CN1028498C - 模压成型带异型底部的容器的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用连续工序模压成型有异形底部的容器的方法及装置，先把坯料模压成例置的杯体(IC)，把杯体反向拉拔并使杯体底部形成初步异形形状后，再使其具有最后异形形状。该装置包括冲切刀刃，它围着一个再次拉拔模移动，以模压出倒置的杯体；一个带轮廓外形的冲头，它在再次拉拔模中移动，以对着成型垫使杯体底部形成初步轮廓外形；这个成型垫(32)由一对液压作用的活塞(38，39)有选择地支撑，当第二个活塞起作用时最后轮廓外形就被模压制成。

Description

本发明涉及容器的模压成型工艺，更具体地说是对两片式容器的异形底部的模压工艺的一种改进。

一般在容器制造工业，特别在食品容器制造工业，为了增加强度而经常需要使容器底部带有异形的形状。这些异形底部包括在底部形成一个或几个圆环或凹槽，这当然就改进了底部的弯曲强度。

一些典型的异形形状的例子可以在琼斯（Jones）的美国专利4010867;桑特斯（Saunders）的美国专利4120419和霍尔克（Holk）的美国专利4439081以及布勒松（Bulso）的美国专利4549424中看到。

在现有技术中，一般这点是众所周知的，即，先把两片式容器基本上模压成它们最终的具有侧壁和底部的圆柱形，然后在第一工位使底部有“预成型”的异形形状。这是利用合适的模芯和压模，并在其中插入一个成型垫来完成的。

然后把容器运送到或在同一台压机上或在另一台压机上的第二工位，在那里使底部再次受冲击，以“再次模压”，或把异形形状加深 到它的最后深度。运送容器和利用两个工位加工的主要目的是清除在再次模压加工时侧壁上的反张力。换句话说，当再次模压或再次设定底部形状时，最好能减少金属从侧壁拉拔到最后形成底部形状所要拉拔的距离，以防止损伤容器，这损伤有时会严重到使底部和容器断开。

这是因为围绕着模压工具的尖锐棱缘进行拉拔并要给予深的轮廓外形是非常困难的，尤其是当材料需在容器侧壁区域下拉拔任意距离。因而，两个工位逼近的方式就造成在任何一个加工工序中，只要把材料拉拔较短的距离。然而，这种逼近方式的显著缺点是需要处理容器两次，而且还需要更多设备和利用输送装置。

因此本发明的目的是提供一种模压成型带异型底部的容器的方法和装置，使整个异形底部的加工可以在单独一个工位上完成，又没有损伤甚至破坏容器的危险。

在达到这个目的过程中，我们发现能在两片式容器底部模压出一个有效的、比较深的异形轮廓外形，它是通过先提供一个倒置的杯体，然后在建立起初步的或“预成型”的异形形状时把这杯体反向拉拔到稍微过长的状态，随后把过量的材料摺到底部里而最后确定底部异形轮廓外形。业已发现，这种方法能在一个工位、为必运送容器、由一个连续的操作加工即可完成。

材料上反张力的消除主要是通过使用支承成型垫的两个活塞支承来完成的。其中，在初始模压时，一个活塞作支承作，而在再次模 压时，第二个活塞才接着作用。

用这种方法，整个成型加工可以在一个工位上，没有损伤和破坏容器的危险地加以完成。当然，也没有那种为了完成整个成型加工而把容器从一个工位运送到另一个工位的困难和花费。

根据本发明的供入的原料模压成容器的方法包括下面几个工序：A.把所提供的材料M冲压成坯料;B.把上述坯料模压成倒置的杯体（IC）;C.颠倒逆转，倒置的杯体，并在颠倒逆转时在倒置的杯体的底部模压出初步的异形轮廓外形;D.把初步的轮廓外形再次模压成最后的异形轮廓外形。

另一方面，根据本发明提供一种模压容器本体的装置，该装置是用在带有内、外滑动模座和固定底座的双动压机上，它包括：一个装在内滑动模座上的冲切刀刃;一个装在底座上的成型垫，装在底座上且受液压作用的用来有选择性地支撑成型垫的第一和第二活塞;一个固定在底座上并且与成型垫同心地设置的再次拉拔模;冲切刀刃可朝底座移动，以把坯料放在再次拉拔模上而形成倒置的杯体;冲头可朝底座移动一段预定的距离以在第一活塞支撑成型垫时对着成型垫对倒置的杯体加压;而且冲头还可以进一步朝底座再移动一段距离。以在成型垫被第一和第二活塞支撑时，在再次拉拔模上拉拔，使倒置的杯体颠倒逆转。

