CN101980805B - 减薄加工方法和减薄加工装置 - Google Patents

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Abstract

对金属板进行减薄加工的减薄加工装置具有减薄模具和减薄加工冲头，还具有：喷射口，用于在高压下向所述金属板喷射气体或液体而除去所述金属板上的附着物；吸引口，用于吸引从所述金属板除去的所述附着物；以及突起部设置部，具有用于防止所述气体或液体扩散的突起部。另外，使用所述减薄加工装置的减薄加工方法，对在单面或双面覆盖了有机树脂覆膜的金属板进行减薄加工时，在高压下将气体或液体从所述喷射口喷射到所述金属板，从所述金属板除去附着物，然后，从吸引口吸引并回收从所述金属板除去的所述附着物。通过本发明，能够除去毛等附着物。

Description

减薄加工方法和减薄加工装置
技术领域
本发明涉及使用了覆盖着有机树脂保护膜的金属板的DI罐(拉深减薄罐)的制罐方法和装置。详细地说，涉及在减薄加工工序中除去产生在罐体的开口端部上的有机树脂保护膜的毛的减薄加工方法和减薄加工装置。
背景技术
DI罐是如下进行加工的：将金属板冲裁为圆形的坯件，通过1级或多级的拉深加工将该坯件成形为杯体，再通过1级或多级的拉深加工将该杯体成形为再拉深杯体，然后，使再拉深杯体通过1级或多级的减薄加工模，由此减小再拉深杯体的侧壁部的板厚，加工出DI罐。下面，将该一系列的加工称为DI加工。
近年来，从保护环境角度考虑，尝试着将能够省略涂装工序的覆盖了薄膜等树脂保护膜的金属板应用于该DI加工。例如，在对覆盖了有机树脂的金属板(下面有时也称为有机树脂覆盖金属板)进行DI加工时，有时在罐体的开口端部产生树脂保护膜脱离成毛发状的称为毛的脱离物。毛附着并存积在坯件冲裁刃、拉深加工或减薄加工的冲头和模具、一系列制罐机的加工部附近，由此，会产生罐主体的破裂、罐体表面的瑕疵等加工缺陷。另外，若毛一直附着在罐体上，则不仅破坏罐体的外观，还会在拉深、减薄加工后进行的车凹槽、外翻边加工中成为加工缺陷的起因。因此，在有机树脂覆盖金属板的DI加工中，毛成为大问题。
针对这样的现状，至今已公开了一些技术作为克服毛的对策。
在专利文献1中公开了如下的技术：在成形出由树脂覆盖金属板形成的拉深罐和拉深减薄罐的过程中，冲裁坯件时，在落料冲头和落料模的边缘部形成台阶差，对坯件边缘部的树脂保护膜稍小于基底金属板而形成的坯件进行冲裁，对该坯件进行拉深加工和减薄加工而形成拉深罐和拉深减薄罐，由此来避免产生毛。
在专利文献2中通过了如下的技术：为了使成为产生毛的原因的在拉深工序即将结束前的凸缘部的压下力无害化，在有效拉深成形冲程长度的65～98％处，使环状的保持构件(防皱压板)与冲模之间的间隔大于被加工件的板厚，由此通过释放凸缘部的后端进行限制，来防止产生毛。
在专利文献3中公开了如下的技术：在对单面或双面上覆盖了有机树脂的金属板进行拉深/减薄加工时，在进行拉深加工前，具有在有机树脂覆盖金属板的外缘部设置板厚朝向最外周部渐渐减小的区域的工序，通过该工序，使最外周部的有机树脂覆盖金属板的板厚薄于减薄加工后的有机树脂覆盖金属板的侧壁部的最大板厚，从而防止减薄加工模具使罐体开口端部的树脂保护膜作为毛脱离。
在专利文献4中公开了如下的技术：预先在金属板的至少成为罐内侧的面上覆盖热塑性树脂，对该树脂覆盖金属板进行拉深成形制作杯体，对该杯体的端缘周边部进行加热处理，使通过拉深加工产生的从杯体上部端部向外部伸出的热塑性树脂片热收缩，在杯体开口部形成不存在热塑性树脂的露出的金属面，并且，在使已热收缩了的树脂粘接后，通过再拉深成形或再拉深成形和减薄成形，来防止产生毛。
在专利文献5中公开了如下的技术：使用至少用树脂覆膜覆盖了单面的金属板，在进行杯体成形、拉深减薄成形而制造金属容器时，在杯体成形前或杯体成形后进行激光照射处理，除去覆盖表面的树脂层的一部分，由此防止产生毛。
