SE421872B - Forfarande vid framstellning av metallburkar eller liknande foremal, varvid burken eller det liknande foremalet skeres till forutbestemd hojd medelst en lagerstrale - Google Patents

Description

7 8 0 D 4 3 6 -3 burkarnas kanter kan skäras med en hastighet, som är anpassad till bur- karnas produktionshastighet. Om skärhastigheten är lägre än den hastig- het, med vilken burkarna djupdrages, måste nämligen varje djupdragnings- maskin förses med ett antal skärverktyg.

En väsentlig nackdel med det kända förfarandet är att små hack eller s.k. hàrsprickor uppkommer i material över snittet under skärning- en. Dessa hack förorsakar problem vid efterföljande kantböjning och av- tätning. För att komma till rätta med dessa problem, krävs stränga for- dringar bade på kvaliteten och dimensionerna av det material som används.

Detta fenomen med hackbildning begränsar även användbarheten av tunnare platmaterial och de effektivare flänsböjningssystemen för avtätning av burkarna. _ En annan nackdel med det redan kända förfarandet är att den meka- niska kantskärningen endast är framgångsrik om kanten har en viss bredd (vidd), Detta resulterar i onödiga materialförluster. Det faktum att mekanisk kantskärning ger upphov till speciella problem vid icke-runda burkar och särskilt vid burkar med hörn är även detta en nackdel.

Enligt uppfinningen åstadkommes ett förfarande vid framställning av metallburkar eller liknande föremål tillverkade genom dragning *med uttunning, vilket utmärker sig av att man efter dragningen och ut- tunningen skär burken eller föremålet till förutbestämd höjd, medan burken eller föremålet roterar kring sin längdaxel, medelst en laser- stråle. Genom användning av detta förfarande är det möjligt att upp- nå förbättrade deformationsegenskaper hos skärkanten{ Enligt uppfinningen kan dessutom åstadkommas ett förfarande, vid vilket arbetshastigheten för skäranordningen kan anpassas så till pro- duktionshastigheten hos en eller till och med flera djupdragningsmaskin- er, att till exempel endast en skäranordning erfordras för varje djup- dragningsmaskin. D D e _ g En speciell fördel med det nya förfarandet är att uppkomsten av hàrsprickor över skärkanten kan förhindras eller minskas samtidigt some större precision kan uppnås för skärbanan och hos den formade burkens dimensioner, även om tunnare plåtmaterial används. Det material som väljs kan utgöras av ett som i sig självt är mer benäget för hårspricke hackbildning, etc. än de material som tidigare använts, dvs. ett billi- gare material 'annantidigare lcumatvälja.. Även små sprickor eller material- fel som finns i kanten före skärningen blir mycket lättare att upptäcka, vilket sålunda möJiiggör en bättre kvalitetskontroll.

En fördel med uppfinningen är att skäranordningen kräver så gott som inget underhåll. körliga delar kan undvikas, installationen kan göras 7800436-3 3 mer lättillgänglig och någon överdriven förslitning uppträder icke. Pa detta sätt minskas uppenbarligen risken för driftsstörningar. Anordning- en för genomförande av det nya förfarandet är mer användbar i den mening- en att den är tillämpbar på burkar med dimensioner och former över ett brett område. Den är även utan svårighet omställbar från en typ av burk till en annan.

Såsom påpekats ovan, är en annan fördel med det nya förfarandet att burkkantens sammansättning 1 närheten av snittet ur metallurgisk synvinkel är mer lämplig för efterföljande behandling. Det nya förfaran- det tillåter även skärning av smalare kantdelar, vilket leder till av- sevärd materialbesparing.

Det torde till sist påpekas, att i motsats till konventionella an- ordningar med roterande knivar medför avlägsnandet av den avskurna kan- tenínke några problem om den avskurna kanten är böjd. Vid de konvention- alla anordningarna kan den avskurna kanten fastna 1 skärverktyget och/ eller burken.

Det kan påpekas, att användningen av lasrar för skärning av rör- formad metall i sig själv icke är ny. Framtill nu har emellertid an- vändningen av laserstrålar för förbättring av skurna kanters ytbeskaffen- het och metallurgiska egenskaper för att förbättring av deras deforma- tionsegenskaper icke betraktats eller föreslagits som en möjlighet. Sär- skilt vid framställning av burkar, resulterar detta förfarande i själva verket i en avsevärd förbättring. I detta sammanhang torde även påpekas, att det är känt att användningen av laserstrålar endast har en liten och oftas ingen skadlig inverkan alls på materialets mekaniska egenskaper vid den skurna kanten. Några förslag för användning av laserstràlar för förbättring av dessa egenskaper för specifika tillämpningar, t.ex. flänsning eller kragning har emellertid icke framställts tidigare. Även om goda resultat kan uppnås vid användning av lcsrar av dis- kontinuerlig typ, har de bästa resultaten uppnåtts vid användning av lasrar av kontinuerlig typ, särskilt s.k. C02-lasrar. Det är möjligt att förflytta lasern runt burkens kant. Det har emellertid visat sig, att det är fördelaktigare att förflytta burkkroppen framför lasern, som hålles stationär. Höga skärhastigheter kan uppnås, t.ex. 0,25 m/s, med en laser med relativ låg effekt (425 W). Skärhastigheten kan ökas pro- portionellt med lasereffekten och det är möjligt att uppnå skärhastig- heter av minst 1,0 m/s, företrädesvis mellan 1,5 och 2,0 m/s. D Det har visat sig att de enda faktorer som är av betydelse för den effekt som lasern kräver är laserstrålens fokusering och kapacitet.

