CN108200763B - 制杯机拉拔垫 - Google Patents

Abstract

一种拉拔垫在导致从坯料形成杯形主体的拉拔工艺过程中当所述金属坯料被夹紧和冲压时减少皱耳的情况和程度。一种用于制杯压力机的拉拔垫包括内表面，所述内表面限定被配置成用于接收冲头的拉拔孔。所述拉拔垫还包括夹紧表面，所述夹紧表面具有与第二力集中段周向间隔开地设置的第一力集中段，其中每个力集中段包括第一弧形凹槽和第二弧形凹槽，所述第二弧形凹槽与所述第一弧形凹槽同心且径向间隔开地设置。

Description

制杯机拉拔垫

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年8月20日提交的美国临时专利申请序列号62/207,722的优先权，该临时专利申请通过引用结合在此。

技术领域

本披露涉及一种用于制造金属容器的工具、并且具体地涉及一种在拉拔工艺过程中减少皱耳(earing)的制杯机拉拔垫。

背景技术

常常使用拉拔工艺来生产薄壁的两件式金属容器。在拉拔工艺中，将扁平的圆形金属片坯料(例如铝)拉拔穿过一个或多个拉拔模具，以形成浅的预成型杯。用于形成预成型杯的金属片坯料具有特定的各向异性，所述各向异性是金属片的机械性质的方向变化。换句话说，金属片坯料对在一个方向上施加的应力所作出的反应将不同于对在不同方向上施加的相同应力所作出的反应。

拉拔工艺采用制杯压力机或制杯机。圆形坯料是从一片材料上切割下来并且定位在模具型腔上。圆形坯料由制杯机拉拔垫保持抵靠在模具上，并且冲头用足够的压力和力将坯料推入型腔中以使坯料成型为杯状形状。金属片坯料的各向异性特性会促成在拉拔杯的开口端上形成皱耳。皱耳是在拉拔杯的开口端处形成的不均匀或波浪形的边缘。皱耳的问题归因于拉拔工艺，并且金属片坯料的各向异性是皱耳的主要致因。耳部在片材的轧制方向的大约45度上形成。这些耳部是在拉拔工艺中保持夹紧的最后材料。在那时，所有的夹紧力都集中在那些耳部上并可能导致它们变得皱缩或变薄。皱耳的问题在于它可能导致材料被浪费(诸如，当需要切除拉拔杯的皱耳部分时)，或者它可能导致可能会破坏下游形成工艺的不令人期望的金属部分。

为了减少不令人期望的皱耳，有时要从金属片中切下非圆形坯料。然而，非圆形坯料在材料晶粒的大约四十五度上(即，金属片的轧制方向)常常具有较少可用的材料，并且在制杯压力机和下游制造工艺中需要更复杂且昂贵的工具作业。

发明内容

根据本披露的教导，一种拉拔垫在产生杯形主体的拉拔工艺过程中当金属坯料被夹紧和冲压时减少皱耳的情况和程度。使用具有常规拉拔垫的常规制杯压力机产生的耳部被减少或消除，并因此不会干涉杯形主体的后续形成操作，例如，将形成杯形主体形成为金属罐或细长的金属瓶形容器的形成操作。

根据一个实施例，一种用于制杯压力机的拉拔垫包括内表面，所述内表面限定被配置成用于接收冲头的拉拔孔。拉拔垫还包括夹紧表面，所述夹紧表面具有与第二力集中段周向间隔开地设置的第一力集中段，其中每个力集中段包括第一弧形凹槽和第二弧形凹槽，所述第二弧形凹槽与第一弧形凹槽同心且径向间隔开地设置。

根据替代实施例，一种用于制杯压力机的拉拔垫减少了在拉拔的杯形主体中形成皱耳。拉拔垫包括内表面，所述内表面限定被配置成用于接收冲头的拉拔孔。拉拔垫还包括夹紧表面，所述夹紧表面具有第一力集中段，所述第一力集中段与第二力集中段被释放区域周向地间隔开，其中力集中段中的每者包括第一弧形凹槽，所述第一弧形凹槽与相邻的第二弧形凹槽径向地间隔开第一距离。释放区域具有与相邻的第二弧形凹槽径向地间隔第二距离的第一弧形凹槽，其中第二距离大于第一距离。

