Производство стеклянной и металлической тары

Плоские ножи применяются в гильотинных  ножницах и работают в паре (рис. 3. 7. б). Нижний нож располагается  горизонтально, верхний – устанавливается наклонно под углом 2 – 6 ° относительно нижнего ножа и совершает возвратно-поступательное движение. Разрезаемый материал подается под ножи, когда подвижный нож поднимается. Опускаясь, подвижный нож отрезает нужный кусок материала. Так обычно раскраивают рулонную жесть.

Точно так же можно раскраивать  и листовую жесть. Однако возвратно-поступательное движение верхнего ножа ограничивает производительность гильотинных ножниц. Поэтому для листовой жести преимущественно применяют дисковые ножницы. Они позволяют вести процесс непрерывно и разрезать лист на нужное количество кусков с одновременным  удалением краевых отходов.

Дисковые ножи работают попарно  или группами, насаженными на два  вала, вращающиеся навстречу друг другу.

По форме ножи бывают Г-образными с односторонним расположением лезвия и Т-образными с двусторонним расположением лезвия (рис. 3. 8. в).

Во избежание защемления ножами вытянутых частиц материала по линии  среза, торцовые плоскости ножей, прилегающие  одна к другой, устанавливаются с зазором, равным 5 – 7 % от толщины листа.

Для предотвращения преждевременного затупления ножей задняя сторона ножа затачивается под углом 1 – 1,5 °; у гильотинных ножей помимо этого должен выдерживаться угол резания 75 – 85 °.

Дисковые ножи могут устанавливаться последовательно (рис. 3. 8. а) или в обхват (рис. 3. 8. б). В первом случае упрощается установка ножей, однако кромки заготовок по линиям среза оказываются загнутыми в разные стороны, что нежелательно, так как загиб, направленный внутрь корпуса ухудшает условия формования фланца при изготовлении корпусов.

Во избежание прогиба  жести во время резания и для  предотвращения искажения размеров заготовок, особенно при значительной ее ширине, между ножами устанавливаются специальные направляющие. Для этой же цели на валы можно надеть ступицы с резиновыми фрикционными кольцами, работающими попарно.

Для обеспечения прямоугольности  заготовок полосы, подаваемые на вторую операцию резки, должны располагаться так, чтобы в момент захвата ножами кромки были строго перпендикулярны валам, что обеспечивается механизмом подачи.

Качество резки проверяется  визуально, прямоугольность – с  помощью специального угольника  или сравниванием сложенных заготовок, повернутых одна относительно другой на 180 ° [1].

Раскрой жести  на полосы для изготовления концов. Для штамповки крышек листовая жесть предварительно нарезается на полосы. В зависимости от способа штамповки и расположения контуров вырубок различают следующие виды раскроя: одно-, двух-,  или многорядной цепочками, двух- или многорядный шахматный, одно-, двух-, или многорядный фигурный (рис. 3. 9).

Изготовление  концов (донышка и крышки)

Последовательность изготовления концов следующая: предварительно штампуется изделие с завитком, выведенным под прямым углом, затем на завивочном устройстве производится загиб под соответствующим углом.

Концы изготовляются  при помощи штампа, состоящего из двух половин: нижней неподвижной и верхней, совершающей возвратно-поступательное движение (рис. 3. 10).

В основании 2 штампа закреплены просечное кольцо 8, кольцо отбортовки 6 и рельеф 5. В кольцо отбортовки свободно вставлено протяжное кольцо 7, сидящее на шпильках, которые в свою очередь упираются в шайбу буферной пружины, расположенной в камере 3. Верхняя часть 1 штампа несет пуансон 9 со съемником 10, верхний рельеф 4 и выталкиватель.

В открытый штамп подается полоса, затем верхняя часть штампа опускается, съемник прижимает полосу к торцу просечного кольца. После этого пуансон высекает кружок и прижимает его к поднятому прижимному кольцу. При дальнейшем опускании поле кружка огибает торцовую часть кольца отбортовки, одновременно верхний рельеф производит вытяжку материала [1].

Отштампованный конец  поднимается вместе с пуансоном. На определенной высоте выталкиватель стопорится, а изделие выталкивается. Просечная полоса снимается с пуансона съемником, затем повторно перемещается на величину шага, и цикл повторяется.

