CN1007412B - 加固罐头底盖成型方法和设备 - Google Patents

Abstract

加固的抗压罐头底盖的成型方法，包括以下工序：取一坯料(B)；在第一变形工序中使其变形，形成有一中央部分(CP)、一圆角、截头锥形壁和一环形凸缘的带凸缘的杯形结构；然后第二次使其变形，使中央部分(CP)和凸缘偏离一公共平面，把圆角变成一加固圈(Rr)，用两对在相同工作位置的可相对移动的同轴金属成型刀具完成上述两道成型工序。

Description

本发明系罐头底盖的成形方法和设备，这种罐头底盖在卷边接合为成品包装罐头时，有高度的抗内压性。

制造这种抗压罐头底盖的一种典型的传统方法公开在1978年8月29日颁发的，以弗雷迪R.舒尔茨（Freddy    R.Schultz）的名义，并且转让给美国铝公司（Aluminum    Company    of    America）的第4，109，599号专利中。根据该专利中揭示的一种方法，一块金属坯料板定位在一对模具之间，该对模具移动以剪切坯料的边缘，然后一冲头降下，使此时的圆形坯料围绕一环形圈成形为有一周缘、一截头锥形壁、一圆角和底盖板的一底盖壳。然后，把该底盖壳从第一套模具中取出，放入第二套模具，底盖壳的周缘在第二套模具中被卷成向下的周缘，以适于进行双重卷边接缝加工。

然后将底盖壳置于另一对模具之间，该对模具在彼此相对移动时，使圆角成形为与同时形成的拱凸中央板毗连的一加固沟或环形槽。这种加固沟或环形槽使罐头底盖的抗压能力增大，因为环形槽的深度相对于中央板的增加和中央板绷紧的曲面起到了加固作用。据说这种类型的加固能使罐头底盖的标准厚度减少百分之十到二十，同时保持传统罐头底盖的抗压能力。但是，该发明也承认在制造这种类型的抗压罐头底盖中起作用的两个矛盾的原理，即，加深环形槽和绷紧其曲面起增强抗压性的作用，但拉伸加工对金属有减薄效果，因而起减小抗压性的作用。

在肯定传统的方法和设备的同时，认识到这种已知方法还存在其它缺陷也是重要的，特别是当坯料或底盖壳必须在第一套模具和第二套模 具之间传递时，实际上必然产生找正和/或公差的问题，更不用说仅仅因为传递本身所占用的时间增加了总的成形加工时间这一简单事实了。此外，还常常见到，在成形加工之前给坯料上漆、在不同的模具中成形和/或在不同的模具之间传递增大了漆膜或珐琅龟裂或使封装着底盖已卷边接合的罐头的最终产品露出金属的可能性。后者将造成不希望有的产品损耗。

在一系列不同的模具中加工抗压罐头底盖-坯料必须在这些模具之间传递-的另一缺点，简单地说就是不能保持容许公差，特别是关于总的同心度、凸缘高度和钩的长度。这三个因素共同确定完成双重卷边接缝的大范围的最终均匀性，这对产品储存期限和/或耐久性又会是有决定性的。

本发明的一个目的是提供一种新颖的用于加固的抗压罐头底盖的成形方法和设备，其中有一单套模具，没有任何形式的金属坯料传递或移动，开始成形操作以后，利用该单套模具使加厚金属选择定位在罐头底盖的外截头锥形圆周壁和加固埋头孔圆角的交界处，同时使较薄的可变形壁部分位于罐头底盖的板圆角和圆形中央板之间，以便在没有金属露出的情况下形成一个增强的加固部分，并具有传递和吸收力的柔性，以及包括凸缘高度、钩的长度和同心度的最佳公差。

根据本发明的第一方面，提供一种加固的抗压罐头底盖的成形方法，该方法包括以下工序：提供具有一中央部分和一圆周部分的实质上平的一金属坯料;沿第一方向对该坯料的圆周部分施加第一力，使该圆周部分偏离该中央部分的平面变形，并使该坯料总体形成一个带凸缘的杯形结构，该杯形结构由一中央部分、一圆角、一截头锥形壁和一朝着中央板方向开口的浅环形沟状凸缘确定;沿与第一方向相对的第二方向对该凸缘施加大于第一力的第二力，同时夹紧该中央部分，在没有约束 的情况下，至少使该圆角金属的一部分偏离该中央部分的平面，朝着与该凸缘相反的一侧并沿着与该凸缘开口方向相同的方向再成形，所述第一和第二方向确定所述第一和第二力的一次往复的相对的施力路线。

相应地，该第一变形工序通过使该坯料在一模型上变形来完成，该模型包括两个彼此分隔的用于加工所述圆角的环形凸肩，因此，该圆角包括在靠近该凸肩之一形成的一加工硬化边区域，在该第二变形工序期间，该圆角的这个加工硬化区域使加固圈的至少一部分的壁厚大于第二变形工序之前该圆角的壁厚。

杯形结构的中央部分或凸缘在第二道变形工序期间可被夹紧。

在一实施例中，所述第一道变形工序分成两步进行，所述第一步包括把该坯料的圆周部分弯曲大约为一直角，以使该坯料形成一裙板，所述第二步包括相对于该裙板拉该中央部分，该裙板被支撑在一支座部件上变成一环形凸缘。

