模具技术：镀锡钢薄壁罐胀形壁厚变化分析
2022-08-29【作 者】崔树平;宋志平;黄特
金属桶罐以其优异的包藏性和阻隔性、良好的机械性能、装演精美以及可回收等优点，广泛应用于包装领域。近年来在人们对产品美观追求和个性化消费潮流的趋势下，不同于传统饮料罐和气雾罐直桶外形的异形薄壁罐正在悄然兴起[1]。它是通过对罐身进行局部膨胀或滚筋成形加工制成形状各异的造型，其市场发展空间巨大[2]。目前国际上发达国家采用先进的气压胀形技术[3-5]，罐坯只经一次胀形便成形为,异形罐，在经济及技术上具有许多优点。但是这项技术应用于工业生产仅10多年，国内这方面的研究还很少，在工艺和技术方面有待进行深入研究和开发。本文将对镀锡钢薄壁罐进行有限元模拟和试验研究，分析成形阶段金属流动情况、壁厚变化、应力和应变分布规律以及罐坯成形极限。
【结 论】
通过使用有限元软件模拟薄壁罐气压胀形过程金属的流动情况，揭示了壁厚变化、应力与应变分布规律，以及罐坯的成形极限，为气压胀形过程控制和进行工艺优化研究提供了可靠的依据。
（1）壁厚减薄量、应力和应变值因部位不同而不同，壁厚减薄、应力和应变的最大值都发生在胀形的最大变形区，此处极易发生皱折和破裂。因此在确定工艺参数和生产过程中应重点控制最大变形部位影响因素(如材料性能、罐坯尺寸、模具形状和摩擦状态等)，以避免成形缺陷的发生。
（2）薄壁罐胀形的中间阶段成形迅速，对成形结果影响最大。调整和控制影响中间阶段成形的各因素(如加载速率等)，可以使成形结果朝着有利方向发展更为有效。
（3）T3镀锡钢材料的极限胀形系数Kmax=1.45,罐坯在此胀形系数以下可以安全胀形。
以下是正文：