这些技术都立足于通过制罐方法防止毛的技术构思。另一方面，还公开了对金属板的特性进行控制来避免产生毛的技术。
在专利文献6中公开了如下的技术：在利用树脂覆盖钢板成形出拉深减薄罐时，通过调整作为原料板的钢板的钢成分和材质并进一步调整结晶面的面强度比，从而使用比以往更薄的钢板，抑制拉深加工时的罐壁上端部钢板厚度的增加，减小主要的产生毛的工序即减薄工序的实际减薄量，并且抑制加工中的加工硬化，防止变形阻力增大，从而避免产生毛。
在专利文献7中公开了如下的技术：在对覆盖了有机树脂薄膜的钢板进行DI成形时，调整作为原料板的钢板的钢成分和制造方法，使强度变软，并且控制结晶粒径，由此来避免产生毛。
另外，作为除去伴随DI加工产生的附着物的技术，虽然对象不是毛，但在专利文献7中公开了如下的技术：在拉深减薄罐的加工方法中，利用设置在冲头上的擦拭装置除去贯通孔内周部上的附着物，所述拉深减薄罐的加工方法如下所述：使用具有贯通孔的冲模和能够留有微小间隙地插入贯通孔的冲头，在干式环境下利用冲头将被加工板压入并使其通过贯通孔内，从而制造加工罐主体。该技术是立足于不是使附着物不产生而是将附着物除去的技术构思。
专利文献1：JP特开2003-94121号公报
专利文献2：JP特开平5-154570号公报
专利文献3：JP特开2004-344940号公报
专利文献4：JP特开平9-19733号公报
专利文献5：JP特开2005-296998号公报
专利文献6：JP特开2003-277885号公报
专利文献7：JP特开2004-255452号公报
但是，即使通过拉深加工得到了抑制了产生毛的没有凸缘的杯体，在拉深加工后实施利用数级减薄模具减小罐壁厚度的减薄加工时，也不能抑制产生毛。这是因为，在减薄加工中，由于进一步利用数级减薄模具对拉深加工后的没有凸缘的杯体施加大的压力来减小罐壁的厚度，因而难以避免在杯体边缘上施加大的压力，容易产生毛。即使使用上述专利文献1～7的技术也会发生这样的问题。
并且，当产生毛时，因为要进行从制罐装置上除去/回收毛的工序、除去附着在加工后的拉深减薄罐上的毛的工序，所以显著影响了拉深减薄罐的生产率。
本发明是鉴于上述情况提出的，目的在于提供能够除去毛等附着物的减薄加工方法和减薄加工装置。
发明内容
本发明如下所述。
(1)一种减薄加工方法，其特征在于，对在单面或双面覆盖了有机树脂保护膜的金属板进行减薄加工时，在高压下向所述金属板喷射气体或液体，从所述金属板除去附着物，然后，吸引回收从所述金属板除去的所述附着物。
(2)上述(1)的减薄加工方法，其特征在于，对所述金属板进行的高压喷射在对所述金属板进行减薄加工前和/或减薄加工后进行。
(3)上述(1)或(2)的减薄加工方法，其特征在于，将所述附着物与对所述金属板进行高压喷射所使用的气体或液体一起吸引回收。
(4)一种减薄加工装置，是对在单面或双面覆盖了有机树脂保护膜的金属板进行减薄加工的装置，其特征在于，具有减薄模具和减薄加工冲头，所述减薄模具和所述减薄加工冲头用于通过拉深/减薄加工使将所述金属板冲裁为圆形而得到的坯件成形为杯体，所述减薄加工装置还具有：喷射口，用于在高压下向所述金属板喷射气体或液体而从所述金属板除去所述金属板的附着物；吸引口，用于吸引回收从所述金属板除去的所述附着物；以及突起部设置部，具有用于防止所述气体或所述液体扩散的突起部。
(5)上述(4)的减薄加工装置，其特征在于，设置有多个所述减薄模具、所述喷射口和所述吸入口。
(6)上述(4)或(5)的减薄加工装置，其特征在于，在所述突起部上具有用于与所述金属板接触的金属板接触部，该金属板接触部由能够弹性变形的柔软的原材料形成。
附图说明
图1是表示本发明的减薄加工装置的一个实施方式的剖视图。
图2是表示本发明的减薄加工装置的一个实施方式的剖视图。
图3是表示本发明的减薄加工装置的一个实施方式的俯视图。
具体实施方式