总之，本发明的方法和装置确能克服前面所述的缺点，使整个异形底部的加工可在一个工位上完成，并且没有损伤甚至破坏容器的 危险。

下面，参照附图来说明本发明的实施例。其中：

图1是表示初步模压前的装置所处的状态的局部剖视装配图。

图2是表示在模压加工结束时装置所处的状态的局部剖视装配图。

图3是表示冲切加工前装置所处的状态的放大剖视图。

图4是表示在倒置的杯体成型后装置所处的状态的放大剖视图。

图5是表示在反向拉拔开始时装置所处的状态的放大剖视图。

图5A是表示在反向拉拔时和底部成形时装置所处的状态的放大剖视图。

图6是表示在反向拉拔和容器的异形底部外形初步形成后装置所处的状态的放大剖视图。

图7是表示在异形底部的轮廓外形再次模压时装置所处的状态的放大剖视图。

图8是表示容器完工后装置所处的状态的放大剖视图。

图9是表示在各个加工工序上压力的相位角的时标曲线图。

先参照图1，可以看出，按照本发明的装置和操作这装置的方法都要和里奇韦（Ridgway）的美国专利3902347中所说的一般型式的双动压机相连地实施的。那份专利相当详细地说明了所要作用的压机的一般形式，并且可大致上这样说，即，这种压机有内滑块和外滑块，工具可附设在这些滑块上，而这些滑块相对固定底座上下移动，还能按相位角和闭合高度独立地进行控制。

考虑了这一点后，继续参照图1，这点应注意，即图1所示的工 具所处的状态是在容器底部轮廓外形初步模压前的，而图2所示的工具所处的状态是在上述的模压后的，图3到图8是表示在各个模压加工工序工具所处状态的放大视图。

因此，对这装置进行全面的说明是与图1和图2有关的，可以看到，压机的内压头装着一个内滑动模座10上，而一个提升器11通过合适的螺钉11a装在内滑动模座10上。提升器11的突出端装着一个由螺钉12a紧固在其上的冲头12，冲头有异形的底部表面，这在下面的描述之后当然是会很清楚的。

压机的外压头装着一个外滑动模座20，外滑动模座基本上与装在内滑动模座10上的提升器11同心地设置。于是，一个加压套筒21围绕着提升器11，它是在外滑动模座20内上下移动的，而且它是装在上活塞22的下方。在通孔22a的流体压力作用下，上活塞也是上下移动的。因此，对下面将要说明的许多场合而言，作用在活塞22上的压力也将作用在套筒21上。

在外滑动模座20上还装着一个冲切刀刃23和一个由合适的螺钉24a紧固在滑动模座上的冲切刀刃座圈24。

一个固定底座或工作台30与压机的内、外滑动模座10、20相对地装设着，它还装有许多工具构件。

首先，一个切割刀刃31由合适的螺钉31a紧固在底座30上，如下所述，由切割刀刃31和冲切刀刃23共同作用来冲裁材料。

切割刀刃31的内侧是一个成型垫32，它设置在固定底座30中 的模腔中央，这个成型垫32固定在由活塞38和39驱动的模芯升降器33上，并能相对于固定底座30作上下移动。成型垫32还有一个直通的排气通道32b，它在下面要说的一场合下和大气相通。

成型垫32和模芯升降器33的外侧及切割刀刃31的内侧是一个脱模环34，它是由一个或几个安装在固定底座30上的固定支座中的弹簧34a支承着，因此，事实上对下面要详细介绍的许多场合而言，脱模环34受弹性载荷作用。

在成型垫32和模芯升降器33的周围还同心地设置着一个再次拉拔模33，它由一个或几个螺钉35a固定在固定底座或工作台30上。与再次拉拔模35同心的，而且在切割刀刃31径向的内侧是一个下活塞36，它是由通过孔36a的高压流体驱动。在下活塞36的顶部支承着一个拉拔垫37，如下面更详细地说明那样，它和冲切刀刃23一起作用。

下面，参照图3到图8所示的那些放大的剖视图来说明本发明装置的动转动作，先参照图3，可以看到，材料M以薄片或卷料的形式已加到压机的开口处，并且处在图3所示的冲裁加工的状态。

这时，内、外滑动模座10和20两者全朝固定底座30下降，而在活塞22的力作用下，随着压力套筒21移动，冲切刀刃23运行到与材料M接触上。此刻，这点应注意，即下活塞36是处在提升的状态，使拉拔垫37把材料M支承在冲切刀刃23下面。另外，固定的再次拉拔模35把材料M支承在压力套筒21的下面。

使工具从图3所示状态进到图4所示状态的内、外滑动模座10和20的进一步朝下移动将起两个作用。

第一，冲切刀刃23将对着切割刀刃31切断材料M，以便有效地下料。第二，冲切刀刃23的继续向下移动将冲击在再次拉模35的顶部周围形成的坯料周缘，由这坯料形成如图4所见到的倒置的杯体IC，此刻，这点应注意，即成型垫32装设在倒置杯体中心部分的下边，并由活塞39作用下的空气压力支承着。在材料M下所聚集的空气将通过通道32b放出。此外，冲头12正好运行到与处在这工序的材料M顶部相接触。

滑动模座10和20的继续向下移动将使工具从图4所示的状态进到图5所示的状态，并且将完成初始的再次拉拔和把杯体IC颠倒逆转的目的。这点应知道，即活塞39作用在成型垫32上的流体压力并不产生初始的压形。冲头12的底上的最高点和成型垫32顶部将接触上材料，并冲头向下压成型垫，且开始杯体的反向拉拔，如图5所示。

