CN101557887A - 金属罐用坯料和金属罐的制造方法 - Google Patents

金属罐用坯料和金属罐的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种金属罐用坯料和金属罐的制造方法。该金属罐用坯料用于制造金属罐，该金属罐用坯料具有由n条外切线、n条部分圆弧或部分线、2n条直线状或圆弧状的连接线围成的形状。外切线是以外切于圆的正n边形的n条边中的与上述圆的切点为中点且短于正n边形的1条边的线。部分圆弧是在上述圆的周向位于外切线和与该外切线相邻的外切线之间的上述圆的圆弧的一部分。部分线是将部分圆弧的两端部连接的线。连接线是将外切线的端部与位于该外切线的端部的最近处的部分圆弧或部分线的端部连接的线。由此，金属罐的材料成品率、生产率等显著提高，可得到高品质的金属罐。

Description

金属罐用坯料和金属罐的制造方法
技术领域
本发明涉及金属罐用坯料和金属罐的制造方法。更详细地说，本发明主要涉及金属罐用坯料的改良。
背景技术
以往，有底圆筒状的金属罐(以下简称为“金属罐”)例如多用于食品领域、饮料领域、准药品(quasi drug)领域、运输机器领域、电池领域等，其需求正在增加。在制造金属罐时，根据金属罐的材质、构造、用途等提出了各式各样的方法。
图8A～图8C是表示作为代表性的金属罐的电池罐的制造方法的图。图8A是表示从带钢材料50冲裁圆形状的坯料51(以下为“坯料51”)的坯料制作工序的俯视图。另外，在图8A中，为了方便，将从带钢材料50冲裁出坯料51之后的废料用平行线的剖面线表示。图8B是表示得到有底圆筒状的中间体杯52的拉深工序的立体图。图8C是表示得到电池罐53的DI(拉深和变薄拉延加工：Drawing and Ironing)工序的立体图。该制造方法包括图8A所示的工序、图8B所示的工序、图8C所示的工序和精加工工序。
在图8A的工序中，将带钢材料50冲裁成圆形，制作了坯料51。带钢材料50例如使用纵长带状的镀镍钢板等。从坯料51制作了电池罐53。在图8B的工序中，对坯料51实施拉深加工，得到中间杯体52。在图8C的工序中，对中间杯体52实施DI加工，得到电池罐53。所谓DI加工，也就是连续地同时地进行拉深加工和减径挤压加工的加工方法。在精加工工序中，切断除去电池罐53的开口端部而使开口端部平坦化，并且调整长度方向的尺寸，得到电池罐53的产品。
该制造方法是从圆形坯料51向截面形状相同的圆形的中间杯体52和电池罐53的相似形加工。因此，具有如下优点：在对中间杯体52进行DI加工所得到的电池罐53的开口端，通过精加工工序所切除的波状的加工变形的量很少。不过，在图8A所示的工序中，存在产生较多量的废料这样的问题。
即，在从带钢材料50冲裁坯料51时，需要按压部位，以使带钢材料50的位置不偏离。从而，无法以各坯料51互相接触的配置进行冲裁。因此，如图8A所示，各坯料51以互相隔开的交错状配置被冲裁。不过，在这样的配置中，即使使相邻的坯料51尽可能接近，也会产生图8A所示那样较大的废料。其结果是，电池罐53的生产量相对于带钢材料50的使用量的成品率大幅降低。
而且，在以往，也使用正六边形的坯料(例如，参照专利文献1)。正六边形的坯料的外周全部由相同长度的6条边(直线)构成。因此，冲裁正六边形的坯料时，在相邻的2个坯料共有1条边的情况下，可以是1个坯料与6个其它坯料相邻那样的配置。并且，通过以2个阶段切断各坯料的6条边，能确保成为切断时的按压的部分。因此，只通过切断工序就能制作坯料。在这种情况下，在坯料与其它坯料之间不产生废料，在带钢材料的宽度方向的两端部只稍微产生三角形状的废料。
不过，对正六边形坯料实施拉深加工和DI加工时，在所得到的电池罐的开口端部，在与六边形的6个顶部相对应的部位形成比较大的加工变形。该波状的加工变形在精加工工序中作为废料被切除，但废料的量较多。因此，与使用圆形状的坯料的情况相比，还无法充分提高电池罐53的生产量相对于带钢材料50使用量的成品率。即，即使使用圆形状的坯料和正六边形的坯料中的任一种，虽大量产生废料的工序不同，但在整个工序的废料的产生量没怎么改变。
为了解决这样的以往的技术问题，提出了另一形态的电池罐的制造方法。图9A～图9C是表示另一形态的电池罐的制造方法的图(例如，参照专利文献2)。图9A是表示从带钢材料50冲裁大致正六边形的坯料54(以下为“坯料54”)的坯料制作工序的俯视图。图9B是表示得到有底圆筒状的中间体杯57的拉深工序的立体图。图9C是表示得到电池罐58的DI工序的立体图。
图10是放大表示图9A的主要部分的俯视图。图11是放大表示坯料间废料部59的一部分的俯视图。另外，在图9A～11中，为了方便，以水平线方向的平行线的剖面线表示从带钢材料50冲裁了坯料54之后的废料。
该制造方法包括图9A所示的工序、图9B所示的工序，图9C所示的工序和精加工工序。
在图9A的工序中，将带钢材料50冲裁成圆形，制作坯料54。坯料54具有正六边形的形状，而且正六边形的各边间的6个顶部54a被形成为圆弧状。在图9B的工序中，对坯料54实施拉深加工，得到中间杯体57。在中间杯体57的开口端部，坯料54的顶部54a由于拉深加工时的应力而变形，形成沿中间杯体57的长度方向延伸的突起。而且，在突起和与之相邻的突起之间成为谷部57b。
在图9C的工序中，对中间杯体57实施DI加工，得到电池罐58。电池罐58的尺寸与使用正六边形的坯料所制作的DI加工后的电池罐相比，稍微变小。而且，在电池罐58的开口端部，中间杯体57的波状的加工变形由于DI加工时的应力而进一步变形，形成较大的波状的加工变形的突起58a。与此同时，在突起58a和与之相邻的突起58a之间，形成比谷部57b更深的谷部58b。在谷部58b中容易产生裂缝。突起58a和谷部58b形成的原因在于，坯料54虽具有6个圆弧状顶部54a，但其基本形状是由正六边形构成的。
在精加工工序中，开口端部的突起58a和谷部58b被切除，但考虑到在谷部58b上产生了裂缝，需要更多地切除开口端部分。例如，沿图9C中双点划线所示的切断线切除较佳。如果不切实地切除在谷部58b产生的裂缝，则在精加工工序后的电池罐58的开口产生裂纹，有可能次品率上升。沿双点划线所示的切断线的切除使废料增加。因此，专利文献2的制造方法也无法充分地提高电池罐58的生产量相对于带钢材料50使用量的成品率。
而且，使用上述形状的坯料54时，在制作的工序上产生各种不良情况。例如，以连续自动化(transfer)工序进行中间杯体57的成形加工时，在开口端部处形成的6个突起58a有时妨碍利用卸料工具将中间杯体57从冲头卸下。而且，突起58a在将中间杯体57向下一工序运送时，有时碰到运送设备而损坏运送设备。而且，突起58a与下一工序的DI加工的拉深零件接触，有时无法实施正确的加工。其结果是，难以确保批量生产性。
在图9C的工序中所形成的电池罐58的开口端部的突起58a因材料的伸长性不十分均匀，其长度容易变得不齐。因此，从冲头卸下制罐后的电池罐58时，长度不齐的的突起58a的顶端不均匀地与卸料器抵接，产生了电池罐58的卸下不佳。而且，即使卸下电池罐58，有时电池罐58的一部分损坏。而且，有时突起58a的至少一部分断裂，其碎片残留在模具内部而损坏下一个加工的电池罐58。