根据本发明的第二方面，提供用于形成加固的抗压罐头底盖的设备，该设备包括：用于形成有一中央部分和一圆周部分的一实质上为圆形平面的金属坯料的装置;用于沿第一方向对该坯料的圆周部分或中央部分施加第一力的第一力施加装置;第一支座装置，在第一力施加装置操作期间分别支撑该坯料的中央部分或圆周部分，使该圆周和中央部分相对变形，因此，该部分从一公共平面偏离，从而使坯料总体形成一带凸缘的杯形结构，该杯形结构由该中央部分、一圆角、一截头锥形壁和一环形凸缘确定;用于沿与第一方向相对的第二方向对该凸缘或该中央部分施加第二力的第二力施加装置;第二支座装置，在该第二力施加装置操作期间分别支撑该中央部分或该凸缘，在没有约束的情况下，至少使该圆角金属的一部分偏离中央部分的平面，并朝着与该环形凸缘相对的一侧变形，从而形成一环形加固埋头孔圆角，所述设备的特征在于： 该第一和第二力施加装置以及第一和第二支座装置都是同轴的，并且设置在同样的工作位置。

相应地，所述第一和所述第二力分别施加在该坯料的圆周部分和环形凸缘上，或分别施加在该坯料的中央部分和该杯形结构的中央部分。

与该坯料的中央部分相配合的第一力施加装置或第一支座装置最好包括一对彼此分隔的、同轴的凸肩，用于形成该圆角的一加工硬化边区域和拉延的中央区域。

相应地，与一杯形结构的中央部分的内表面相配合的该第二力施加装装置或第二支座装置的周缘经加工成形，与所述其它第二力施加装置或第二支座装置一起，确定一精选的环型空腔，以在其中形成一预定曲率半径的加固圈。

在该第二力施加装置操作期间，该第二支座装置最好与另一支座装置共同作用，夹紧其间的该杯形结构的中央部分或该凸缘。

根据本发明的第三方面，提供一种加固的抗压罐头底盖，它包括：一金属坯料，它有一总体为圆形中央板、连结该中央板与一总体为截头锥形圆周内壁的板圆角，该截头锥形圆周内壁朝所述板圆角的方向汇合，板圆角与所述中央板确定一总体为内截头锥形空腔，当罐头底盖卷边连接到相应的罐身上时，该内截头锥形空腔承受内压，一环形外开口的加固埋头孔圆角，连接所述截头锥形圆周内壁和一总体为截头锥形圆周的外壁，所述截头锥形壁沿离开所述埋头孔圆角方向呈相互分离的关系，所述外截头锥形壁与用于和一罐身卷边接合的一凸缘汇合，所述金属坯料有一标称的未成形厚度，反映在所述中央板的未成形部分的横截面厚度上，所述加固的抗压罐头底盖的特征在于：至少所述埋头孔圆角的一部分的横截面厚度大于所述中央板的未成形部分的横截面厚度。

所述埋头孔圆角的较厚部分最好紧靠所述外截头锥形壁。

相应地，在所述圆形中央板和所述板圆角之间有一柔性环形壁部分，该柔性环形壁部分从所述圆形中央板到所述板圆角的横截面厚度逐渐变薄，借此转移在罐头的使用和/或碰撞时所受到的力，这种力可能会使罐头产生不希望有的变形。

现在参照附图，通过仅仅举例的方式描述本发明的实施例。

图1是一般的轴向截面图，表示包括冲头和模具的一台压力机的部件，并且表示出作为冲头部件的靠流体（最好是压缩空气）操作的再成形垫，以及作为模具部件的锯齿形环和机械操作的起模环，图中所示刀具处于第一或成形操作结束的情况，其中坯料被加工成由一圆形中央板、一圆角、一截头锥形壁和一环形凸缘确定的总体为杯形的结构。

图2是图1的拉冲头、再成形垫、锯齿形环和起模环的放大的局部横截面图，并表示坯料在剪切冲头和模具的剪切棱之间正被剪切之前与平金属坯料相关联的这些部件。

图3是图2的刀具的放大的局部横截面图，并表示冲头操作的下一步工序，在该工序中，坯料在剪切冲头和模具剪切棱之间被剪切。

图4是图3的刀具的放大的局部横截面图，并表示拉冲头的凸形轴向端面对坯料的圆周边部分施加直接向下的力。

图5是图4的刀具的放大的局部横截面图，并表示金属坯料的中央部分被夹紧在再成形垫和锯齿形环之间的状态。

图6是图5的刀具的放大的局部横截面图，并表示拉冲头和起模环同步向下移动，此时金属坯料的圆周边在拉冲头和起模环的相应凸形和凹形相对表面之间被导引。

图7是图6的刀具的放大的局部横截面图，并表示拉冲头位于其行程下部以及金属坯料跨接锯齿形环的一朝外开口的环形槽。

图8是图7的刀具的放大的局部横截面图，并表示拉冲头和起模环 向上移动期间罐头底盖的两组虚轮廓线和一组实轮廓线位置，此时，凸缘被夹紧在起模环和拉冲头之间，预先形成的罐头底盖的圆角逐渐形成一加固埋头孔圆角。