根据本披露的再一个实施例，一种形成具有减少的皱耳的杯形主体的方法包括以下步骤：将金属片定位在拉拔垫与坯料拉拔模具之间。通过使拉拔垫的夹紧表面与金属片的一部分接触，金属片被夹紧在拉拔垫与坯料拉拔模具之间。夹紧表面具有各自与相邻的力集中段周向等距地间隔开的四个力集中段。每个力集中段包括第一弧形凹槽和第二弧形凹槽，所述第二弧形凹槽与第一弧形凹槽同心且径向间隔开地设置。对金属片进行修剪以形成具有圆盘形状的坯料。引导冲头来将坯料的一部分转移到模具型腔中，从而将冲头与坯料拉拔模具之间的坯料形成为杯状形状。

所披露的实施例的技术优点包括一种具有专门定位的释放区域的拉拔垫，所述释放区域允许夹持力更均匀地分布在金属坯料的最易出现皱耳的区域中。根据其他实施例，与坯料中易出现皱耳的位置接触的拉拔垫的区域包括夹紧表面中的凹陷，所述凹陷通常为使用常规拉拔垫可能形成的耳部的形状。

通过以下结合附图的详细描述，其他方面、特征和优点将变得显而易见，附图是本披露的一部分并且通过实例展示了所披露的本发明的原理。

附图说明

通过结合附图参考以下详细描述，可以获得对本发明的方法和设备的更完整理解，其中：

图1A和图1B是根据本披露的拉拔垫和壳体组件的分解透视图；

图2是图1A和图1B的拉拔垫的夹紧表面的平面图；

图3是图2的拉拔垫的截面图；

图4是根据本披露的拉拔垫的替代实施例的夹紧表面的平面图；

图5是根据本披露的教导的拉拔垫的另一替代实施例的夹紧表面的平面图；

图6是根据本披露的教导的拉拔垫的另一替代实施例的夹紧表面的平面图；以及

图7展示了包括根据本披露的教导的拉拔垫的制杯压力机，其中以截面图示出多个部分。

具体实施方式

图1A和图1B展示了拉拔垫组件100的分解等距视图，其中图1A是朝向夹紧表面120的视图，而图1B是在与图1A的视图方向相反的方向上的视图。拉拔垫组件100是在拉拔工艺中使用的模具组件的一部分。拉拔垫组件100包括拉拔垫102和壳体104。拉拔垫102由诸如碳化物的超硬材料形成，并且壳体104由较软的材料形成。根据一个实施例，拉拔垫102由碳化物材料与镍粘合剂形成，并且壳体104由工具钢形成。当形成杯时，金属片被夹紧在拉拔垫102与坯料拉拔模具之间，以允许冲头在它迫使金属进入模具型腔并且金属在冲头与坯料拉拔模具之间流动时使金属形成为杯状部分。包括冲头、拉拔垫102、壳体104和坯料拉拔模具的机器常常被称为制杯压力机或制杯机，因为它用于形成类似杯子的具有开口端的中空圆柱形部分。本文中披露的拉拔垫102减少了拉拔的杯中耳部的形成，也被称为皱耳。

本披露的拉拔垫102的实施例用于形成细长杯，所述细长杯经历后续金属成型操作(诸如，烫平和颈缩)并且被形成为金属罐或金属瓶形容器。可以使用各种不同的拉拔垫构型，并且所述构型可以基于将被拉拔的部分的尺寸和形状、用于坯料的材料类型以及所采用的拉拔工艺的类型。本文中披露了可用于拉拔垫组件100的拉拔垫的一些非限制性说明性实施例。