终于，冲头12的继续向下移动使活塞39“接上”活塞38（见图2）。这时，如图5A所示那样，活塞38上的高压将产生足够的阻力，使容器底部由冲头12和成型垫32初步压制成型。

这样，由图5A可清楚地见到，滑动模座10朝固定底座或工作台30的继续移动将把提升器11和冲头12向下压向倒置的杯体IC底部材料，而且使杯体底部有所要的形状。这点应知道，即这个异形 形状是由冲头12和成型垫32的构型互补确定的。

这移动还克服弹簧34a的弹力，并将它压缩，把脱模环34压向下。滑动模座20向下移动还使冲切刀刃23克服活塞36下边的流体压力，向下压拉拔垫37和活塞36。这时，倒置的杯体已压成型，基本上已使容器具有初步的底部异形形状。

把图5和图6上工具所处的状态加以比较（分别与图1和2），可以看到，在这两个状态间，外滑动模座20将达到容器底部正中央，并开始缩回。然后，冲切刀刃23将从固定底座或工作台30脱开。然而，内滑动模座10将克服这时已被活塞38“接上”而增加阻力的活塞39上的流体压力，继续向下移动（见图2），而且不影响在图5A状态下确定的底部外形轮廓地把容器颠倒过来。拉拔模芯环35顶部上的材料，从而把前面模压成型的杯体IC里面外翻地加以有效的转换，并形成杯体C。

如图7所示，当提升器11和冲头12开始从底座30脱开时，轮廓外形被最后确定，这里由于容器的凸缘仍然被套筒21夹住，并且成型垫32在活塞38和39的影响下，它将随冲头12一起向上移动，把材料上压到容器底部中，最后地确定轮廓外形。

当活塞38与底座30的底啮接上时，最后确定了轮廓外形，这以后，活塞39有足够的压力在它的下面，由此把容器提升回到模压线。

这个动作的结果可从图7看到，这里，模芯升降器33把成型垫32提升回到模压线，冲头12从固定工作台的脱开自然会使弹簧34a 把脱模环34提升回到模压线，而活塞39提升成型垫32，从而使容器从模腔里脱出。这点应注意，即，只要成型垫32还没有在模压线停下，就需使弹簧34a作用在脱模环34上，以此把加工完的容器从成型垫32顶部卸下。从冲头12上卸下则可由通过管道11b和12b的空气压力或其们所需要的手段加以完成。

由此可见，这里所说的方法和装置是能在一个工位上模压成型深的底部轮廓外形的，并且具有比较好的密配的半径和深的锥形扩孔。

Claims (6)

1、一种把所提供的原料模压成容器的方法，包括下面几个步骤：把所提供的材料M冲压成坯料；把上述坯料模压成倒置的杯体(IC)；颠倒逆转上述倒置的杯体，并在颠倒逆转过程中用流体阻力支承杯体时，在上述倒置杯体的底部模压出初步的异形轮廓外形；其特征在于：当用增加的流体阻力支承杯体时，把初步的轮廓外形再次模压成最后的轮廓外形；初步外形是以通过将上述倒置杯体(IC)的底部对着流体阻力向下加压而形成的，而最终外形是通过将该杯底对着增加的流体阻力向下加压而形成的。

2、用双动压机模压容器本体的装置;具有内、外滑动夹具（10、20）和固定底座;一个装在内滑动夹具（10）上的冲头（12）;一个装在外滑动夹具（20）上的冲切刀刃（23）和一个固定于底座上的再次拉拔模（35）;其特征在于还具有：一个装在底座（30）上的成型垫（32）;装在底座上的用来有选择性地支撑上述的成型垫的第一和第二液压驱动的活塞（39、38）;所述再次拉拔模（35）与上述成型垫同心地设置;上述冲切刀刃（23）可朝上述的底座移动，以把坯料放在上述的再次拉拔模（35）上而形成倒置的杯体（IC）;上述的冲头可向上述的底座移动一段预定的距离，以在上述的第一活塞支撑成型垫时，对着成型垫对上述的倒置的杯体加压;而且上述的冲头还可以进一步朝上述的底座再移动一段距离，以在上述的成型垫被第一和第二活塞支撑时，在上述的再次拉拔模上拉拔，使上述的倒置的杯体填倒逆转。

3、如权利要求2所述的装置，其特征在于脱模环（34）是同心地设置在上述的成型垫和上述的再次拉拔模之间的，而且上述的脱模环是弹性地装在上述底座上的。

4、如权利要求2所述的装置，其特征在于：在上述冲头作上述进一步移动时，上述第一活塞可移动到与上述第二活塞接触位置上。

5、如权利要求2所述的装置，其特征在于拉拔垫（37）是与上述的再次拉拔模同心地靠液压作用支撑在上述底座上的。

6、如权利要求2所述的装置，其特征在于在外滑动模座上，与上述的再次拉拔模相对地装着一个液压动作的压力套筒（21）。

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