图9是图8的刀具的放大的局部横截面图，并表示加固埋头孔圆角已全部形成时刀具的位置。

图10是图9的刀具的放大的局部横截面图，并用实轮廓线表示靠收回再成形垫释放夹紧力，用虚轮廓线表示在完全成形的罐头底盖最后排出之前起模环的位置。

图11是图10的刀具的放大的局部横截面图，并表示冲头和模具完全张开，起模环处在使完工的罐头底盖能够排出的位置。

图12是根据本发明制成的加固的抗压罐头底盖的局部横截面图，并和一曲线图一起表示与本发明有关的各处不同的壁厚。

图13是处在与图7所示相同位置的本发明的一改进型的刀具的放大的局部横截面图，并表示一改进型的再成形垫，其中的圆周面和端面通过一圆角、一圆柱面和一斜角面跨接。

图14是图13中的刀具的放大的局部横截面图，并表示由图13中的刀具加工成的圆角靠起模环和拉冲头的向上移动而进入一环形区域再成形，该环形区域部分地由再成形垫和斜角以及圆柱面围成。

图15是包括另一冲头和模具的另一压力机的一般局部轴向截面图，并表示其刀具处于形成图18的罐头底盖或壳的形状的位置。

图16是图15的一拉冲头、再成形垫、锯齿形环和起模环的放大的局部横截面图，并表示与金属坯料相关联的这些部件，该金属坯料已在剪切冲头和模具的剪切棱之间被剪切。

图17是图16的刀具的放大的局部横截面图，并表示冲头操作的下一步工序，在该工序中，坯料被加工成具有一中央部分和环形裙板的 浅杯状物。

图18是图17的刀具的放大的局部横截面图，并表示图17的浅杯状物已经被再成形为带反向开口凸缘的杯状物以后刀具位于其冲程下部。

图19是图18的刀具的放大的局部横截面图，并表示加固埋头孔圆角已经完全形成时刀具的位置。

首先参照附图的图1将会对本发明有最好的理解，图1表示传统的多模双动压力机的一部分，其总体由参考数字10表示。压力机10包括一冲头11和一模具或垫块组件12。垫块组件12是压力机10的框架（未示出）的一固定部分，而冲头11以传统方式-例如借助在完全闭合或下死点位置（图1）和完全张开位置（图11）之间的偏心轮或凸轮-上下移动。

模具或垫块组件12包括一普通的朝上开口的圆柱形凹座13，其中装有一深冲模座14，14通过数个六角螺钉15固定在组件12上，六角螺钉15装在数个带埋头孔的孔16中，并且拧入组件12的螺纹孔17。有六个这样的孔16和六角螺钉15等间隔地环绕深冲模座14排列，组件12上加工出六个同样间隔排列的螺纹孔17，用于在凹座13中把深冲模座14牢固地安装到组件12上。深冲模座的底面（未标数）有一轴向孔18，一出坯起模环推杆21的上部20在孔18中上下移动。

深冲模座14的底面（未标数）还有四个埋头孔22，其中只有一个表示在图1中，还有六个螺钉23装在各埋头孔22中并拧入一锯齿形环25的螺纹孔24，锯齿形环25坐在深冲模座14的朝上开口的浅圆形凹座29中。锯齿形环25和冲头11的再成形垫或拉冲头夹持垫35-后文将有更充分的描述-相配合以共同构成夹紧金属坯料 B的中央板CP（图2）的装置，金属坯料B的外圆周边或圆周边部分PE与中央板CP共平面。实质上，坯料B的中央部分或中央板CP被夹紧在锯齿形环25的比较平的圆形端面26和再成形垫35的一个类似的平的圆形端面36之间（图2）。

锯齿形削环25还包括一普通圆柱形或外圆周表面27，表面2627通过装置40（图2）跨接，40用于在形成有点棱角的圆角R（图7）时，使坯料B受到自由张拉，圆角R由一对凸肩或圆角部分Rb和Rc确定，Rb和Rc通过大致平的一环形斜角壁部分Rt跨接（图7）。张拉装置40包括一对环形凸肩41、42，其间是一朝外开口的环形槽43。凸肩41、42的半径分别是0.030英寸和0.065英寸，环形槽43的半径是0.010英寸。从锯齿形环25的轴向端面26到凸肩42的圆角轴的轴向距离是0.015英寸，从锯齿环形25的轴线到圆角41轴线的距离约为0.976-0.977英寸。

锯齿形环25的下部（未标数）被一径向槽28横断，槽28把锯齿形环25的端部变成一对腿30、31。该径向槽28供套筒105往复移动，形成起模环60的径向十字轴（未示出）部分，后文将更充充分地描述之。锯齿环25的各腿30、31上分别有一垂直槽32、33，起垂直限制起模环60的往复运动的作用。

深冲模座14还包括六个等间隔环绕的孔34和六个等间隔环绕的盲孔45。各孔34容纳一起模顶杆47的减径端部46，各盲孔45安装一压力弹簧48。

压力弹簧48顶在传统的深冲模70的下表面（未标数），深冲模70以传统方式与冲头11的剪切冲头75和一剪切棱或环形落料模76配合，落料模76由一模座或模具组件78支承，78通过数个六角凹头螺钉和螺母81固定在垫块组件12上。普通的向下运动传给冲 头11时，剪切冲头75落下，-后文将更充分地描述-深冲模70、剪切冲头75和剪切棱76的相互配合作用使坯料B的圆周边PE被冲切或修剪成由剪切棱CE限定的圆形，当然，废料W在压力机10的正常操作期间最终随之排出。

