355ml易拉啤酒罐设计说明书--16

1 内装物分析及选择材料

啤酒是世界上生产量最大的酒种，也是一种含有营养成分而且平衡性良好的饮料。啤酒的性味凉而苦涩，但苦味清爽，苦中有甜，它所含的营养成分绝大部分都能被人体所吸收，适量饮用也有一定的活血、开胃和帮助消化的作用，对高血压、心脏病、迁延性肝炎、胃肠功能紊乱、腹泻、便秘、肾脏病、肺病和神经衰弱等病人的健康恢复有帮助或有积极的治疗作用。同时也可用来代替黄酒作为调料烹调菜肴，具有除腥去膻增香的作用。

啤酒的种类也很多。啤酒按颜色分为有黄啤、褐啤、白啤和黑啤等，按啤酒的生熟划分有生啤和熟啤之分。啤酒除含有糖类、酒精及二氧化碳气体之外，也含有多种维生素、多种矿物质和17种氨基酸。就一般中度啤酒而言，每100克中约含酒精3.4克、蛋白质0.4克，热量142.4千焦，维生素B1O.2毫克，维生素B 0.01～0.11毫克，尼克酸1毫克，钙2～67毫克，一般啤酒含钙为4毫克。含磷15毫克，铁0.3毫克。

所以啤酒包装必须满足防止二氧化碳和水分散失及保持风味稳定性的要求。市场上常用的是玻璃瓶，但是当瓶内二氧化碳压力过高，啤酒瓶经常碰撞，消费者开启方式不当，都有可能产生爆炸伤人的后果。为了尽量减少或避免这种现象出现，这里采用易拉罐装，其安全系数较高，通常不会发生爆炸伤人现象；其次易拉罐啤酒密封性良好，有助于品质保证；再次，携带方便，不易假冒，适合于旅游、野外聚餐等饮用。

易拉罐通常是由铝合金板材经多次变薄拉伸制成的罐身与马口铁制成的罐盖卷封（二重卷封）而成。为了满足内装气压要求，需经过计算来确定材料厚度，一般啤酒内压为0.15～0.7MPa ，由式（1-1）计算可得材料厚度。

0.766.040.154()2[]

2150

b Pd t mm σ⨯=

=

=⨯ （1-1）

根据国家标准GB/T 3880-1997初选铝合金材料为： 板 3003-H16 0.16×1000×1500 GB/T 3880-1997。

2 结构设计[1]

易拉罐质轻，携带方便，则其容量不易太大，市场上主要有355ml的易拉罐，这里也以此为基准设计；为了开启方便，通常设计为易开盖。根据国家标准，有206型与209型两种，其标准如表1所示。此处以209型铝易开盖两片罐来设计。

表 1 铝易开盖两片罐罐身的主要尺寸/mm

2.1 罐身设计

两片罐罐身由侧壁、罐底和口缘三部分构成（如

图1）。

2.1.1 截面形状设计

由于变薄拉伸罐罐身较高，复杂截面成型难

度大，质量也难以保证，故采用圆形截面。圆形

截面罐体在拉伸成型时板材周向各部位变形均

匀，受力平衡，容易保证罐体的成型质量。

2.1.2 口缘、罐底设计

两片罐口缘部分的结构有直筒翻边、缩颈翻

边、双缩颈翻边和三缩颈翻边等几种形式。翻边要图 1 两片罐罐身结构

与罐盖形成二重卷边封合。这里口缘用缩颈翻边

形式。

对于盛装啤酒和充气饮料的两片罐罐底在设

计时要保证轴向强度和弯曲强度的要求。因此采

用如图2所示的形式。罐底内凹，周边为环形支

承面，与罐体用斜面或圆弧过度。这种结构使罐图 2 铝易开盖两片罐罐底结构

底的耐压强度和弯曲强度有很大的提高。

2.2 罐盖设计

由于采用的是拉环式易开盖形式的罐盖，其主要尺寸如表2所示。其主要结构如图3、图4所示。其材料厚度约为罐身的两倍，设计为0.3mm。

表 2 易开盖的主要尺寸和极限偏差/mm

图 3易开罐盖结构形式图 4 拉开式易开罐盖

罐盖与罐身是二重卷封密封的，其结构如图5所示。

（1）卷边厚度（T）。卷边厚度T是指卷边外部测得的垂直于卷边叠层的最大尺寸。其计算公式如下：

T＝3t c＋2t b＋∑g

=3×0.3+2×0.16+0.16=1.38(mm)

式中t c———罐盖坯板厚度，mm；

t b———罐身坯板厚度，mm；

∑g———层间间隙之和，约为

0．15～ 0．25mm。

卷边厚度T受卷边轮封卷压力影响，一般压力

大T值小，压力小则T值大。图 5 二重卷封结构（2）卷边宽度（W）。卷边宽度是指从卷边外部测得的平行于卷边叠层的最大尺寸。其计算公式如下：

W＝2．6t c＋BH＋L c（2-2）

=2.6×0.3+1.6+0.3=2.68(mm)

式中BH———身钩长度，mm；

Lc———身钩空隙，mm，要求越小越好。

卷边宽度大小还受压辊沟槽的形状、卷封压力及下托盘推力等因素影响。且身钩长度BH对罐的影响较大，一般来说，BH值小，容易产生渗漏现象，BH值太大则容易产生垂边，故身钩长度BH必需适中。

（3）埋头度（C）。埋头度是指卷边项部至盖平面的距离，它一般由上压头凸缘厚度决定，即：

C＝W＋α（2-3）

=2.68+0.16=2.84(mm)

式中W———卷边宽度，mm；

α———修正系数，一般为0．15～0．30mm。

（4）罐身身钩长度（BH）。罐身身钩长度是指罐身翻边向内弯曲成钩状的长度。其值为1．6mm。

（5）罐盖盖钩长度（CH）。罐盖盖钩长度是指罐盖圆边翻向卷边内部弯曲部分的长度,取决于头道压辊沟槽的形状，其值与身钩基本一致，为1.6mm 。

（6）叠接长度（OL）。叠接长度是指二重卷边成型后，卷边内部盖钩与身钩

相互叠接的长度。其计算公式如下：

OL＝BH＋CH＋1.1t c－W （2-4）

=1.6+1.6+1.1×0.3-2.58=0.95(mm)

式中BH———身钩尺寸，mm；

CH———盖钩尺寸，mm；

t c———罐盖坯板厚度，mm；

W———卷边宽度，mm。

（7）叠接率（KOL）。叠接率是表示卷边内部钩盖与身钩相互叠接的程度。其计算公式如下：

KOL＝｛OL／［W－（2．6tc＋1．1tb）］｝×100％（2-5）

={0.95/[2.68-(2.6×0.3+1.1×0.16)]} ×100%

=55.1%

式中KOL———叠接率，％；

OL———叠接长度，mm；

W———卷边宽度，mm；

t c———罐盖坯板厚度，mm

t b———罐身坯板厚度，mm；

3 工艺流程

3.1 罐盖加工工艺过程：

板料分切→冲裁成型（含铆钉鼓包）→铆钉成型→压开口槽（安全折叠）→压痕→嵌拉环→铆合→圆边→涂胶→烘干

3.2 罐身加工工艺过程：

板料分切→涂油→落料预拉伸→二次拉伸→多次变薄拉伸→罐底成型→修切口边→清洗→外印涂→内涂→缩颈、翻边→检验

3.3 罐身坯料计算

铝易开盖两片罐罐体是经过预拉伸，然后再经过多次变薄拉伸成型的，根