而且，在专利文献2中没有关于冲裁坯料的模具和设备的详细的说明和图示，仅记载有“制作冲头和冲模，该冲头和冲模用于对以正六边形为基本形状、并将各自的角部弄圆成圆弧状的形状的坯料进行冲裁；为了使得纵长的轧制钢板(带钢材料)的相邻的坯料彼此的间隔和板宽度方向的两端部的边缘相同，以在板宽度方向上以同样的个数呈交错状在长度方向上排列成平行2列的方式将具有冲裁加工截面的冲头和冲模配置在冲压机上，并将纵长的轧制钢板一边连续供给到冲压机一边进行冲裁。”
从该记载推测出，在专利文献2的技术中设有包括一下冲裁出坯料的形状的冲头和冲模的冲裁部件。采用这样的冲裁部件时，在1个坯料和与之相邻的2个坯料之间需要以设置被称为送料搭边(feeding bridge)的间隔的方式来配置多个坯料。该配置与图8A所示的坯料51的配置同样，因此在冲裁坯料51之后产生的废料的量变多。其结果是，这一点也成为阻碍提高电池罐的生产量相对于带钢材料的使用量的成品率的主要原因。
另一方面，提出了一种使用在表面形成有铝层的钢板而制作出的电池罐(例如，参照专利文献3)。记载有采用该钢板时，显著地提高了电池罐制造工序中的减径挤压加工用的夹具的使用寿命。不过，在专利文献3中未记载用于提高电池罐生产量相对于钢板的使用量的成品率的方法。
并且，基于图9A～图11对将坯料54的形状适用于后述的本发明的冲裁工序的情况进行检验。如图9A所示，带钢材料50的坯料54的配置与正六边形的坯料相同。即，1个坯料54与其它6个坯料54相邻，相邻的2个坯料54共有一条边且在它们中间未设置送料搭边。相邻的2个坯料54共有的一条边相当于在图10中以双点划线表示的切断线61。
而且，由相邻的3个顶部54a围成的三角形状的部分成为坯料间废料部59。而且，在带钢材料50的宽度方向的两端部，由相邻的2个坯料54和带钢材料50的宽度方向侧缘围成的三角形状的部分成为侧缘废料部60。
为了制作坯料54，首先，使用由具有与坯料间废料部59和侧缘废料部60相对应的形状的刀刃部的冲头和冲模构成的模具工具62，对带钢材料54的规定部位进行冲裁。接着，沿着相邻的2个坯料54共有的切断线61进行切断。1个坯料54具有6个切断线61，因此切断至少分为2次进行，从而能确保切断时的按压的部位。由此，形成各个坯料54。
不过，为了冲裁坯料间废料部59，需要具有3个顶部非常锋利且尖的三角形状的刀刃的模具工具62。使用这样的模具工具62时，在冲裁的瞬间成为冲头或带钢材料50从冲裁部位退避的状态。其结果是，刀刃的锋利的部位容易发生缺口和磨损，模具工具62的使用寿命变短。而且，冲裁的部位容易产生须状的切削残余，因此难以批量化生产，并且制罐后的电池罐的品质降低。
而且，为了从1个带钢材料50取得尽可能多的坯料54，如图10所示，在带钢材料50的宽度方向的端部，以坯料54的顶部54a与带钢材料的侧缘一致的方式来配置坯料54。不过，这样配置时，需要对具有2个顶部A和1个顶部B的大致等腰三角形状的侧缘废料部60进行冲裁。顶部A是坯料54的顶部54a与带钢材料50的侧缘相接的部分，角度是大致30°的锐角。而且，顶部B是坯料54的顶部54a彼此相接的部分，其形状为与坯料间废料部59的1个顶部相同程度的锋利且尖的形状。
为了冲裁具有顶部A、B的侧缘废料部60，需要具有与冲裁坯料间废料部59同样锋利的刀刃的模具工具62。不过，使用这样的模具工具62时，产生与冲裁坯料间废料部59的情况同样的不良情况。
而且，冲裁了坯料间废料部59和端缘废料部60之后，沿着切断线61进行切断。切断需要以所得到的多个坯料54的形状一致的方式来实施。为此，如图11所示，必须准确地使切断线61的两端与坯料间废料部59的锋利且尖的顶部的顶端一致。不过，即使以非常高的精度控制带钢材料50的移动，也不可能将送料误差控制为零，在切断时使切断线61的端部与坯料间废料部59的顶部顶端一致非常困难。
实际上，沿着坯料间废料部59的通过冲裁而切断的部位，容易产生通过模具工具62一边进行摩擦一边薄薄地切削的二次切削。产生二次切削时，模具工具62的磨损非常剧烈，因此模具工具62的寿命极端地被缩短，难以批量生产。而且，由切断所得到的坯料54容易产生须状的切削残余。而且，由二次切削产生的金属片容易附着在坯料54上。使用上述坯料54来进行制罐时，电池罐产生瑕疵、凹坑、变形等，作为结果，导致制罐后的电池罐的品质降低。
专利文献1：日本特开2003-263974号公报
专利文献2：日本特开平11-309517号公报
专利文献3：日本特开2001-313008号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种能从同一面积的带钢材料取得比以往的坯料更多的坯料、废料少且不会缩短工具的寿命、在切断加工等时几乎不产生须状的切削残余、金属片等、容易进行批量生产的金属罐用坯料。
本发明的另一目的在于提供使用本发明的金属罐用坯料的金属罐的制造方法。
本发明提供一种金属罐用坯料，该金属罐用坯料具有由以下部分围成的形状：
n条外切线，其以外切于圆的正n边形的n条边中的与上述圆的切点为中点，比正n边形的1条边短；
n条从上述圆的部分圆弧或将部分圆弧的两端部连接的部分线中所选择的至少一种，该部分圆弧或部分线在上述圆的周向位于外切线和与其相邻的外切线之间；
2n条直线状或圆弧状的连接线，其将外切线的端部和位于该外切线的端部最近处的部分圆弧或部分线的端部连接。
优选n条外切线具有相同长度，n条部分圆弧或部分线具有相同长度，而且2n条连接线具有相同长度。
在本发明的一实施方式中，优选外切线的长度与部分圆弧或部分线的长度相同、或者短于部分圆弧或部分线的长度。
在本发明的其它实施方式中，优选外切线的长度为正n边形的1条边的长度的16％～60％。
优选部分圆弧或部分线在其中间具有向外延伸的突出部。
优选突出部的形状为三角形状、四边形状、梯形状、半圆状或扇形状。
优选正n边形为正六边形或正八边形。
优选金属罐为电池罐。
另外，本发明提供一种金属罐的制造方法，其包括以下工序：对带钢材料进行冲裁加工和切断加工而得到本发明的金属罐用坯料的坯料制作工序；对金属罐用坯料进行拉深加工而得到有底圆筒状的中间杯体的第1拉深加工工序；对中间杯体进行拉深加工而得到有底圆筒状的金属罐的第2拉深加工工序；切断金属罐的开口端缘而得到开口端面平坦的金属罐产品的精加工工序。
优选坯料制作工序包括以下工序：
坯料定位工序，其设定假想线，该假想线使得本发明的金属罐用坯料以与相邻的相同的金属罐用坯料互相共有1条外切线的方式在带钢材料表面上交错配置；
废料部冲裁工序，其包括坯料间废料部冲裁工序和侧缘废料部冲裁工序，在带钢材料上形成冲孔和缺损部位；
切断工序，其沿着外切线的假想线将相邻的冲孔彼此相对置的顶部间以及将冲孔与缺损部位相对置的顶部间切断，得到金属罐用坯料。
优选坯料定位工序是设定假想线的工序，该假想线以在带钢材料的宽度方向的端部配置的金属罐用坯料的与形成坯料间废料部的外切线相对置的外切线接近并位于带钢材料的宽度方向侧缘的方式使得多个金属罐用坯料交错配置。
优选坯料间废料部冲裁工序是如下所述的工序：对由3个相邻的金属罐用坯料中各自的面对其它2个金属罐用坯料的3条部分圆弧的假想线和与部分圆弧的假想线相连的其它6条连接线的假想线所围成的坯料间废料部进行冲裁，在带钢材料上形成冲孔。