Для сохранения целостности  защитного слоя  на наружную поверхность жести наносится тонкий слой смазки. Целостность защитного слоя также зависит от величины зазора между деталями, в котором материал перемещается при штамповке; величина зазора принимается равной полуторной толщине листа.

В местах перегиба материала края деталей штампа закругляются. Минимальный радиус закругления выбирается равным пяти- или шестикратной толщине листа.

Процесс вытяжки вызывает в материале сложные деформации: наряду с изгибом происходит растяжение в продольном и сжатие в поперечном направлениях. Деформация сжатия вызывает образование складок. Во избежание этого явления до начала штамповки заготовка защемляется между пуансоном и протяжным кольцом. Величина усилия защемления регулируется степенью сжатия буферной пружины.

В процессе штамповки важно дать свободный выход воздуху, находящемуся между изделием и прилегающими плоскостями рельефов, иначе воздух сжимается и образует подушки, резко ухудшающие условия штамповки. Для удаления воздуха в рельефах и основаниях просверливаются отверстия, соединенные с канавками, выведенными в установочные плоскости.

Нанесение уплотняющей пленки. Паста наливается на поле  вращающейся крышки непрерывной струей, выдавливаемой сжатым воздухом через отверстие сопла (рис. 3. 11). Величина давления зависит от вязкости пасты, диаметра отверстия сопла и производительности машины. Обычно для водно-аммиачной пасты нормальной вязкости при диаметре отверстия сопла 0,8 мм давление воздуха принимается равным 0,3 кг/см².

Подача пасты включается и выключается при подъеме и опускании игольчатого клапана, перекрывающего отверстие сопла. Наибольшее количество пасты располагается в завитке крышки.

Изготовление  корпусов

Последовательность технологических  операций изготовления корпусов: вальцевание  бланка, обсечка углов бланка, загибание боковых полей в крючки, промазка крючков паяльной жидкостью, сворачивание бланка в обечайку (цилиндрический барабан из листового материала без днищ), склепывание продольного шва, промазка шва паяльной жидкостью, пайка продольного шва, очистка корпуса от лишнего припоя, охлаждение корпуса и отбортовка фланцев [1].

Подготовка  бланка к формованию корпуса. Формование корпуса производится сворачиванием бланка в обечайку способом гибки – наматывания бланка на оправку (патрон) с помощью обжимного рычага. На некоторых машинах эта операция производится путем прокатки бланка в валках с последующим надеванием свернутого бланка на оправку.

При изготовлении корпусов из пластичной жести часто возникает огранка корпусов, т. е. местные изгибы обечайки вдоль ее образующей. Образование огранки на корпусе связано с наличием площадки текучести на диаграмме растяжения материала. При изгибе алюминия и углеродистых сталей, не имеющих площадки текучести на диаграмме растяжения, огранка не наблюдается.

Огранка связана с тем, что после того как напряжения в материале становятся равными пределу текучести, интенсивность сопротивления материала деформациям резко падает и бланк в местах, имеющих пониженную прочность из-за неоднородности структуры материала, самопроизвольно изгибается на малые радиусы кривизны.

Вальцевание заготовки, т. е. предварительная гибка с  последующим распрямлением, способствует плавному переходу от упругой деформации к пластичной. При этом повышается интенсивность сопротивления материала пластическим деформациям, бланк равномерно изгибается по всей длине и явление огранки при изгибе исчезает. Вальцевание заготовки также снижает напряжения  в склепанном корпусе, что способствует уменьшению зазоров в продольном шве. Это происходит благодаря уменьшению величин момента внутренних сил при упруго-пластическом изгибе жести.

Вальцевание бланка производится на вальцовочных устройствах, которые разделяются по количеству валков и углу загиба бланка во время вальцовки (рис. 3. 12). Двухвалковые устройства (рис. 3. 12. а), получившие наибольшее распространение из-за простоты конструкции, имеют два приводных тянущих валка 1 и 2. Вальцевание производится с помощью направляющих 3 и 4 и выбросного стола 5.

Бланк, поступающий по приемному столу, изгибается смещенными валками и направляющей на малый радиус гибки. Бланк  разгибается с помощью выбросного стола 5 и второй направляющей 6.

