目录1.内装物及设计要求分析 (2)1.1内装物的分析 (2)1.2包装容器设计要求分析 (2)2.包装容器的材料以及规格的确定 (3)2.1包装容器材料的确定 (3)2.1.1金属包装容器以及优缺点 (3)2.1.2金属材料种类的确定 (3)2.1.3金属罐罐口盖材料的确定 (4)2.1.4金属罐的辅助材料选择 (4)2.2包装容器规格以及形状的确定 (5)3.金属罐容器的结构尺寸设计及计算 (7)3.1金属罐外形结构 (7)3.2金属罐的尺寸设计 (7)3.2.1罐身以及顶片尺寸的确定 (7)3.2.2罐口位置及尺寸 (8)3.2.3提手位置以及尺寸 (8)3.3金属罐开启结构设计 (9)4.金属罐的制造工艺 (10)4.1金属罐制造工艺流程 (10)4.2罐身纵缝焊接 (10)4.3罐身与罐盖，罐底的封合 (10)4.3.1封合形式 (10)4.3.2二重卷边 (10)4.4装潢及内外喷涂工艺 (11)4.4.1 内喷涂 (11)4.4.2外喷涂 (11)5.计算校核 (12)6.参考文献 (13)1.内装物及设计要求分析1.1内装物的分析内装物为橄榄油，淡黄色至黄绿色透明粘稠液体，具有特殊的微香气。

密度0.91g／cm3。

凝固点-6℃。

不溶于水。

微溶于乙醇。

溶于乙醚、氯仿。

不干性植物油。

主要成分为三油酸甘油脂，其次为软脂酸和亚油酸的甘油酯。

露置空气中会产酸败。

可以看出对空气中的氧气和水分敏感，对阳光和温度敏感，所以应在避光密封状态下保存。

1.2包装容器设计要求分析由于设计是是食用橄榄油的包装，应保证橄榄油的安全卫生，以及存储过程中不能变质，所以对包装容器的密封性能和安全性能要求较高。

内装物为粘稠状液体，流动性比水差，所以在设计倾倒口的时候，应保证合理的大小。

并且包装橄榄油的容器不能和内装物发生化学反应，要保证内装物化学性质不变。

本次设计的橄榄油为家用实用橄榄油，所以包装容器的容量设计应该合理，如果容量过大，开启后需要较长时间食用完，容易变质变坏，所以本次设计确定包装容器的容量规格为2L。

2.包装容器的材料以及规格的确定2.1包装容器材料的确定2.1.1金属包装容器以及优缺点金属包装容器具有以下优点：1.优良的阻隔性能金属包装容器不仅可以阻隔诸如空气、氧气、水蒸气、二氧化碳等气体，还可以遮光，特别是阻隔紫外光，因此不会引起内包物的潮解、变质、腐败褪色以及香味的变化。

2.优良的力学性能因为金属包装容器刚性大、易操作，能经受碰撞、振动和堆叠，便于运输和储存，使商品的销售半径大为增加。

3.装潢美观金属容器一般都有美丽的金属光泽，再配以色彩艳丽的图文印刷，更增添了商品的美观性。

4.废弃易处理金属容器一般在用完后都可以回炉再生，循环使用。

既回收了资源、节约了能源，又可以消除环境污染。

即使金属锈蚀后散落在土壤中，也不会对环境造成恶劣影响。

缺点：1.化学稳定性差在酸、碱、盐及潮湿空气的作用下，它易于锈蚀。

这在一定程度上限制了它的使用范围。

但现在使用各种性能优良的涂料，使这个缺点得以弥补。

2.经济性差即价格较贵。

这个缺点也正在通过技术进步而逐渐得到改进。

2.1.2金属材料种类的确定镀锡薄钢板是以低碳薄钢板为原材料，两面通过热浸镀锡或电镀锡的方法，使薄钢板两面进行等后或等差镀锡获得的。

因为镀锡薄钢板因锡层无毒、无味、柔软、附着于钢基板上，使之具有良好的焊接性能，并具有光亮的外表。

具有原材钢板的力学性能，同时又有表面锡层的保护，克服了无锡钢板易生锈、不耐腐蚀的缺点，成型的金属包装容器，表面光亮美观，也易于涂饰和印刷，所以镀锡薄钢板在生产中被广泛应用，所以在此我们设计使用这种材料。