优选侧缘废料部冲裁工序是如下所述的工序：对由在带钢材料的宽度方向的端部互相相邻的2条金属罐用坯料的假想线和带钢材料的宽度方向侧缘所围成的侧缘废料部进行冲裁，在带钢材料上形成缺损部位。
优选金属罐是电池罐。
本发明的金属罐用坯料具有由n条外切线、n条部分圆弧、将它们连接起来的2n条连接线构成的以圆形为基本形状的特定的形状。将这样的金属罐用坯料在带钢材料表面假想配置成交错状时，通过冲裁加工从带钢材料切除的废料的量显著减少。而且，将该坯料成形为中间杯体和电池罐时，在它们的开口端部成长有尺寸较小的突起，因此切除的废料少。因此，显著提高了金属罐的生产量相对于带钢材料的使用量的成品率(产品成品率)。
而且，废料的顶部不锋利也不尖，因此不会缩短工具的寿命，防止在切断加工等时产生须状的切削残余、金属片等。并且，在中间杯体和金属罐的开口端部成长的突起的长度大致均匀，因此能无障碍地实施从装置的卸下、运送等，此时不会发生突起的折弯、断裂、破裂等，金属碎片、金属粉等不会附着到中间杯体和金属罐上。因此，最终得到的金属罐的损伤的比率显著地降低，能高成品率且高生产率地制造高品质的电池罐。
而且，在本发明的金属罐的制造方法中，在坯料形成工序和精加工工序中产生废料。坯料形成工序中的废料是坯料间废料部和侧缘废料部，但都是最少的量。而且，精加工工序中的废料是从金属罐的开口端部沿其长度方向延伸的突起。该突起的数量比以往多地形成，但长度比以往的突起显著变短，在突起和突起之间的谷部几乎不产生裂缝等。因此，仅切除突起及其附近部分，就能得到高品质的金属罐，能减少废料的量。因此提高材料成品率。
而且，通过从带钢材料冲裁坯料间废料部和侧缘废料部、冲裁后沿着外切线进行切断这样2个工序，能高效率地实施坯料的冲裁，能高生产率地制造金属罐。而且，本发明的制造方法只要是有底圆筒状的金属罐，就没有特别限制，能适用于制造各种用途的金属罐。例如，能列举出电池罐、饮料罐等。即，根据本发明的制造方法，能较佳地谋求材料成本的降低，并且高生产率地制造高品质的金属罐。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式之一的金属罐用坯料的俯视图。
图2是表示本发明的另一实施方式的金属罐的制造方法的工序的一部分的俯视图。
图3A是简化表示第1压力机的构成和中间杯体的制造工序中的、进行坯料设定部1V的定位的工序的纵剖视图。
图3B是简化表示第1压力机的构成和中间杯体的制造工序中的、冲裁坯料1的工序的纵剖视图。
图3C是简化表示第1压力机的构成和中间杯体的制造工序中的、对坯料1实施拉深加工的工序的纵剖视图。
图4是放大表示带钢材料中的坯料设定部的假想配置的一部分的俯视图。
图5是表示中间杯体的外观的立体图。
图6A是简化表示本发明的另一实施方式的金属罐的制造方法所使用的、拉深兼减径挤压加工机的构成的纵剖视图。
图6B是表示本发明的另一实施方式的金属罐的制造方法中的、通过第2拉深加工所得到的电池罐的外观的立体图。
图7A是表示另一形态的坯料间废料部的形状的俯视图。
图7B是表示另一形态的坯料间废料部的形状的俯视图。
图7C是表示另一形态的坯料间废料部的形状的俯视图。
图7D是表示另一形态的坯料间废料部的形状的俯视图。
图7E是表示另一形态的坯料间废料部的形状俯视图。
图7F是表示另一形态的坯料间废料部的形状的俯视图。
图7G是表示另一形态的坯料间废料部的形状的俯视图。
图7H是表示另一形态的坯料间废料部的形状的俯视图。
图7I是表示另一形态的坯料间废料部的形状的俯视图。
图8A是表示电池罐的制造方法中的坯料制作工序的俯视图。
图8B是表示电池罐的制造方法中的拉深工序的立体图。
图8C是表示电池罐的制造方法中的DI工序的立体图。
图9A是表示另一形态的电池罐的制造方法中的坯料制作工序的俯视图。
图9B是表示另一形态的电池罐的制造方法中的拉深工序的立体图。
图9C是表示另一形态的电池罐的制造方法中的DI工序的立体图。
图10是放大表示图9A的主要部分的俯视图。
图11是放大表示图9A～图9C和图10所示的坯料间废料部的一部分的俯视图。
具体实施方式
图1是表示本发明的实施方式之一的金属罐用坯料1(以下简称为“坯料1”)的俯视图。坯料1具有由6条外切线3、6条部分圆弧2和12条连接线4围成的、以圆形为基本形状的平面形状，形状与图9A～图9C所示的正六边形的坯料54明显不同。6条外切线3和6条部分圆弧2互相分开地存在。更具体来说，1条外切线3端部与存在于外切线3端部的最近处的1条部分圆弧2的端部由1条连接线4连接。这样，在12个部位存在外切线3的端部和部分圆弧2的端部之间的由连接线4进行的连接。
外切线3的端部和部分圆弧2的端部由连接线4所连接的部分变成对坯料1实施拉深加工而得到的、在后述的中间杯体上从中间杯体的开口端部沿其长度方向延伸的12个突起。该突起长度小，且相对于在使用正六边形的坯料的情况下形成的6个突起，形成有6个的2倍即12个突起。即，尺寸比以往小的突起，数量比以往多，因此因材料的延长性不均匀所产生的影响小，12个突起的长度大致相同。
其结果是，在成形机中，12个突起均匀地与卸料器抵接，因此使中间杯体或金属罐不会倾斜，能顺利地卸下。而且，不产生突起的折弯、局部或整体的断裂等，因此能显著地抑制最终得到的电池罐产生瑕疵、凹坑、变形等。而且，也不会在成形机内发生电池罐的堵塞。因此，提高产品成品率的同时，能得到高品质的金属罐。
另外，在图1中，以双点划线表示的假想正六边形8(以下简称为“正六边形8”)外切于双点划线表示的假想圆7(以下简称为“圆7”)。正六边形8具有6条边，在6条边上各有1个与圆7的切点9。即，正六边形8与圆7的切点9存在6个。在外切于圆7的正n边形的情况下，圆7与正n边形的切点存在n个。
外切线3是圆7的切线，是以切点9为中点，并比正六边形8的1条边的长度短的直线。外切线3互相分开地存在6条。优选6条外切线3的长度相同。由此，容易进行在坯料1的在带钢材料50表面的假想配置。而且，废料的形状大致恒定，因此容易进行废料的冲裁。另外，利用正n边形替代正六边形8的情况下，外切线存在n条。
而且，优选外切线3的长度是正六边形8的1条边的长度16％～60％。不足16％，则废料的量就变多，而且冲裁时由于二次切削和刀刃的缺口、磨损，有可能缩短模具工具的使用寿命。而且，超过60％时，坯料1的形状就接近大致六边形，有可能容易产生与形成正六边形的坯料同样的不良情况。而且，制作电池罐时波状的加工变形较大地成长，有可能会导致成形机的破损和产品成品率的降低。更优选将外切线3的长度设定在正六边形8的1条边的长度的20～30％的范围内。
部分圆弧2是位于1条外切线3和与该外切线3相邻的外切线3之间的圆7的圆弧的一部分。部分圆弧2互相分开地存在6条。另外，在利用正n边形替代正六边形8的情况下，部分圆弧2存在n条。
优选6条部分圆弧2的长度相同。进一步优选部分圆弧2的长度与外切线3的长度相同。在此，所谓相同的长度也包含大致相同的长度。由此，部分圆弧2的端部与外切线3的端部之间的长度较大，后述的坯料间废料部13的顶部为较大的直径的半圆形状或直线状。
另外，在部分圆弧2的长度与外切线3的长度不相同的情况下，部分圆弧2的长度比外切线3的长度长为佳。部分圆弧2比外切线3过长时，坯料间废料部13的顶部为小直径的半圆形状，易于产生模具工具的寿命缩短或二次切削这样的不良情况。而且，由于坯料间废料部13的面积较大，因此在此时的材料成品率稍微降低。