起模环60包括一外圆柱面61和有一槽（未标数）的内圆柱面62。该起模环或环形成形部件60包括跨接圆周面61和62的一圆周端面64（图2）。该圆周端面64包括朝上开口的凹面槽65、内侧的轴向环形表面66和外侧的轴向环形表面67。表面66径向比表面67长，并稍高于表面67（0.030英寸）。会聚面65通过67在向下或成形冲程操作期间引导坯料B的圆周边部分PE的向内滑移，并在向上或再成形行程期间起固定或夹紧作用，对此，后文将作更充分的描述。向下移动通过拉冲头80的下落传给起模环或环形成形部件60。在这一向下移动期间，起模顶杆47也向下移动，使起模顶杆圆盘91与缓冲器固定板92脱离接触，进而压缩一有预载弹簧93，对该弹簧93施以大约2，000磅的力。起模顶杆47和起模顶杆圆盘91的同样的向下移动传到压缩一压力弹簧95的起模顶杆分离器94。弹簧93、95以传统方式操作，但对此后文将作更充分的描述。

缓冲器固定板92通过数个六角凹头螺钉96固定在垫块组件12上，螺钉96插入缓冲器固定板92上的一埋头孔97并拧入垫块组件12的螺纹孔98。垫块组件12还包括一螺纹孔101，起模环出坯缓冲器垫103的放大的螺纹部分102拧在孔101中，缓冲垫103有一轴向孔104，出坯起模环顶杆21在孔104中上下移动。

冲头11包括一落料冲头滑座组件110，一传统剪切冲头夹持器 111通过一落料压头附件112（只表示出一个）和一连带的调节螺钉113安装在110上。剪切冲头75包括一剪切冲头夹持器夹紧螺母114，剪切冲头75以传统方式固定在剪切冲头夹持器111的下端。

一内活塞或拉冲头杆120安装在剪切冲头夹持器111中上下移动，它包括一孔121、一埋头孔122和一内螺纹端部123。拉冲头80的一连结部83的螺纹部分拧入该内螺纹端部123。拉冲头80包括一轴向孔84和由拉冲头80的圆周裙板或环形成形部件86限定的一埋头孔85。该埋头孔85部分地由一内圆柱表面87限定，表面87与再成形垫35的一相同形状的外圆周表面37紧密滑动接触。再成形垫35的圆柱表面37和轴向端面36通过装置38跨接，38与端面36形成约为120°钝角的斜角环形表面。在圆周表面37和斜角环形表面38之间是一个类似的钝角。装置38起防止涂层C-例如漆或珐琅-龟裂或被擦掉的作用，从而在成形和再成形操作期间防止坯料B的最终成形的内表面露出金属。相同的装置38或斜角环形表面38与拉冲头80的截头锥形表面86（16°）配合作用，在其间确定用于形成一向下开口的环形和扩张型空腔130，在起模环或环形成形部件60的向上行程或移动期间，已形成的圆角R（图7）可在没有导向或约束的情况下容易地再成形（见图8和9），以最终形成一环形加固埋头孔圆角Rr，后文将再加以充分的描述。

截头圆锥形表面88与一对凸面圆角136、137汇合，136、137通过一总体平的环形表面138跨接。圆角/表面136到138的曲率与槽64的表面65的曲率相对应，它们在坯料B最后成形（虽然尚未再成形）的向下或成形冲程期间一起对金属的向内滑移提供附助导引（图7）。

一六角螺钉140拧入一拉冲头轴或活塞141的螺纹孔（未标数），141有一盲孔142、数个密封垫143和一圆周凸缘144，144可向下坐在拉冲头连结部83的一环形轴向端面145上。埋头孔或空腔122通过孔道121连接到流体压源，例如一氮气瓶和一连带的调节器组件或一带有适当阀门调节和控制的空气放大器，这类流体压源简单地用箭头P1表示。内活塞或拉冲头杆120也靠流体压力向下推动，该流体压力来自经过适当调节的与P1相同或不同的压力源，施加在拉冲头杆上的压力由图1中带有箭头的参考字符P2概括表示，尽管压力P1、P2可以是相等的。例如，压力P1可低至每平方英寸600磅，在每平方英寸1，000磅时，加在活塞141上的压力约为每平方英寸1，060磅。压力最好比较高，特别是向下施加在拉冲头杆120上的压力P2，因为该压力在向下或成形冲程期间要从杆120通过拉冲头80、起模环60和起模顶杆47传递，打开起模顶杆圆盘91和起模顶杆分离器94，从而对弹簧93、95加载，在再成形、杆120的返回或向上行程时，弹簧93、95提供机械力，向上顶起杆47和起模环60，使坯料B从图7中中所示的状态再成形为图9中所示的状态。