Lasrar som tillmötesgár fordringarna enligt uppfinningen kan lätt l¿_7soo436+s E+ _ monteras vid förekommande anordningar för skärning till önskad storlek.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifo- gade ritning, vilken schematiskt visar en uppställning enligt uppfinning- en. , _ _ Hänvisningssiffran 1 betecknar ett roterbart vridbord med en dri- vande axel 2. Vridbordet l uppbär ett flertal drivna spindlar 3, vilka var och en är försedda med fastspänningsorgan 4 för fasthållning av genom dragning med förtunning framställda burkar 5. Dessa organ kan an- tingen utgöras av magneter eller vakuumanordningar, eller av varje annan känd och lämplig anordning. En C02-laser 6 är placerad mitt emot sido- väggen av varje burk i det visade läget, och så nära denna sidovägg som är praktiskt möjligt för ostört arbete..

Lasern kan alstra en koherent stnåle med en bredd av 0,05 mm.

Försedda, men icke visade, är även lämpliga monterings- och demonteringsanordningar för montering av burkarna på fastspänningsorgan- en 4 och för avlägsnande av dem därifrån efter kantningen.

Exempel.' En enda laserskäranordning för genomförande av uppfin- ningen inkopplades för mottagande av produktionen från fem maskiner för framställning av ölburkar (diameter 6,6 om) av otätat stàl genom drag- ning med uttunning. Denna anordning var på känt sätt utrustad med en 'roterbar spindel med sugkoppar vid bägge ändar som fortsättning på den roterbara spindeln - en utformning som är lämplig för tillfälligt fast- spännande av burkbottnarna och rotation av desamma runt sina egna axlar.

Mitt emot det ställe där burkkanten skall skäras av, placerades en laser med en kapacitet på 425 W. Skärhastigheten var 0,25 m/s.

D Inga speciella problem uppstod då burkarna bearbetades i ett antal av 600 burkar/min. Vid denna hastighet kunde en skärmaskin hålla undan för produktionen vid fem djupdragningsmaskiner istället för de fem meka- niska skäranordningar som förut användes. Skäranordningen kräver så gott som inget underhåll. ; Deformationskaraktäristikorna för 200 burkar som kantats på detta sätt medelst lasern och 200 mekaniskt kantade burkar (även vid en höjd av ll8 mm) jämfördes. I detta syfte utfördes en deformation liknande den som används vid tillslutning av burkarna. Det visade sig, att deforma- tionsegenskaperna hos de medelst lasern kantade burkarna förbättrades ca 30 % jämfört med samma egenskaper hos de mekaniskt kantade burkarna.

'Det visade sig även, att kassationen av behandlade burkar på grund av sprickbildning i kanterna och vanställande fel minskade från ca 5 per 1000 burkar till praktiskt taget ingen alls, samtidigt som kassation- den av dåligt avtätade burkar kunde skäras ned drastiskt. Det bör påpekas,

Claims (5)

7800436-3 5 att alla fel eller sprickor som finns i materialet i snittområdet före behandlingen icke är inberäknade i dessa siffror. Uppenbarligen kan emellertid dessa snittdefekter upptäckas ännu lättare efter den nya behandlingen, varför kvalitetskontrollen av defekta burkar blir mer selektiv och pålitlig. De ovan angivna deformationsegenskaperna mättes på följande sätt. I de kantade burkarna införs en kon med en toppvinkel pa 75°. Denna kon pressas därpå med konstant hastighet in i burken, varvid ett kraft- förskjutningsdiagram uppritas ända till reaktionskraften från burkkan- ten minskar. Detta är en indikation på att materialet börjar spricka. Konens förskjutning är då en indikation på deformationsegenskaperna. P a t e n t k r a v

1. Förraranoe vid Iramstaiining av metallburkar (5) eller lik- nande föremål tillverkade genom dragning med uttunning, k ä n n e- t e c k n a t av att man efter dragningen och uttunningen skär burken (5) eller föremålet till förutbestämd höjd, medan burken el- ler föremålet roteras kring sin längdaxel, medelst en laserstråle (6)-

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att man använder en lasergenerator som alstrar en kontinuerlig stråle.

3. Förfarande enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t av att man använder en C02-laser.

4. U. Förfarande enligt något av patentkraven 1-5, k ä n n e t e c k- n a t av att man förflyttar den kant som skärs med en hastighet av minst 1,0 m/s framför den stationära lasern (6).

5. Förfarande enligt patentkrav H, k ä n n e t e c k n a t av att man förflyttar kanten med en hastighet mellan 1,5 och 2,0 m/s framför lasern (6). ANFURDÅ PUBLIKATIONER: US 3 838 653 (113-7), 3 994 251 (113-7) Andra publikationer: Electronics international, vol. 46, 1 mars 1973, "700-N laser aims at cutting Jobs", sid. 5E. Welding and Metal Fabrication, januari 1974, M.Hoffman, “The laser's future in metalwork", sid 6-7. _ Schweissen und schneiden, Heft 3, 1975, H. Herbrich, “Nirtschafflich Schmeiden mit C02-Lasern", Sid 94-97.