不过，几乎不会发生后述的中间杯体10在工序的途中卡挂在工具等上而使得工序停止的情况。并且，中间杯体10的突起10a减小，因此在精加工工序中切除的部分非常少，与部分圆弧2和外切线3为相同的长度的情况相比，整个材料成品率提高。
另一方面，外切线3比部分圆弧2长时，坯料的形状就从以目标的圆形为基本的形状向正六边形靠近。并且，容易产生与从正六边形的坯料制造金属罐时所产生的相同的不良情况。因此，优选外切线3的长度与部分圆弧2的长度相同，或比部分圆弧2的长度短。
为了方便，参照图11对部分圆弧2和外切线3的长度进行更详细地说明。在坯料1中，部分圆弧2与外切线3具有大致相同的长度。在这种情况下，相邻的部分圆弧2的端部与外切线3的端部之间的间隔较大，连接线4变长。因此，坯料间废料部13及其冲孔为具有较大直径的半圆形状的角部31的形状。
与此相对，部分圆弧2比外切线3长时，随着长度之差变大，如图11中双点划线所示，形成直径小的半圆形状的顶部31A、31B。在此，容易产生二次切削、模具工具使用寿命的缩短这样的不良情况。与此同时，坯料间废料部的面积变大，材料成品率也降低。不过，如上所述那样，中间杯体10在精加工工序中切除的部分变少，因此整个材料成品率提高。并且，具有不会发生中间杯体在工序途中卡挂在工具等上而使得工序停止的优点。
相反，外切线3比部分圆弧2长时，具有如下优点：形成具有大直径的半圆形状的顶部的大致三角形状的坯料间废料部。不过，从作为本发明的目的的、以圆形为基本形状的坯料1的形状脱离，坯料的形状接近正六边形。并且，如图9B和图9C所示，结果导致形成：在开口端部形成有很深的谷部57a的中间杯体57以及在开口端部形成有高的突起58a的电池罐58。因此，上述坯料1的形状优选设定为部分圆弧2和外切线3具有大致相同的长度，或外切线3比部分圆弧2短。
而且，优选部分圆弧2在其中间部具有向部分圆弧2的外方延伸的突出部。对突出部的形状没有特别限制，但优选为三角形状、四边形状、梯形状、半圆状、扇形状等。在本实施方式中，有6个部分圆弧2，因此突出部也形成6个。该6个突出部在对坯料1进行加工而得到的中间杯体和电池罐中成为从开口端部沿长度方向延伸的突起。
通过设置突起部，从中间杯体的开口端部沿中间杯体的长度方向延伸的突起形成有18个。其中12个来源于外切线3和部分圆弧2的连接部分，6个来源于处于部分圆弧2的中央部的突出部。增加突起的个数时，随着突起个数的增加，突起的长度变小且被均匀化。其结果是，提高了卸料器对中间杯体和电池罐的卸料性。防止在向下一工序运送时产生不良情况。防止在中间杯体和电池罐的开口部上产生缺口、断裂、裂纹等不良情况。
在本实施方式中，部分圆弧2是圆弧状的曲线，但不限于此，例如，也可以是将部分圆弧2的两端连接的部分线。在部分线中间也可以与上述同样地设有突起部。
连接线4用于将1个外切线3的端部与位于该外切线3的端部的最近处的部分圆弧2或部分线的端部连接。连接线4互相分开地存在12个。另外，在利用正n边形替代正六边形8的情况下，连接线4存在2n条。优选2n条连接线4的长度相同。而且，连接线4呈直线状或圆弧状。
连接线4呈直线状或圆弧状，由此使得后述的大致三角形状的坯料间废料部13的顶部的顶端不锋利，为直线状或圆弧状。其结果是，坯料间废料部13的顶部在与切断方向垂直的方向上具有较小的宽度。由此，不需要在用于冲裁坯料间废料部13的模具工具上设置锋利且尖的部位。因此，不会因刀刃的缺口、磨损而缩短模具工具的使用寿命。与此同时，能可靠地将坯料间废料部13形成为不存在须状的切削残余、金属片等的正确的形状。
而且，即使在带钢材料上产生稍许的送料误差，在从标准的切断线的外切线3偏离的位置进行切断，坯料间废料部13的顶部在与切断方向垂直的方向上具有宽度，因此不会产生不良情况。即，不会产生模具工具沿着坯料间废料部13冲裁后的孔的切断面一边摩擦一边薄薄地切削这样的二次切削，因此能充分地确保模具工具的寿命。由此，能谋求显著提高生产率。
图2是表示本发明的另一实施方式的金属罐的制造方法中的工序的一部分的俯视图。所谓工序的一部分是坯料形成工序和第1拉深加工工序。另外，在图2中，从带钢材料11的移送方向(箭头的方向)上游侧朝向下游侧，以如下顺序设置有坯料1的假想配置位置、废料部冲裁机构12、第1坯料冲裁拉深加工机构17和第2坯料冲裁拉深加工机构19。而且，在图2中，为了方便，将利用冲裁从带钢材料50被切除的废料的部分以水平线方向的平行线的剖面线来表示。
本发明的金属罐的制造方法包括坯料制作工序、第1拉深加工工序、第2拉深加工工序和精加工工序。
坯料制作工序，例如包括坯料定位工序、废料部冲裁工序和切断工序。在本工序中，作为电池罐材料的带钢材料11，例如使用规定宽度的纵长带状的镀镍钢板，但不限于此，能使用由可用作金属罐的材料的各种金属原料形成的金属板。带钢材料11沿箭头所示的方向以恒定的送料间距P间歇性地被移送。
在坯料定位工序中，首先，如图2所示，在带钢材料11的移送方向上游侧的端部表面上假想配置作为设想了坯料1的冲裁的部位的坯料设定部1V。坯料设定部1V在图2中以双点划线表示。坯料设定部1V被交错配置成例如沿着带钢材料11的长度方向平行地排列5列，1个坯料设定部1V和与其相邻的坯料设定部1V共有1条外切线的假想线3V。由此，1个坯料设定部1V与其它6个坯料设定部1V分别共有1条外切线假想线3V并且相邻。
而且，在带钢材料11的宽度方向的端部，坯料设定部1V按下述方式进行配置：沿带钢材料的长度方向延伸且与成为坯料间废料部13的一条边的外切线3的假想线3V相对置的外切线3的假想线3V接近并位于带钢材料11的宽度方向侧缘。另外，带钢材料11的送料间距P被设定为在带钢材料1的长度方向相邻地配置的2个坯料设定部1V的各自中心间的距离。所谓坯料设定部1V的中心，是指图1所示的圆7的中心。
在本工序中，首先，基于坯料设定部1V的假想配置，利用废料部冲裁机构12，从带钢材料11对坯料间废料部13和侧缘废料部14进行冲裁。即，本工序包括坯料间废料部冲裁工序和侧缘废料部冲裁工序。坯料间废料部13的冲裁痕迹成为冲孔，侧缘废料部14的冲裁痕迹成为缺损部位。在图2中，为了容易理解，以水平方向的平行线表示被冲裁了的坯料间废料部13和侧缘废料部14。由此，从废料部冲裁机构12能得到坯料设定部1V仅通过外切线假想线3V互相连结的状态的带钢材料11。
废料冲裁机构12被设置在带钢材料11的移送方向上比坯料设定部1V被假想配置的部位更下游侧。
坯料间废料部13是由在3个相邻的金属罐用坯料中各自的面对其它2个金属罐用坯料的3条部分圆弧的假想线和与部分圆弧的假想线相连的6条连接线的假想线所围成的大致三角形状的部分。更具体来说，坯料间废料部13是由相邻的3个坯料设定部1V的部分圆弧假想线2V和部分圆弧假想线2V的两端部的连接线假想线4V围成的大致三角形状的部分。
而且，侧缘废料部14是由在带钢材料11的宽度方向的端部互相相邻的2条金属罐用坯料的假想线和带钢材料11的宽度方向侧缘围成的大致三角形状的部分。更具体来说，是由带钢材料11的侧缘、在带钢材料11的长度方向相邻的2个坯料设定部1V中的外切线假想线3V、部分圆弧假想线2V、其它部分圆弧假想线2V的一半、以及将外切线假想线3V和部分圆弧假想线2V连接起来的连接线假想线4V围成的大致三角形状的部分。
