐型设计一致。底压边模材料选用合金工具钢cr5mov,热处理硬度58~60hrc,其轮廓形状应与凸模相匹配。
4 结束语
(1)拉伸工序考虑的重要因素有:拉伸比、凸、凹模圆弧半径、凸、凹模间隙、铝材机械性能、润滑、作业参数。
(2)变薄拉伸工序中凹模锥角。的大小关系到变形区金属的流动性质、应力大小以及模具的受力情况,合理的取值范围为α=5°—8°。
(3)合适的罐型设计是轻量化技术能否实施的关键。研究表明,对于ccb-1a型罐,设计参数选择:底沟外壁夹角α1=32°,罐底沟内壁夹角α2=5°,凸模圆弧r=1.016mm,球面和罐底沟内壁圆弧r1=1.524mm,罐底球面半径r球=45.72mm,可以大大增加罐体强度。