罐身，顶片以及底片的材料用0.32mm厚的镀锡薄钢板或者无锡薄钢板。

2.1.3金属罐罐口盖材料的确定由于内装物是食用橄榄油，考虑到不污染内装物，并且具有良好的密封性，罐盖要无毒无味，所以选用高密度聚乙烯制作罐口盖。

2.1.4金属罐的辅助材料选择（1）金属罐内涂料内涂料是指金属罐内表面的涂料，它是为了防止金属罐盛装内装物长期直接接触使金属腐蚀或释放出金属离子污染内装物而必须使用的涂料，主要起保护装物的作用。

内涂料一般有以下几种：①水果型涂料；②谷物型涂料；③肉类型涂料；④一般型涂料。

（2）金属罐外涂料金属罐外壁涂覆涂料一般采用印铁方式，色泽鲜艳、光亮美观、容易保护，集装饰、广告、说明于一体。

主要分为如下几种：①打底涂料。

用于金属表面并与油墨起连接作用，是金属和油墨之间的一层涂料，其作用是使涂膜牢固地附着金属表面上，并能油墨结合良好。

②白色涂料。

主要用于满版白色为底色的金属薄板印刷。

以使印在白色上面的彩色油墨更加鲜艳。

③照光油。

照光油也照光漆，涂布在印刷后的金属表面，能使表面增加光泽、美观，并可以保护印刷面。

同时，也使其增加一定硬度，使表面的涂膜具有一定的柔顺性和耐（4）密封胶密封胶的主要功用是在金属罐的二重卷边内实现密封。

在金属罐使用、装卸、贮存、运输期间、甚至当卷边发生物理撞击时，它都能对罐内装物起到保护作用。

常用密封胶有水性密封胶和溶剂性密封胶。

化学腐蚀性。

2.2包装容器规格以及形状的确定根据GB17343—1998（包装容器/方罐）。

考虑到携带和使用的方便性，我们选择容积为2L横截面为正方形的方罐。

表2-2 II类桶的结构尺寸金属罐的罐型、结构的确定必须考虑包装要求和制造成本等综合因素。

影响成本的因素：圆形罐和其他异型罐相比，不仅制作相对容易，而且用料较省。

因此在设计金属罐时，从节约用料、降低成本这一角度出发，应尽量采用圆形罐，但是同时必须考虑运输的方便性以及携带的方便性，因综合考虑。

此外，二片罐生产线的生产效率比三片罐高，但设备投资远比三片罐大，在确定金属罐的造型结构、进行经济核算时必须考虑这些因素。

应满足内装物的包装要求：在选定罐型时，要根据内装物的特性、包装要求来确定金属罐的结构、形状、封口形状、底和盖以及侧缝的结构等。

此外，在金属罐的盖和底上要不要设置膨胀圈，罐身周围是否需要辊压环筋，都要视生产工艺、运输环境的具体要求而定。

综上所述，由于此次设计的是橄榄油包装金属罐，所以金属罐形状确定为横截面为正方形的三片罐。

3.金属罐容器的结构尺寸设计及计算3.1金属罐外形结构金属罐是由罐身、罐盖、罐底组成的三片罐，罐身纵接缝采用焊接成型，上下口缘翻边成缩颈翻边，与罐底罐底采用二重卷边。

由于此金属罐的内装物为不带气的液体，所以承受的压强较小，为了减少材料的，罐底采用平罐底。

如图3-1所示。

图3-1金属罐3.2金属罐的尺寸设计3.2.1罐身以及顶片尺寸的确定图3-2罐身主视图尺寸图3-3罐身俯视图尺寸罐身的主视图尺寸如图3-2所示，内高为200mm，宽为100mm。

俯视图如图3-3所示，由于罐的截面选择的是正方形方罐，所以俯视图为内边长为100mm的正方形。

计算金属罐的容积为V=200×100×100mm=2L罐身板长度尺寸计算L=98×4+π（10+0.32）+3×2.53=432mm罐身板宽度尺寸计算B=208+3.5=211.53.2.2罐口位置及尺寸为了方便倾倒，罐口位置靠近边缘，尺寸位置如图3-4所示。