Подготовка  кромок бланка заключается в обсечке углов бланка (обсечка – операция получения заготовки или готового изделия требуемого профиля) и просечке прорезей на кромках (просечка – операция получения сквозного отверстия в заготовке), а также загибе боковых полей в крючки на кромках бланков. Обсечка углов бланка, а также просечка прорезей на кромках производится профильными ножницами, подогнанными по нижним ножам механизма обсечки. Такая схема обсечки и просечки наиболее проста и универсальна, но при этом трудно обеспечить точную установку расстояния между ножами и достаточную чистоту реза.

Применение вместо нижних ножей матриц с профильным отверстием улучшает чистоту реза и стойкость ножей.

Наилучшие результаты по точности и чистоте реза можно  получить, применяя для обсечки сменные штампы с нерегулируемой нижней двусторонней матрицей. Такая конструкция обсечного механизма позволяет производить наладку инструмента вне машины и исключить возможность изменения размеров крючков из-за неправильной установки инструмента.

Для загиба полей бланка в крючки (в разные стороны под  углом 135 – 140 °) применяют одно- и двухоперационные механизмы. Бланк зажимается прижимными губками, а поля загибаются в крючки гибочными планками (рис. 3. 13). Для получения стабильных размеров продольного шва необходимо обеспечить постоянство размеров ширины полей загиба, а также величины угла и минимальный радиус загиба.

Чем меньше радиус загиба полей в крючки, тем меньше крючок пружинится при загибе и меньше возможность уменьшения ширины крючка при склепывании. Однооперационные гибочные механизмы изгибают поля в крючки путем нажима на конец бланка, вследствие чего материал изгибается свободно. При этом в начальный период радиус изгиба зависит от свойств материала. При колебании свойств материала стабильность размеров крючка понижается.

При двухоперационной гибке  гибочная планка первой операции изгибает поля в крючки нажимом на корень крючка, что позволяет получить минимальный радиус изгиба независимо от свойств материала [1].

Формование  корпуса и склепывание продольного  шва. Для создания корпуса бланк с предварительно загнутыми в крючки полями, поданный на формующий патрон, обтягивается при помощи крыльев вокруг сжатого патрона так, чтобы загнутые кромки бланка перекрывали одна другую. Величина перехлеста крючков должна быть больше двух ширин крючков. Обычно для надежного зацепления крючков величину перехлеста делают порядка 3 – 4 ширин крючков. Так как поля бланка загнуты в разные стороны, при расширении патрона крючки зацепляются один за другой и образуется замок шва. Затем с помощью бойка молота застегнутый замок шва сжимается на наковальне (швообразующей планке), образуя продольный шов корпуса. При сворачивании бланка в обечайку полоса жести подвергается упруго-пластическому изгибу.

При свободном изгибе упругой гибкой полосы силой, приложенной  на конце этой полосы, до положения, в котором ее конец развернется  на 180 °, упругая линия изогнутой полосы принимает форму эллипса. Поэтому при свертывании бланк из упругой жести вспучивается на круглом патроне; при этом крючок бланка не попадает на предусмотренное для него место и крючки не захлестываются. Форма крыльев должна быть такой, чтобы в конце сворачивания крыло прижимало бланк к патрону почти по всей его окружности. При изготовлении корпусов из пластичной жести явление незахлестывания крючков обнаруживается реже, так как пластичная жесть более плотно ложится на патрон и крючки лучше устанавливаются на исходную позицию для захлестывания [1].

Для создания плотного шва  особое значение имеют форма и  размеры швообразующей планки, на которой производится склепывание  шва и формируется переходная зона между замковой частью и нахлесткой. Основное требование к планке – создание минимальных зазоров на всех участках шва, что позволяет получить качественную пайку этого шва при наименьшем расходе припоя. Для создания минимальных зазоров в замковой части шва при склепывании достаточно полностью согнуть поля крючков на 180 °, а не создавать давление на нахлестку, так как зазор в последней определяется величиной зазоров замковой части и формой переходной зоны шва.

Регулировка зазоров  переходной зоны продольного шва  осуществляется путем изменения формы переходной зоны планки, а также изменением величины продольного перекрытия шва. Задачами регулировки являются уменьшение свища и уменьшение зазора в поперечых каналах переходной зоны.

Для уменьшения сечения  поперечных каналов переходной зоны дно переходной канавки шовной планки делают ступенчатым, наклонным или наклонно-ступенчатым. Ступенчатое дно позволяет уменьшить поперечные каналы без расплющивания торцов крючка. Наклонное дно может уменьшить поперечные каналы только в результате расплющивания внутренних слоев шва [1].