本发明人为了解决上述问题进行了专心的研究。结果得出下面的见解。
已经确认，在进行拉深加工、再拉深加工和减薄加工的过程中，在杯体边缘部，夹在冲头与减薄模具之间的有机树脂保护膜金属板上的有机树脂保护膜滑动，由此有机树脂保护膜破损而形成薄膜毛。
并且还发现，通过将高压气体或液体喷射在附着有毛等的金属板的边缘部上，能够将毛等附着物从金属板上除掉，并且将产生的毛与气体或液体一起除去并回收。
本发明是基于以上的见解完成的。
首先，在本发明中作为对象的金属板未特别限定，钢板、铝板等任何原材料都适用。另外，金属板的板厚也未特别限定。而且，即使对金属板进行了表面处理也能够适用。
覆盖在金属板的单面或双面上的有机树脂保护膜的种类、厚度无限制。可以按照成型产品的用途等适当地选择。
并且，本发明的特征在于，在对在单面或双面覆盖了有机树脂保护膜的金属板进行减薄加工时，在高压下将气体或液体喷射在所述金属板上，从所述金属板除去附着物，并将附着物回收。并且，附着物的回收优选与对金属板进行喷射所使用的气体或液体一起吸引并回收。
图1和图2是表示本发明的减薄加工装置的一个实施方式的剖视图。
图1和图2是对在单面或双面覆盖了有机树脂保护膜的金属板(下面称为金属板)1进行减薄加工的装置。在图1和图2中，该装置具有：减薄模具2和减薄加工冲头3，用于通过拉深/减薄加工使将所述金属板1冲裁为圆形而得到的坯件成形为杯体；及具有突起部4的突起部设置部5，突起部4能够与金属板接触并设置有由能够弹性变形的柔软的原材料形成的金属板接触部(未图示)，用于防止气体和/或液体扩散。所述装置还具有：喷射口9，用于在高压下将气体或液体喷射在所述金属板1上，除去在所述金属板1的杯体边缘部6上产生的附着物(毛)7；及吸引口10，用于吸引从所述金属板1除去的所述附着物(毛)7。此外，为了提高毛的回收效率，突起部设置部5、喷射口9和吸引口10在减薄模具2的加工前部和加工后部分别设置有多个，形成为突起部设置部5a、5b、喷射口9a、9b和吸入口10a、10b。并且，在由所述减薄模具2、所述突起部设置部5、所述金属板1或所述减薄加工冲头3密封的空间8a、8b中，能够在高压下将气体或液体从所述喷射口9a、9b喷射在所述金属板1上。
根据图1，将拉深成形的杯体的侧壁部套在设定为窄于该侧壁部板厚的减薄加工冲头3上而实施进行减薄拉伸的减薄加工。然后，通过该减薄加工，金属板1的板厚减小，并且在杯体边缘部6上从减薄模具2施加有较大的压力，有机树脂保护膜层破损，由此产生毛7。然后，根据图1，杯体边缘部6通过突起部4a，在通过由减薄模具2与突起部4a所包围的密闭区域8a期间，在高压下将气体或液体从喷射口9a向产生了毛7的杯体边缘部6喷射。
图2是继续进行图1的减薄加工、杯体边缘部6通过了减薄模具2之后的本发明装置的剖视图。在图1所示的减薄加工前区域中，在高压下将气体或液体从喷射口9a向产生了毛7的杯体边缘部6喷射，除去毛7，然后，毛7与气体或液体一起被从吸引口10a吸引，在减薄加工的同时除去并回收产生的毛7。
另外，图3是图1的减薄加工装置的俯视图。如图3所示，喷射口9a、9b、吸引口10a、10b在被加工的罐周围至少各设置一个。从喷射装置11喷射出的气体或液体通过喷射口9a、9b喷向罐体表面，从罐体除去薄膜毛等异物。然后，通过吸引装置12，将气体或液体与薄膜毛一起吸引到吸引口10a、10b，从而回收毛。此外，喷射口9a、9b和吸引口10a、10b从减薄加工装置外部朝向减薄加工孔中心方向设置。另外，优选以0.1MPa以下的真空度可靠地进行吸引，以使通过所喷射的气体或液体除去的附着物不残存在减薄加工装置内。