很明显用于得到坯料1的废料部13、14的面积与用于得到图8A所示的以往方法的圆形状的坯料51的废料部的面积相比，显著降低。而且，很明显废料部13、14的面积为与用于得到图9A所示的以往方法的坯料54的废料部的面积同等的程度。坯料54的6个顶部54a为圆弧状的大致正六边形。从该情况可知，通过设计坯料1的形状，相对于带钢材料11提高了材料成品率。
将形成有与坯料间废料部13对应的冲孔和与侧缘废料部14对应的缺损部位的带钢材料11移送到第1坯料冲裁拉深加工机构17和第2坯料冲裁拉深加工机构19，连续地进行废料部冲裁工序的剩下部分(切断加工)和第1拉深加工工序。
在第1坯料冲裁拉深加工机构17中设置有第1压力机18。在图2所示的坯料设定部1V的假想配置中，第1压力机18从带钢材料11的宽度方向的一端部对宽度方向的第2列和第4列的坯料设定部1V实施切断加工和深拉深加工。该第1压力机18具备将具有1个坯料设定部1V的6个外切线假想线3V中的5个同时切断的冲裁模具(未图示出)。在图2中，用粗线表示由冲裁模具所切断的部位。
在新移送到第1压力机18的坯料设定部1V中，移送方向同列的前段侧的坯料设定部1V已经被冲裁，前段侧的坯料设定部1V和新的坯料设定部1V共有的外切线假想线3V的部分被切断。因此，新移送的坯料设定部1V分别由外切线假想线3V与除前段侧的坯料设定部1V之外的5个坯料设定部1V连接。因此，通过同时切断残留的5条外切线假想线3V，定位在第1压力机18上的坯料设定部1V被冲裁成坯料1。该坯料1刚被冲裁之后，被拉深加工而形成中间杯体10。
由第1坯料冲裁拉深加工机构17冲裁出坯料1后的带钢材料11被移送到第2坯料冲裁拉深加工机构19。在该第2坯料冲裁拉深加工机构19上设有第2压力机20。在图2所示的坯料设定部1V的假想配置中，第2压力机20从带钢材料11的宽度方向的一端部对宽度方向的第1列、第3列和第5列的坯料设定部1V连续地进行废料部冲裁工序的剩下部分(切断加工)和第1拉深加工工序(深拉深加工)。即，对移送来的带钢材料11上残留的坯料设定部1V进行冲裁加工和深拉深加工。
第2压力机20具有对残留在移送来的坯料设定部1V的外切线假想线3V进行切断的冲裁模具(未图示出)。用粗线表示由该冲裁模具所切断的部位。残留的1个外切线假想线3V被切断，定位在第2压力机20上的坯料设定部1V被冲裁成坯料1。坯料1在刚刚结束冲裁之后，被拉深加工而形成中间杯体10。
图3A～图3C是简化表示第1压力机18的构成的纵剖视图。图3A表示进行坯料设定部1V的定位的工序。图3B表示对坯料1进行冲裁的工序。图3C表示对坯料1实施拉深加工工序。
第1压力机18包括模架21、拉深模22、落料模23、第1和第2冲头架24、27、落料冲头28、拉深冲头29和卸料器30，用于进行坯料1的冲裁加工和坯料1的拉深加工。
模架21支撑拉深模22。在拉深模22的开口端以突出状态外套固定有落料模23。落料模23具有用于切断坯料设定部1V的外切线假想线3V的刀刃。该刀刃是沿着落料模23的正六边形的孔形状的5个部位的孔缘部设置的。落料冲头28也具有用于切断坯料设定部1V的外切线假想线3V的刀刃。该刀刃设置在横截面形状为正六边形的落料冲头28的顶端侧缘部的5个部位上。
在图3A所示的工序中，带钢材料11间歇地被依次移送到落料模23的上端面，坯料设定部1V被定位在规定位置。
在图3B所示的工序中，坯料设定部1V定位后，分别被保持在第1和第2冲头架24、27上的落料冲头28和拉深冲头29一起向模22、23侧接近移动。然后，落料模23的刀刃(未图示出)和落料冲头28的刀刃(未图示出)同时切断残留在带钢材料11上的5个外切线假想线3V，坯料1从坯料设定部1V被冲裁。被冲裁下的坯料1夹在落料冲头28和拉深模22之间，暂时性地被保持。
在图3C所示的工序中，夹在落料冲头28和拉深模22之间的坯料1受到圆柱状的拉深冲头29的推压。由此，坯料1被引入拉深模22的内部，并被拉深成沿着拉深冲头29的圆形的横截面形状的形状。作为结果，能得到图5所示的有底圆筒状的中间杯体10。图5是表示中间杯体10的外观的立体图。
该中间杯体10在拉深冲头29和落料冲头28向上移动时，被具有弹簧的卸料器30卡定，仅拉深冲头29和落料冲头28恢复到图3A所示的原来位置，以后重复同样的动作。另外，图2的第2压力机20分别在落料模23和落料冲头28的各1个部位设有刀刃，除此之外，具有与第1压力机18同样的构成。而且，如果中间杯体10利用2阶段的拉深工序以第1中间杯体10和第2中间杯体10的顺序加工成形，则加工变形进一步减少，因此优选。
图4是放大表示带钢材料11的坯料设定部1V的假想配置的一部分的俯视图。具体来说，图4表示坯料间废料部13及其附近部分。在图4中，为了清楚地表示坯料间废料部13，为了方便，施加了水平线方向的平行线的剖面线。基于图4对图3A的工序、即由落料模23和落料冲头28冲裁坯料1的工序进行更详细地说明。
坯料间废料部13及其冲孔具有大致三角形状的外形。而且，冲孔的3个顶部31是相邻的2个坯料设定部1V的各自的部分圆弧假想线4V相对置而形成的，具有大致半圆状的形状。因此，冲裁该坯料间废料部13的模具工具能使用没有锋利且尖的部位的刀刃。其结果是，难以产生刀刃的缺口或磨损，不会缩短模具工具的使用寿命。而且，能可靠地将坯料间废料部13冲裁成正确的形状，在冲孔内不存在须状的切削残余等。
与此相对，对图9A所示的坯料54进行冲裁的模具工具需要具有锋利且尖的部位的刀刃。尖的部位容易产生缺口或磨损，因此缩短模具工具的使用寿命的同时，容易在冲裁后的孔上发生须状的切削残余。
而且，冲裁了坯料间废料部13之后，沿着外切线假想线3V进行切断。在外切线假想线3V的两端分别存在坯料间废料部13的冲孔的顶部31。顶部31是较大直径的半圆状，而且具有与外切线假想线3V延伸的方向垂直的方向的长度(宽度)越从外切线假想线3V的两端离开变得越大的形状。因此，即使带钢材料11的送料产生些许误差，沿着从标准的外切线假想线3V偏离的切断线3Va或3Vb进行切断，也很难产生模具薄薄地切削冲孔的切断面的二次切削等。
二次切削给坯料1带来损伤，不仅给最终得到的电池罐的质量带来不良影响，而且使图3所示的落料冲头28、落料模23等模具工具的使用寿命缩短。而且，由于二次切削产生的金属片附着在坯料上，有时在最终得到的金属罐上产生瑕疵、凹坑、变形等。即，不产生二次切削是本发明的重要优点，由此，能防止模具工具的使用寿命的缩短，能谋求生产率的提高和金属罐的高品质化。并且，如图11所示那样，在冲裁后的坯料1上不会产生须状的切削残余。
而且，通过上述成形加工得到的中间杯体10是对具有接近圆形的外形的坯料1进行拉深加工而形成的。因此，如图5所示，在开口端部形成有波状的突起10a。这些突起10a是由坯料1的部分圆弧2和外切线3之间的由连接线4连接的连接部分成长而成的。从正六边形的坯料形成的中间杯体的突起是6个，而在中间杯体10中形成有6个的倍数即12个，突起10a较小，因此材料的延长性不均匀所产生的影响小。因此，12个突起10a小且为大致相同的长度。
因此，在该中间杯体10从图3所示的压力机18的拉深冲头29卸下时，12个突起10a均匀地与卸料器30抵接。由此，中间杯体10不会倾斜而能顺利地卸下。并且，中间杯体10在向后述的下一工序的第2拉深加工工序运送时，突起10a与进料爪和拉深模具等工具接触，也不会给上述工具带来损伤。