现在参照附图的图2至11描述压力机10的操作，当然，假定冲头11的落料冲头滑座组件110已经向上收起至其张开位置（图11），坯料B如图2所示定位，但当然是支承在起模环60的环形平面66上。提供压力P1和/或P2的装置已经启动，因此拉冲头活塞141的凸缘144向下坐在拉冲头80的连结部83的环形面145（图1）上。这使再成形垫35的轴向端面稍高于拉冲头80的环形平面138（图2）。起模顶杆圆盘91和起模顶杆分离器94的上端面（未标数）与缓冲器固定板92的下表面（未标数）邻接（图1）。

传统的偏心器或凸轮装置使剪切冲头夹持器111降下，使剪切冲头75与坯料B的圆周边部分PE接触（图2），然后，切割PE（图3），形成剪切棱CE。在此位置（图3），坯料B的圆周边部分PE轻轻夹在剪切冲头75和对面的拉模70之间，拉模70轻微压缩弹簧48。

向下作用在杆120上的压力P2继续向下移动拉冲头80，使坯料B的圆周边PE开始变形（图4），此时，在相应的锯齿形环和再成形垫25、35的表面26、36之间的中央板CP未受夹持。圆周边PE从剪切冲头75和拉模70之间逐渐被向内拉进（比较图3和图4）。

作用在杆120上的连续向下的流体压力P2逐渐向下移动拉冲头80（图5），直至再成形垫35的表面36接触坯料B的中央板CP，并与相对的锯齿形环25的表面26一起夹住该中央板CP。到这一位置（图5）以后，在继续进行第一或成形操作期间，中央板CP保持夹紧在再成形垫35和锯齿形环25之间。

最后，拉冲头80下落到一个位置，在此位置，力P2不仅传给坯料B的圆周边PE使其成形，而且通过该圆周边直接作用在起模环60上，将其向下压（图6）。在此动作期间，随着坯料B逐渐成形为最终的带棱角的圆角R（图7），槽64和表面136至138起引导金属向内滑移的作用。在从图6中所示到图7中所示起模环60的位置，拉冲头80的向下移动不仅迫使起模环向下，而且这个力P2从起模环60通过起模顶杆47（图1）传到起模顶杆圆盘91，并从圆盘91传到起模顶杆分离器94，从而对弹簧93和95加载，以使压力机10在其返回或再成形行程中获得大约2，000磅的机械力。因此，除对弹簧93、95加载以外，拉冲头80还形成凸缘160的最 后结构（见图12），并通过延展或张拉圆角Rb和Rc之间的中央部分Rt形成带棱角的圆角R（图7）。正如后文将更充分地描述的那样，Rt面积上的张拉据信可使完全成形的罐头底盖150的环形壁部分152（图12）具备显著增加的柔性，而随着Rt最终再成形为加固的埋头孔圆角Rr（图9），圆角部分Rb的加工硬化在图12的分界线L6和L7之间的埋头孔圆角155的一部分造成一个“弯曲”或一个超出“标称”厚度的增厚部分。因此，在从图2中到图7中所概括表示的位置，靠压力P2有力地向下移动的拉冲头80有效地施加了足以使坯料B的圆周边部分PE变成图7的坯料B的形状，虽然尚未再成形。

在落料冲头滑座组件110和剪切冲头夹持器111没有任何位置变化，而且夹紧装置25、35-即锯齿形环25和再成形垫35-对其间的坯料B的中央板CP的夹持作用没有任何形式的减轻的情况下，开始再成形或返回行程。当弹簧93、95克服调小了的压力P1和/或P2，推动起模顶杆47向上（图8）时，罐头底盖150的凸缘160被固定或夹紧在拉冲头80的表面136至138和起模环60的表面65之间，同时逐渐向上移动，使带棱角的圆角R（图7）变形，逐渐离开坯料B的中央板CP的平面，如图8中用实线表示的初始阶段。比较图7和图8，可以看出图7中的圆角部分Rc从图7中所示的位置逐渐倒退，最终达到图9中的位置，而同时圆角部分Rt在没有约束、导向或限制的情况下逐渐变形，进入环形沟或空腔130直至完全形成加固埋头孔圆角（图9中的Rr或图12中的155）。可是，起模环60和拉冲头80在按照上述的图8和图9中所示的位置之间移动时，与加工硬化部分Rb相反，前述的圆角R的张拉部分Rt往往更快地变形或弯曲，这一特点在分界线L6、L7（图12）之间 造成一个比较致密的圆角Rr和加固的加厚“弯曲”。

当返回或再成形行程结束时（图9），加在拉冲头轴141（图1）上的压力P1解除或减小，随着起模环60继续其在弹簧93和/或95的机械力作用下的向上返回，坯料B松开，直到靠起模环60到达图10中的虚线位置。此后，剪切冲头夹持器111机械性地收回到图11中所示的最终位置，在该位置，罐头底盖可按常规排出。

现在参照附图的图12，该图最好地图解了由参考数字150概括表示的加固抗压罐头底盖产品。

罐头底盖150包括大致为圆形的中央板或板部分151、一柔性环形壁部分152、一板圆角153、一截头锥形圆周内壁154、一环形外表朝上开口的加固埋头孔圆角或沟155、一截头锥形圆周外壁156、一圆角157、一环形端壁158和一圆周边159，157、158和159三部分共同确定一凸缘160，它以常规方式用于双重卷边接合罐头底盖150与罐身。