此外，在本发明中，为了除去附着在金属板上的毛等附着物，在高压下喷射在金属板上的气体或液体必须是与金属板、覆盖在金属板上的有机树脂保护膜、减薄模具等加工装置无化学反应的物质。例如，如果喷射的为气体则可以列举空气，如果喷射的为液体则可以列举添加了防锈剂的纯水。作为添加在纯水中的防锈剂，优选蜡、羊毛脂、脂肪酸、三乙醇胺、无机碱等。喷射时的压力优选在0.4～20MPa的范围内，以不会损伤金属板和覆盖着的有机树脂保护膜的压力喷射。突起部设置部5具有用于防止气体和/或液体扩散的突起部4，为了使突起部4的前端以不划伤金属板和覆盖着的有机树脂保护膜的方式与金属板接触，在突起部4的前端设置有能够与金属板接触的金属板接触部。并且，优选所述金属板接触部是由能够弹性变形的柔软的原材料形成的。所说的能够弹性变形的柔软的原材料例如是树脂、橡胶等。
实施例
利用图1所示的减薄加工装置，使用在板厚为0.22mm的钢板的双面热粘接有15μm的PET薄膜的层压钢板作为原材料，进行减薄加工。
具体地说，使用对该层压钢板进行拉深加工而成形的杯体，以拉深比1.6进行第一级拉深加工，再以拉深比1.5对通过第一级拉深加工得到的杯体进行拉深加工作为第二级拉深加工。进而，通过3级减薄加工，以使加工后的罐侧壁部的板厚变为0.150mm的方式进行加工。薄膜回收在第三级减薄加工后进行。喷射口9a、9b和吸引口10a、10b都为Φ3mm，密闭空间8a、8b中的喷射口9a、9b和吸引口10a、10b与罐体之间的间隔约为1mm。
按照上述条件，将通过加工产生了薄膜毛状况的结果示出在表1中。此外，在表1中，以×(不能回收)、△(回收一部分)、○(全部回收)3个等级对薄膜毛回收进行评价。
表1
Figure BPA00001231289000091
根据表1，喷射物为液体(冷却剂+纯水)和气体(N2)两种均具有薄膜毛回收效果，喷射压力为0.4MPa以上则可确认完全回收毛的效果。
如上所述，在本发明的加工方法中，能够实现对以往方法来说困难的薄膜毛的回收，能够兼顾制罐时缺陷的减少和良好的生产率。
产业上的可利用性
本发明是能够与加工工序同时地除去并回收减薄加工时所产生的附着在金属板上的附着物(毛)的加工方法，因而能够避免以往存在的如下问题：在减薄加工时所产生的毛附着并残存在进行减薄加工的加工装置中，在之后的减薄加工中划伤金属板的表面，由此成为加工时缺陷的起因。结果，具有优良的生产率。
而且，能够省略除去附着在进行了减薄加工的金属板上的毛的工序、除去并回收残存在减薄加工装置中的毛的工序。
而且，在除去附着物时使用气体或液体，因此，对于减薄加工方法无论是干式还是湿式的情况，本发明都能够使用，能够不受加工条件束缚地回收毛等附着物。

Claims (6)

1.一种减薄加工方法，其特征在于，对在单面或双面覆盖了有机树脂保护膜的金属板进行减薄加工时，在高压下向所述金属板喷射气体或液体，从所述金属板除去附着物，然后，吸引回收从所述金属板除去的所述附着物。
2.如权利要求1所述的减薄加工方法，其特征在于，对所述金属板进行的高压喷射在对所述金属板进行减薄加工前和/或减薄加工后进行。
3.如权利要求1或2所述的减薄加工方法，其特征在于，将所述附着物与对所述金属板进行高压喷射所使用的气体或液体一起吸引回收。
4.一种减薄加工装置，是对在单面或双面覆盖了有机树脂保护膜的金属板进行减薄加工的装置，其特征在于，具有减薄模具和减薄加工冲头，所述减薄模具和所述减薄加工冲头用于通过拉深/减薄加工使将所述金属板冲裁为圆形而得到的坯件成形为杯体，所述减薄加工装置还具有：喷射口，用于在高压下向所述金属板喷射气体或液体而从所述金属板除去所述金属板的附着物；吸引口，用于吸引回收从所述金属板除去的所述附着物；以及突起部设置部，具有用于防止所述气体或所述液体扩散的突起部。
5.如权利要求4所述的减薄加工装置，其特征在于，设置有多个所述减薄模具、所述喷射口和所述吸入口。
6.如权利要求4或5所述的减薄加工装置，其特征在于，在所述突起部上具有用于与所述金属板接触的金属板接触部，该金属板接触部由能够弹性变形的柔软的原材料形成。
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