在第2拉深加工工序中，对在第1拉深加工工序中所得到的中间杯体10进行拉深加工，优选实施DI加工，得到电池罐33。图6A和图6B是表示本发明的另一实施方式的金属罐的制造方法的工序的一部分的图。图6A是简化表示拉深-减径挤压加工机32的构成的纵剖视图。图6B是表示在第2拉深加工工序中得到的电池罐33的外观的立体图。图6具体地表示第2拉深加工工序。
中间杯体10由拉深-减径挤压加工机32实施DI加工。在此处的DI加工中，一举连续地实施1级拉深加工和3级减径挤压加工。由此，能得到图6B所示的有底圆筒状的电池罐33。
拉深-减径挤压加工机32包括中间产品运送部34、DI冲头37、模机构38和卸料器39。
中间产品运送部34用于将中间杯体10朝向成形部位依次运送。DI冲头37由飞轮(未图示出)驱动，将在成形部位定位的中间杯体10朝向模机构38的拉深模38A推压。在模机构38上依次配设有拉深模38A和第1～第3减径挤压模38B、38C、38D。上述冲模38A～38D串联地配置成与DI冲头37的轴心同心。第2减径挤压模C具有直径比第1减径挤压模38B小的减径挤压加工孔。第3减径挤压模38D具有直径比第2减径挤压模C小的减径挤压加工孔。卸料器39将电池罐33从拉深-减径挤压加工机32卸下。
中间杯体10由中间产品运送部34被运送到成形部位并被定位之后，受到DI冲头37的推压。由此，利用拉深模38A，中间杯体10被拉深成中间杯体10的内周面成为与DI冲头37的外周面形状相对应的形状。即，中间杯体10被拉深成内径与作为最终产品的电池罐33的内径大致相同。
通过了拉深模38A的中间杯体10随着DI冲头37的推压的进行，由第1减径挤压模38B实施第1级减径挤压加工。由此，周壁部被延展而其壁厚变小，并且通过加工硬化提高硬度。通过了第1减径挤压模38B的杯体10还进行DI冲头37的推压，由此利用第2减径挤压模38C，接着利用第3减径挤压模38D，依次实施第2级和第3级减径挤压加工。由此，其周壁部依次被延展，壁厚变得更小，同时通过加工硬化提高硬度。杯体10最终通过第3减径挤压模38D时，就可以得到期望形状的有底圆筒状的电池罐33。电池罐33由卸料器39从拉深-减径挤压加工机32卸下。
在电池罐33的开口端部形成有突起33a，该突起33a是中间杯体10的突起10a通过减径挤压加工进行稍微延展而形成的。不过，该突起33a的尺寸小于图9C所示的电池罐58的突起58a的尺寸(长度×宽度)。其原因在于，作为突起33a的来源的突起10a的尺寸(长度×宽度)小于电池罐58的中间杯体的突起，并且形成了电池罐58的6个的2倍即12个。
因此，切断电池罐33的开口端部而进行整形时的废料部分变少。由此，坯料1的材料成品率与以往的图9A～图9C的坯料54大致相同，但精加工工序中的废料部分变少，因此本发明的制造方法的电池罐33的材料成本与从坯料54制罐的情况相比降低了。
而且，突起33a的个数较多，为12个，其长度(电池罐33的长度方向的长度)没有较大的偏差而大致相同。因此，在由卸料器39从DI冲头37卸下电池罐33时，突起33a均匀且平衡性良好地与卸料器39抵接。其结果是，电池罐33不会产生倾斜而顺利地从DI冲头37卸下。
与此相对，在图9A～图9C所示的以往的制造方法中，在电池罐58的开口端部生成的突起58a的个数较少，为6个，其高度大，且高度存在不均匀。因此，从DI冲头卸下电池罐58时，突起58a不平衡地与卸料器抵接，发生突起58a的折弯或断裂、在谷部58b产生裂缝、破裂等。断裂的金属片容易成为电池罐58的损伤或罐堵塞的原因，产品成品率变差。
在本实施方式中，由废料部冲裁机构12进行冲裁工序的一部分，由第1坯料冲裁拉深加工机构17和第2坯料冲裁拉深加工机构19进行冲裁工序的剩下部分(切断工序)和第1拉深加工工序，由拉深-减径挤压加工机32进行第2拉深加工工序。
在精加工工序中，将在前一工序中所得到的电池罐33的开口端部上所形成的12个突起33a切断并除去，进行整形使得具有规定的平坦的开口端面和规定的尺寸，得到电池罐的产品。
图7A～图7I是表示另一形态的坯料间废料部13A～13I的形状的俯视图。坯料间废料部13A～13I的部分圆弧或部分线2A～2I及连接线4、4A的形状不同之外，具有与坯料间废料部13同样的大致三角形状的外形。另外，外切线3都是规定长度的直线。
图7A所示的坯料间废料部13A除了包括部分线2A来替代部分圆弧2之外，具有与坯料间废料部13相同的构成。坯料间废料13A具有3个大致三角形状的顶部，各顶部具有由2条部分线2A、2条连接线4形成的半圆状的形状。部分线2A将2根直线在边的中央部连接，连接部分成为向坯料间废料部13A的内方突出的折线。即，部分线2A在其中央部具有突出部。
图7B所示的坯料间废料部13B除了包括部分线2B来替代部分圆弧2之外，具有与坯料间废料部13相同的构成。坯料间废料13B具有3个大致三角形状的顶部，各顶部具有由2条部分线2B、2条连接线4形成有半圆状的形状。部分线2B是与部分线2A同样的折线，但在其中央部具有半圆状的突出部2b。换而言之，部分线2B为在其中央部经由小的半圆形状的突出部2b将2根直线连接而成的形状。突出部2b向坯料间废料部13B的内方突出。
图7C所示的坯料间废料部13C除了包括部分线2C来替代部分圆弧2之外，具有与坯料间废料部13相同的构成。坯料间废料13C具有3个大致三角形状的顶部，各顶部具有由2条部分线2C、2条连接线4形成的半圆状的形状。部分线2C是与部分线2A同样的折线，但在其中央部具有梯形状的突出部2c。换言之，部分线2C为在其中央部经由小的半梯形状的突出部2c将2根直线连接而成的形状。突出部2c向坯料间废料部13C的内方突出。
图7D所示的坯料间废料部13D除了包括部分线2d替代部分圆弧2之外，具有与坯料间废料部13相同的构成。坯料间废料13D具有3个大致三角形状的顶部，各顶部具有由2条部分线2d、2条连接线4形成的半圆状的形状。部分线2d在中央部是直线，为该直线的两端由圆弧状的曲线与连接线4相连而成的形状。换言之，部分线2d的位于其中央部的1根直线的两端经由弧状部延伸到连接线4。部分线2d整体为向坯料间废料部13D的内方突出的形状。
图7E所示的坯料间废料部13E除了包括部分线2e来替代部分圆弧2之外，具有与坯料间废料部13相同的构成。坯料间废料13E具有3个大致三角形状的顶部，各顶部具有由2条部分线2e、2条连接线4形成的半圆状的形状。部分线2e的中央部是圆弧状曲线，该曲线的两端是由直线与连接线4相连的形状。换言之，部分线2e的位于其中央部的弧状部的两端经由直线部延伸到连接线4。部分线2e整体为向坯料间废料部13E的内方突出的形状。
图7F所示的坯料间废料部13F除了包括部分线2F来替代部分圆弧2、而且包括连接线4A来替代连接线4之外，具有与坯料间废料部13相同的构成。坯料间废料部13F具有3个大致三角形状的顶部，各顶部具有由2条部分线2F、2条连接线4A形成的梯形状的形状。部分线2F和连接线4A是直线。