罐口半径为15mm，罐口中心距离边缘为25mm。

3-4罐口位置尺寸3.2.3提手位置以及尺寸提手位置及外形尺寸如图3-5所示:图3-5提手位置以及外形3.3金属罐开启结构设计罐盖选用无螺纹的瓶塞式罐盖，结构简单，方便开启，尺寸如图3-6所示。

1-罐盖 2-罐顶图3-6罐盖结构尺寸4.金属罐的制造工艺4.1金属罐制造工艺流程三片罐的制造工艺流程如下：（1）罐顶片（底片）：板料分切→涂油→冲裁成型→圆边→注胶→烘干（2）罐身：板材下料→印刷→裁罐身→成圆→搭接焊结→补涂→烘干（滚筋）→翻边→封底→检验→罐装→封盖4.2罐身纵缝焊接三片金属罐的罐身板经过卷圆成型后，其侧缝需焊接，通常有锡焊和滚焊两种焊接方法。

由于锡焊焊锡中含铅量多，当内装物中含有有机硫化物时，产生黑色的硫化铅沉淀物会堵塞阀门，还会由于乙酸盐和硝酸盐的阴离子作用而溶解，从而引起侧缝的泄漏。

目前罐体纵接缝一般采用电阻滚焊法焊接，即罐体接缝通过电极被熔融以后加压焊合。

这种焊接法最大优点是不用焊锡，除白铁皮以外的钢板都可以使用，由于这种焊缝的强度比钢板本身高，所以不用担心锡焊罐中常常出现的蠕变问题。

4.3罐身与罐盖，罐底的封合4.3.1封合形式三片金属罐的罐身与罐盖，罐底的结合都是采用二重卷边工艺封合的，为保证罐的气密性，卷边必须外涂密封胶。

4.3.2二重卷边罐身，罐顶片和底片使用的是同一种材料，厚度均为0.32mm。

二重卷边尺寸结构如图4-1所示卷边厚度:T=3×0.32+2×0.32+Ʃg=1.7卷边宽度：W=2.6×0.32+2.1+0.3=3.232叠接率：K=E/(W-2.6t-1.1t）×100％=61.77％图4-1二重卷边4.4装潢及内外喷涂工艺4.4.1 内喷涂因为金属罐容易被内装物腐蚀，容器一旦发生腐蚀造成穿孔，就会引起内装物泄露，所以必须对罐内表面进行内涂。

此外，选用的涂料生成的涂层不能和内装物发生不良反应，使涂层从金属上剥落、以至产生碎渣和沉淀物进入阀门，造成堵塞。

常用的涂料是乙烯树脂、环氧树脂和酚醛树脂。

对于侧缝罐，原料板的内面先做辊涂，制罐时沿侧缝会不同程度的露出一些金属，对于这一部分一定要进行侧壁涂的后处理。

4.4.2外喷涂外喷涂是在金属罐的外表面喷涂油漆，使桶表面光滑美观、防止生锈、便于印刷商标、文字等。

其工艺流程为：水分烘干→外喷涂→烘干。

外喷涂目前主要采用喷枪手工喷漆或自动化喷漆，常用的是静电自动喷漆。

喷涂的漆膜厚度、均匀度、附着力等都有一定的要求。

漆膜厚度一般不小于0.02mm，附着力不低于2级。

烘干指的是将喷涂后的金属罐通过远红外烘道，烘干油漆。

烘道一般采用电加热，由链条和托架输送金属罐。

在一些条件较差，自动化程度低的小厂，也常采用自然干燥的形式。

自然干燥优点是节省能源和投资，但效率低、占地大，光泽也不如烘干的好，不能满足高速制罐的需要。

5.计算校核（1）结构尺寸及外观尺寸用通用量具检测，用目测检查方捅外观质量。

（2)气密试验按照GB/T 17344的规定,达到试验压力后保持压力5min 无渗漏。

（3）堆码试验按照GB/T 4857.3的规定，堆码试验时间为24h,经试验后，方桶应无明显变形与破损。

（4）提环拉力试验将提环用适当的方法固定，然后在桶身上沿垂直向下方向加负载至额定值，5min内检查提环及其与捅体连接部位有无破损。

6.参考文献[1] 孙诚,等.包装结构设计（第3版）.北京：中国轻工业出版社，2010[2] 周开明. 销售包装结构设计. 北京：化学工业出版社, 2005。