一曲线G与图12中的罐头底盖150相联系，通过图解表示罐头底盖150从中央板151到截头锥形圆周外壁156的横截面厚度的变化。曲线G描绘了尺寸或厚度沿纵坐标变化的百分比，横坐标描绘以埋头孔圆角155为“0”点的尺寸变化。底盖是-206直径“卡森（Carson）”壳。

罐头底盖150的圆形中央板151的尺寸或横截面壁厚由参考字符Th概括表示，在曲线G上，这个“标称”厚度由“100”处的水平虚线表示。线L1表示圆形中央板151和柔性环形壁部分152之间的分界点，尽管必须指出，线L1的位置不精确，但它足够了解本发明和整个罐头底盖150的尺寸或壁厚的变化。后文将清楚地表明这一点。线l1用来标定分界线L1和曲线G上的一点P1，以表示在点 P1的右边，中央板151的“标称”或未成形厚度相当于开始成形操作之前的坯料B的“标称”厚度，分界线L2表示柔性环形壁部分152的外侧范围，从L2到点P2的线l2表示曲线G上的柔性环形壁部分152的横截面厚度从点P1到点P2逐渐变薄。

另一条分界线L3与L2划分出板圆角153的范围，板圆角153的中线由线C3表示。线l3连接线L3和曲线G上的一点P3，而另一条线l4连接线C2和曲线G上的一点P4，通过点P2和P3之间的曲线的形状表明板圆角153的壁厚或尺寸基本上是从线L2减小，然后在线C3（点P4）区域增大，之后朝着点P3与线L3，横截面的厚度再次突然减小和增大。大致在点P4区域增大的厚度与在点P1和P2之间环形壁部分152的逐变薄相比较，表明环形壁部分152比中央板151和板圆角153更易于变形，从而使环形壁部分152在遇到野蛮使用、超内压力、或类似情况下一定能够变形。

另一条分界线L5与线L3划分出截头锥形圆周内壁154。从分界线L5到点P5的线l5划定截头锥形圆周内壁154的壁厚或尺寸恰好从离开点P3处朝着点P5-未完全到点P5-减小。

分界线L5和另一条分界线L6之间划分的是加固埋头孔圆角155，在这两条线之间是表示埋头孔155的圆角的线C4和指示埋头孔155的底的线C5，另一条分界线L7标示在分界线L6径向内侧。线l6和l7分别连接相应的线L6、L7和曲线G上的点P6、P7。同样地，线l8和l9分别连接线C4、C5和曲线G上的点P8、P9。后者描述的结构的含义是点P6和P7之间的厚度从“标称”值显著增大，这在分界线L6和L7之间并且径向稍微离开线L6外侧处使材料加厚、压缩、或凸起。这一区域的材料明显地从外部“弯 曲”，埋头孔圆角155的外表面（未标数）部分和大致在分界线L6和L7之间的截头锥形壁156朝该壁156的外表面161向外凸出，当然，从曲线G上看，截头锥形壁156在点P6之外逐渐变薄。在分界线L6和L7之间的埋头孔圆角的Rf部分大致相当于圆角Rb（图7），据信圆角Rb在开始成形操作期间轻微地加工硬化，这种伴随的柔性减小不仅使圆角R能够不受约束地再成形（图8和图9）为图9中圆角Rr的形状，而且使金属能够在这同一区域（线L6和L7之间）聚集。在埋头孔圆角155中，大致在罐头底盖150的径向外侧部分Rf（图12）的厚度的增大造成预期的底盖加固，而环形壁部分152的逐渐变薄产生预期的底盖柔性。

当然，如前所述，图12的罐头底盖在不露出金属的情况下制成，罐头底盖的内表面（未标数）上的涂层C基本上保持均匀和连续。当然，这是在凸缘高度（F）、凸缘长度（Lf）和同心度（D）（图12）都确实不超出设计公差的情况下达到的。

本方法和设备的变化对于那些熟悉这方面技术的人将是显而易见的，这些变化被认为属于包括对前述各种元件的各种改进和变更的本公开的范围之内。作为例子，参照图13和14，其中所示类似于图7和9，但以标有撇号“    ”的参考数字表示与图7和9中各自图示的相同结构。在此例中，通过改变跨接表面36′和37′的联结表面170到172的总体结构改进了再成形垫35′。表面170是斜角结构的，类似于再成形垫35的表面38，但是，表面172在相应的锯齿形环25′的圆角41′的径向外侧，其结果是向下开口的环形空腔130′在圆柱形表面171突然变窄。因此，正如通过简单地比较图9至10中的圆角Rr和图14中的圆角R′r所极容易地显现的那样，在起模环60′的向上返回行程或再成形过程中，圆角R′r“致 密”。这使加固埋头孔圆角155′比如加固圆角155具有更大的刚性。

基本上变更或掉换再成形垫35和拉冲头80相对于锯齿形25和起模环60的位置，也是显而易见和属于本发明范围之内的。也就是说，由拉冲头杆120支撑锯齿形环25和起模环60以及由模具或垫块组件12支撑再成形垫35和拉冲头80明显是属于本发明的范围的。