图7G所示的坯料间废料部13G除了包括部分线2G来替代部分圆弧2、而且包括连接线4A来替代连接线4之外，具有与坯料间废料部13相同的构成。坯料间废料部13G具有3个大致三角形状的顶部，各顶部具有由2条部分线2G、2条连接线4A形成的梯形状的形状。部分线G是与图7A的坯料间废料部13A中的部分线2A同样的折线。部分线2G作为整体突出到坯料间废料部13G的内方。连接线4A是直线。
图7H所示的坯料间废料部13H除了包括部分线2H来替代部分圆弧2、而且包括连接线4A来替代连接线4之外，具有与坯料间废料部13相同的构成。坯料间废料部13H具有3个大致三角形状的顶部，各顶部具有由2条部分线2H、2条连接线4A形成的梯形状的形状。部分线H是与图7D的坯料间废料部13D中的部分线2D同样形状的线。部分线2H作为整体突出到坯料间废料部13H的内方。连接线4A是直线。
图7I所示的坯料间废料部13I除了包括部分线2I来替代部分圆弧2、而且包括连接线4A来替代连接线4之外，具有与坯料间废料部13相同的构成。坯料间废料部13I具有3个大致三角形状的顶部，各顶部具有由2条部分线2I、2条连接线4A形成的梯形状的形状。部分线2I是与图7E的坯料间废料部13E的部分线2E同样形状的线。部分线2I作为整体突出到坯料间废料部13I的内方。连接线4A是直线。
坯料间废料部13A～13I都具有大致三角形状的形状，其3个顶部的顶端是半圆形状或直线状。因此，与顶部顶端锋利且尖的形状的情况不同，用于冲裁坯料间废料部13A～13I的模具工具难以产生缺口、磨损。因此，不会缩短模具工具的使用寿命，在使用寿命的期间中，能无障碍地使用模具工具。而且，冲裁了坯料间废料部13A～13I之后，切断相邻的2个冲孔相对置的顶部间时，由于顶部顶端是半圆形状或直线状，因此切断时不产生二次切削状态等不良情况。因此，模具工具也难以产生缺口、磨损等，能确保规定的使用寿命。
在坯料间废料部13B、13C中，部分线2B、2C的中央部形成有突出部2b、2c。在坯料间废料部13D、13E、13G、13H、13I中，部分线2D、2E、2G、2H、2I作为整体形成有突出部2d、2e、2g、2h、2i。通过设置这些突出部，在中间杯体10的开口端部形成的突起的数量变成18个，突起的长度变得更短，而且突起的长度更均匀。由此，进一步提高了卸料器30、39对中间杯体10和电池罐33的卸料性。而且，在向下一工序运送时，更能防止在运送用工具等中产生不良情况。而且，能进一步防止在中间杯体10和电池罐33的开口端部处产生缺口、断裂、破裂等不良情况。
另外，在本实施方式中，对制造电池罐33的情况进行了说明，但不限于此，本发明的制造方法例如能适用于制造饮料水用等有底圆筒状的金属罐。在该情况下也与本实施方式说明同样，能降低材料成本，同时能较佳地以高生产率制造高品质的金属罐。
本发明的金属罐用坯料以及使用该金属罐用坯料的金属罐的制造方法能较佳地用于制造有底圆筒状的金属罐。有底圆筒状的金属罐例如被使用在食品领域、饮料领域、准药品领域、运输机器领域、电池领域等中。

Claims (14)

1、一种金属罐用坯料，其具有由以下部分围成的形状：
n条外切线，其以外切于圆的正n边形的n条边中的与所述圆的切点为中点，比正n边形的1条边短；
n条从所述圆的部分圆弧或将所述部分圆弧的两端部连接的部分线中所选择的至少一种，该部分圆弧或部分线在所述圆的周向位于所述外切线和与该外切线相邻的外切线之间；
2n条直线状或圆弧状的连接线，其将所述外切线的端部与位于该外切线的端部的最近处的所述部分圆弧或部分线的端部连接。
2、根据权利要求1所述的金属罐用坯料，其中，n条外切线具有相同长度，n条部分圆弧或部分线具有相同长度，而且2n条连接线具有相同长度。
3、根据权利要求1或2所述的金属罐用坯料，其中，外切线的长度与部分圆弧或部分线的长度相同、或者短于部分圆弧或部分线的长度。
4、根据权利要求1或2所述的金属罐用坯料，其中，外切线的长度为正n边形的1条边的长度的16％～60％。
5、根据权利要求1～4中任一项所述的金属罐用坯料，其中，部分圆弧或部分线在其中间具有向外延伸的突出部。
6、根据权利要求5所述的金属罐用坯料，其中，突出部的形状为三角形状、四边形状、梯形状、半圆状或扇形状。
7、根据权利要求1～6中任一项所述的金属罐用坯料，其中，正n边形为正六边形或正八边形。
8、根据权利要求1～7中任一项所述的金属罐用坯料，其中，金属罐为电池罐。
9、一种金属罐的制造方法，其包括以下工序：对带钢材料进行冲裁加工和切断加工而得到权利要求1～8中任一项所述的金属罐用坯料的坯料制作工序；对金属罐用坯料进行拉深加工而得到有底圆筒状的中间杯体的第1拉深加工工序；对中间杯体进行拉深加工而得到有底圆筒状的金属罐的第2拉深加工工序；切断金属罐的开口端缘而得到开口端面平坦的金属罐产品的精加工工序。
10、根据权利要求9所述的金属罐的制造方法，其中，
坯料制作工序包括以下工序：
坯料定位工序，其设定假想线，该假想线使得权利要求1～8中任一项所述的金属罐用坯料以与相邻的相同的金属罐用坯料互相共有1条外切线的方式在带钢材料表面上交错配置；
废料部冲裁工序，其包括坯料间废料部冲裁工序和侧缘废料部冲裁工序，在带钢材料上形成冲孔和缺损部位；
切断工序，其沿着外切线的假想线将相邻的冲孔彼此相对置的顶部间以及将冲孔与缺损部位相对置的顶部间切断，得到金属罐用坯料。
11、根据权利要求10所述的金属罐的制造方法，其中，坯料定位工序是设定假想线的工序，该假想线以在带钢材料的宽度方向的端部配置的金属罐用坯料的与形成坯料间废料部的外切线相对置的外切线接近并位于带钢材料的宽度方向侧缘的方式使得多个金属罐用坯料交错配置。
12、根据权利要求10或11所述的金属罐的制造方法，其中，坯料间废料部冲裁工序是如下所述的工序：对由3个相邻的金属罐用坯料中各自的面对其它2个金属罐用坯料的3条部分圆弧的假想线和与所述部分圆弧的假想线相连的6条连接线的假想线所围成的坯料间废料部进行冲裁，在带钢材料上形成冲孔。
13、根据权利要求10～12中任一项所述的金属罐的制造方法，其中，侧缘废料部冲裁工序是如下所述的工序：对由在带钢材料的宽度方向的端部互相相邻的2条金属罐用坯料的假想线和带钢材料的宽度方向侧缘所围成的侧缘废料部进行冲裁，在带钢材料上形成缺损部位。
14、根据权利要求9～13中任一项所述的金属罐的制造方法，其中，金属罐是电池罐。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102791398A (zh) * 2010-03-10 2012-11-21 斯多里机械有限责任公司 加工工具组件、其下料工具及相关的方法
CN105916609A (zh) * 2014-01-20 2016-08-31 新布里萨什肯联铝业 用于制造铝合金制饮料罐、瓶型罐或喷雾罐的方法
CN111545665A (zh) * 2020-04-21 2020-08-18 桑配青 易拉罐加工尾料回收设备

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20072016A1 (it) * 2007-10-18 2009-04-19 Gaetano Donatiello Apparato e metodo per la tranciatura a freddo di sbozzati discoidali da un nastro metallico.
ATE524251T1 (de) * 2008-07-03 2011-09-15 Feintool Ip Ag Verfahren und vorrichtung zum herstellen von feinschneidteilen aus einem materialstreifen
DE102011078558A1 (de) * 2011-04-15 2012-10-18 Ball Packaging Europe Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von polygonalen Blechrohlingen
CN105594039B (zh) 2013-07-29 2019-04-12 努威拉燃料电池有限公司 电化学电池的密封结构
CN108290200B (zh) * 2015-12-01 2020-08-04 东洋制罐集团控股株式会社 模具和用于制造拉深罐的方法
WO2019083254A1 (ko) 2017-10-23 2019-05-02 주식회사 엘지화학 표면조도를 개선한 원통형 전지케이스 제조방법
CN110506344B (zh) 2017-10-23 2023-07-14 株式会社Lg新能源 制造具有减小的表面粗糙度的圆柱形电池壳体的方法

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US140920A (en) * 1873-07-15 Improvement in the manufacture of umbrella-notches
US203675A (en) * 1878-05-14 Improvement in the manufacture of sleigh-bells
US968789A (en) * 1909-10-20 1910-08-30 Valentine Olb Manufacture of telephone-transmitter faces and the like.
US1122753A (en) * 1913-06-11 1914-12-29 Emil F Holinger Dies for manufacturing seamless tubes.
US1103966A (en) * 1913-06-11 1914-07-21 Emil F Holinger Manufacturing seamless tubes.
US1152984A (en) * 1914-08-07 1915-09-07 Bigsby Rotary Mfg Company Tool for forming polygonal sides upon a hollow metal shell.
US1266485A (en) * 1916-05-19 1918-05-14 K D Carburetor Company Process of making sheet-metal balls.
US1839482A (en) * 1929-09-26 1932-01-05 American Can Co Method of making container covers
US1933593A (en) * 1931-10-05 1933-11-07 Ingersoll Steel & Disc Co Method of forming rolled metal articles
US2772470A (en) * 1951-12-17 1956-12-04 Lyon George Albert Metallic cartridge casings
US3496753A (en) * 1966-10-03 1970-02-24 North American Rockwell Method of making wheel trim or covers
US3517537A (en) * 1967-09-15 1970-06-30 Southwire Co Method of hot-forming continuously cast aluminum
US3849868A (en) * 1969-08-01 1974-11-26 Texas Instruments Inc Method of making magnesium anode battery
US3704618A (en) * 1970-10-28 1972-12-05 Reynolds Metals Co Method and apparatus for making a drawn article
US3733880A (en) * 1971-12-15 1973-05-22 Continental Can Co Apparatus for and method of facilitating the stripping of cans from a punch and the article formed thereby
US4075963A (en) * 1975-12-15 1978-02-28 Standun, Inc. Skeleton discharge mechanism for use with cupmaker blank and draw presses and the like
JPS5653827A (en) * 1979-10-08 1981-05-13 Honda Eng Kk Extracting method of approximately circular blank material
JPS56165536A (en) * 1980-05-24 1981-12-19 Toyota Motor Corp Production of outer race of universal joint
JPS60121413A (ja) * 1983-12-06 1985-06-28 Canon Inc コンパクトな写真レンズ
US4567746A (en) * 1984-01-16 1986-02-04 Dayton Reliable Tool & Mfg. Co. Method and apparatus for making shells for cans
US4862722A (en) * 1984-01-16 1989-09-05 Dayton Reliable Tool & Mfg. Co. Method for forming a shell for a can type container
JPS60121413U (ja) * 1984-01-19 1985-08-16 永田部品製造株式会社 ハニカムプランク
US4711611A (en) * 1986-07-23 1987-12-08 Dayton Reliable Tool & Mfg. Co. Method and apparatus for fabricating a can body
JPH07112575B2 (ja) * 1986-10-30 1995-12-06 日本電装株式会社 円筒絞り加工方法
US4873859A (en) * 1987-02-09 1989-10-17 Redicon Corporation Apparatus for controlling movement in a single action forming press
US4796454A (en) * 1987-02-09 1989-01-10 Redicon Corporation Method for controlling movement in a single action forming press
JPH01218729A (ja) * 1988-02-29 1989-08-31 Sanden Corp 電磁クラッチ用ローター本体の製造方法
GB8917049D0 (en) * 1989-07-26 1989-09-13 Metal Box Plc An apparatus for,and a method of,cutting a blank
JPH11309517A (ja) 1998-04-23 1999-11-09 Toyo Kohan Co Ltd 円筒絞り加工用ブランクの打ち抜きダイスおよびポンチ
JP2001313008A (ja) 2000-04-28 2001-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池缶およびその製造方法並びに電池
KR100964482B1 (ko) * 2001-02-28 2010-06-21 데이톤 시스템즈 그룹 인코포레이티드 용기 단부 형성 방법 및 장치
JP3689679B2 (ja) * 2002-03-08 2005-08-31 松下電器産業株式会社 円筒形金属缶の製造方法
US6948350B2 (en) * 2003-05-19 2005-09-27 Aisin Kako Kabushiki Kaisha Wave-processing method and wave-processing die for core metal of wet friction material
DE102004022666B4 (de) * 2003-05-28 2023-03-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Stanzverfahren
US7082806B1 (en) * 2004-07-29 2006-08-01 Robert Bosch Gmbh Method of manufacturing a diaphragm backing plate
US20060159989A1 (en) * 2005-01-19 2006-07-20 Truelove & Maclean, Inc. System and process for forming battery cans
US7845204B2 (en) * 2008-04-07 2010-12-07 Standard Engineering Group, Inc. Cup-shaped member forming apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102791398A (zh) * 2010-03-10 2012-11-21 斯多里机械有限责任公司 加工工具组件、其下料工具及相关的方法
CN102791398B (zh) * 2010-03-10 2015-04-15 斯多里机械有限责任公司 加工工具组件、其下料工具及相关的方法
CN105916609A (zh) * 2014-01-20 2016-08-31 新布里萨什肯联铝业 用于制造铝合金制饮料罐、瓶型罐或喷雾罐的方法
CN111545665A (zh) * 2020-04-21 2020-08-18 桑配青 易拉罐加工尾料回收设备
CN111545665B (zh) * 2020-04-21 2022-05-20 桑配青 易拉罐加工尾料回收设备

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