上述的改进表示在附图的图15中，其中表示的压力机或刀具组件210包括一种冲头或上部刀具211和一模具或下部刀具212。上部刀具211包括一剪切冲头或套筒275、在剪切冲头或套筒275内的一定位环或起模环260和第一拉冲头225，可以看出，刀具组件210的元件225、260和275相当于压力机10的类似单元件25、60和75。下部刀具包括一落料模具或剪切环276、由对准剪切套筒275的环形圈220围绕的第一拉模280和在第一拉模280内的-第二或“再拉”冲头或再成形垫235。元件235和280相当于压力机10的元件35和80。

上部刀具211安装在一柱式模座的顶板262上，211包括柱式顶板262上的传统导向柱（未示出）和一底板252，该底板252能相对于顶板262上下移动，并在移动时由上述支柱定向。图15的刀具或模具组件210安装在压力机板265上的-“C”框架机动压力机上，因此顶板262靠压力机压头（未示出）推动上下移动，底板252在压力机板265上保持固定。

使用中，把一金属板置于上部刀具211和下部刀具212之间，该刀具靠压力机压头的移动接近，因此剪切套筒275与剪切环276配合，以切下一圆形坯料B″（图16），废料由参考字符W″表示。 与附图的图2至11中的坯料B一样，坯料B″包括一中央板CP″和一圆周边PE″。

在切下圆形坯料B″之后，压力机压头的继续向下运动推动模具组件的顶板262，向下推压套筒275，并通过坯料B″的圆周边PE″朝图17中所示的方向向下推压环形圈220。在套筒275和环形圈220从图16中所示的位置向图17中所示的位置运动期间，圆周边PE″在第一拉模280的凸面238上成形，此时，套筒275和环形圈220起一个弹性坯件夹持器的作用，圆周边PE″最终从它们之间被拉入套筒275和模具280，成夹层关系，以使圆周边PE″形成由大致为圆柱形的壁CW和中央板CP″确定的向下开口的浅壳SS（图17）。第一拉操作的向下运动通过推杆240（图15）压缩一弹簧（未示出，但相当于图1中的弹簧93），因此，在金属被拉过模280的表面238以形成图17中的颠倒的浅壳或杯状物SS时，套筒275和环形圈220之间的坯料定位或夹紧压力受到控制。连续朝图18中所示的位置向下拉移冲头225和第二冲头235。图18中的坯料B″大致相当于图7中的坯料B，当然，只是此刻的杯形坯料B、B″的开口方向相反（在图7中朝下，在图18中朝上）。当然，在冲头225和冲头235从图17中所示的位置移动到图18中所示的位置期间，中央板CP″夹紧在这两个冲头之间，在这一向下移动期间，圆周边PE″被拉过模具280的凸缘238，如前所述，圆周边PE″接近图18中所示的行程末端成形以后，定位环260向下移动，并夹紧在相应的刀具元件280、260的表面238、265之间成形的盖钩或凸缘260′（图18）。随着冲头或锯齿形环225在压力机压头的返回运动中开始收回，定位环260由上部刀具211中的弹簧239（图15）和顶杆241推动，作用 在模具280的表面238上的凸缘260′上。

压力机压头的返回运动使冲头280与下部刀具212的再拉冲头235配合，把中央板CP″从图18中所示的位置逐渐再成形或折转到图19中所示的位置，下部刀具212的再拉冲头235靠一压力弹簧（未示出，但通过一个十字头和数根杆250作用）推动。这一再成形靠与前述相应的附图的图8和图9中基本上完全一致的折叠作用逐渐形成加固的埋头孔圆角或反尖峰圆角255。因此，最终形成的底盖或壳250的结构和功能与前述的相应的底盖或壳150（图11和12）完全一致。

压力机板265下面的各种推杆和弹簧的详细结构易于被熟悉这方面技术的人理解，这些技术人员也会理解，像那些操纵杆240、250的弹簧可以用其它弹性装置代替，例如用像成形操作那样可以控制的一气体缓冲器或液压缸。如果选择，可用一带有第二机动操作的机动压力机。

如前所述，相对于附图15至19的变化也完全属于本发明的范围之内，已经注意到图18中所表示的这样一种变化。如果在拉冲头225的第一向下移动期间，该运动连续下来，离开图18中所示的位置，则截头锥形面256将在与坯料B″的未标数的圆角汇合之前先与一圆柱形壁部分（未示出）汇合。当这样的罐头底盖再成形时，圆柱形部分CW′被沿径向朝内拉，但任何圆角或反尖峰圈255的弹性向回折叠可用来补偿松弛反尖峰圈的弯曲。

在上述的改进和关于压力机10的特别说明中，虽然非常期望使用流体压力（P1和/或P2），但是通过独立的凸轮或偏心器选择操作拉冲头杆120和拉冲头活塞141，从而与流体压力相反，使弹簧93和/或95可在成形行程期间在机械力作用下被加载，也被认为属于本发明的范围之内。再成形垫35也可以靠一机械弹簧而不是流体/气压P1向下移动。

Claims (10)

1、一种加固的抗压罐头底盖的成形方法，包括以下工序：提供具有一中央部分和一圆周部分的大致平的金属坯料，在第一变形工序使坯料变形以促使中心及圆周部运动来补偿来自一个总的平面的所述的部分，这样把坯料拉成一带凸缘的杯形结构，该杯形结构由一中央部分，一圆角、一截头锥形壁和一环形凸缘限定，而在第二变形工序使中心部分及环形凸缘相对运动来使罐头底盖的一部分金属变形，自由地形成把截头锥形壁联接到中心板的罐头盖的加固圈、并且在离开凸缘的中心板一边上形成，其特征在于：

a.第一和第二变形工序在同一工站进行，使用同一套工具中同轴的可运动的金属成形工具，包括多对冲头和模具部分，它们相配合地啮合以形成罐头底盖，所述的冲头及所述的模具部分是圆形的，并且是相互凸进或相互包住相对的部分很紧凑地安置着。

b.使用中，坯料的中央部分位于一拉伸冲头和一轴向相对的再变形垫之间的该成形设备的中部。

c.在第一变形工序，坯料的中央部分为拉伸冲头作用，而在第二变形工序为再成形垫所作用。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于在第一变形工序可使截头锥形壁增厚。

3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于在所述的第一变形工序，通过使坯料在一模型上变形来完成，该模型包括两个彼此分隔的用于加工所述圆角的环形凸肩以使它包括靠近一个凸肩形成一加工硬化边区域，在该第二变形工序期间，该圆角的这个加工硬化区使加固圈的至少一部分壁厚大于第二变形工序前该圆角的壁厚。

4、根据权利要求1，或2的方法，其特征在于该凸缘在该第二变形工序期间被夹紧。

5、根据权利要求1，或2的方法，其特征在于该第一成形工序分成两步进行，所述第一步包括把该坯料的圆周部分弯曲大约为直角，以使该坯料形成一裙板，所述第二步包括相对于该裙板拉该中央部分，该裙板被支撑在一支座部件上变成一环形凸缘。

6、把板金属成形为加固的抗压罐头底盖的成形设备，包括一剪切棱（76，276），一可进入所述的剪切棱（76，276）内以切出一金属盘板的剪切冲头（75，275），一与所述的剪切冲头（75，275）轴向对准的环形圈（70，220）用所述的剪切冲头对着它来支撑盘板的周边，一轴向设置的拉伸模（80，280），可在剪切冲头内滑动，并有限定罐头底盖的一个凸缘的一个导引面和一截头锥形的内表面，一夹持环（60，260）。轴向设置并可在环形圈内滑动的，同时与拉伸模轴向对准以便在使用中，坯料的周边材料能夹在夹持环及拉伸模之间，还有一拉伸冲头（25，225），该冲头轴向设置，可在夹持环内活动以成形包括一中心部分（CP）和被一截头锥形壁联接到一个周边凸缘上的一联结圆角的一个初步壳，其特征在于：轴向设置一再成形垫（35，235）并且可在拉伸模内滑动以对着拉伸冲头啮合中央板，所述的再成形垫（35，235）与所述的拉伸冲头（25，225）轴向对齐，还设置了使一边在夹持环和拉伸模（60，260;80，280）和另一边和拉伸冲头（25，225）之间在第一方向作相对运动的装置以形成初步壳，并且随后一边在夹持环和拉伸模（60260;80，280）和另一边和再变形垫（35，235）在与第一方向相对的方向运动的装置使初步壳变形以提供把截头锥形壁联结到中央板上的加强圈;其中，在使用时，中央板的材料放在拉伸冲头（25，225）和再成形垫（35，235）之间和在拉伸初步壳的过程中为拉伸冲头作用，而在使初步壳变形的过程中为再成形垫所作用。

7、根据权利要求6的设备，其特征在于所述的拉伸冲头（25225）带有一对间隔的同轴的凸肩以形成该圆角的一加工硬化边缘区和拉延的中央区。

8、根据权利要求6或7的设备，其特征在于所述的再成形垫（35，235）的轮廓使在它的周边同拉伸模（80，280）限定一个环形腔，该环形腔被选来形成弯曲部分的预定圆角的加固圈。

9、一加固的抗压罐头盖，包括一金属坯料，它有一总体为圆形的中央板（151），一连接该中央板（151）与一总体为截头锥形圆周内壁（154）的板的圆角（153），该截头锥形圆周内壁朝所述板的圆角（153）的方向汇合，板圆角与所述中央板大致限定一内截头锥形空腔，当该罐头底盖卷边连接到相应的罐身上时，该内截头锥形空腔承受内压，一环形外开口的加固埋头孔圆角（155）连接所述截头锥形圆周内壁与一总体为截头锥形圆周的外壁（156）所述截头锥形壁（154，156）沿离开所述埋头孔圆角的方向呈相互分离的关系，所述外截头锥形壁与用于和一罐身卷边接合的一凸缘（158）汇合，所述金属坯料有一标称的未成形厚度，反映在所述中央板（151）的未成形部分的横截面厚度上，其特征在于至少所述埋头孔圆角（155）与外截头锥形壁（156）连接处的横截面厚度大于所述中央板（151）的未成形部分的横截面厚度。

10、根据权利要求9的罐头底盖，其特征在于：在所述圆形中央板（151）和所述的圆角（153）之间有一柔性环形壁部分（152），该柔性环形壁部分（152）从所述圆形中央板（151）到所述板圆角（153）的横截面厚度逐渐变薄，借此转移在罐头的使用和/或碰撞时所受到的力，这种力可能会使罐头产生不希望有的变形。

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