参考图1B，拉拔垫102包括颈部部分106、肩部部分108、以及在肩部部分108中形成的一个或多个盲孔。在某些实施例中，螺纹插入件110被固定在盲孔中。颈部部分106呈从肩部部分108延伸的圆柱形环的形式。颈部部分106、肩部部分108以及包括螺纹插入件110的一个或多个孔被配置成用于确保拉拔垫102与壳体104之间的牢固配合。根据一个实施例，紧固件延伸穿过壳体104中的对应通孔111并且旋拧到插入件110的螺纹上，以将拉拔垫102固定到壳体104。除了或者代替使用螺纹连接器将壳体104附接到拉拔垫102，肩部可以包括可以与壳体104收缩配合的倒锥。还可以使用粘合剂来进一步确保拉拔垫102被牢固地附接到壳体104。根据一个实施例，壳体104可以包括围绕壳体104的外周设置的由诸如橡胶的弹性材料制成的插入件113。弹性插入件113相对于容纳壳体104的制杯压力机的圆柱体起到缓冲垫的作用。

肩部部分108的直径通常比颈部部分106的直径大。在一些实施例中，肩部部分108具有大约7英寸的直径(外径)。然而，应当理解，根据模具组件的需要，肩部部分108的直径可以大于或小于7英寸。拉拔垫102的内表面112限定拉拔孔114，所述拉拔孔用于接收冲头(参见图7)。拉拔孔114位于中心并具有圆形形状。在一些实施例中，拉拔孔114可以具有大约4.5英寸的直径。然而，应当理解，拉拔孔114可以具有大于或小于4.5英寸的直径。内表面112可以是环形或环状的，从而导致圆柱形的拉拔孔114。然而，拉拔孔114可以采取多种形状，包括正方形、矩形、椭圆形或任何其他形状。

图2展示了示出夹紧表面120的拉拔垫102的实施例的平面图，并且图3展示了根据一个说明性实施例的拉拔垫102的截面图。如上所述，拉拔垫102具有夹紧表面120，所述夹紧表面被配置成用于夹紧或以其他方式夹持在将通过拉拔工艺而形成杯状形状的坯料上。

拉拔垫102的夹紧表面120包括至少第一排环形凹槽122。在一些方面，拉拔垫102还包括第二排环形凹槽126、第三排环形凹槽128、第四排环形凹槽130、第五排环形凹槽132、其任何组合或者甚至更多排环形凹槽。在一些方面，第一排环形凹槽122与拉拔孔114同心。在另一些方面，第一排环形凹槽122、第二排环形凹槽126、第三排环形凹槽128、第四排环形凹槽130和第五排环形凹槽132与拉拔孔114同心。第一排环形凹槽122、第二排环形凹槽126、第三排环形凹槽128、第四排环形凹槽130和第五排环形凹槽132可以沿着径向方向彼此均匀地间隔开或者具有彼此不同的径向距离。

通过从夹紧表面120去除材料来形成各排环形凹槽。脊121设置在径向相邻的凹槽之间。在夹紧表面120的形成凹槽的区域中，脊121在拉拔过程中接触坯料。因此，坯料上的夹紧力由脊121集中。已经发现，通过在夹紧表面120的某些区域中消除凹槽来产生释放区域并由此产生脊121或者减少凹槽而增加脊121的表面积，随着拉拔工艺完成会减少皱耳的发生。更具体地，如果诸如轧制铝的坯料材料的轧制方向是0/180度，则在轧制方向的40度到50度之间(例如，45度)的位置处消除或减少凹槽会减少在拉拔杯中的皱耳，因为夹紧力更均匀地分布在这些释放区域中。

皱耳通常被称为“45度耳部”，因为它们出现在轧制方向的大约45度处，但是对于特定金属坯料而言，皱耳的实际位置可以变化，例如，在轧制方向的40度到50度并且可能不是恰好与轧制方向成45度。因此，贯穿本披露示出和描述的释放区域被设想为设置在轧制方向的40度到50度之间。

在一些方面，第一排环形凹槽122、第二排环形凹槽126、第三排环形凹槽128、第四排环形凹槽130、和第五排环形凹槽132延伸到拉拔垫102中的深度在0.001英寸至0.009英寸之间。在一些方面，深度是0.003英寸。第一排环形凹槽122、第二排环形凹槽126、第三排环形凹槽128、第四排环形凹槽130、和第五排环形凹槽132的宽度可以是大约0.09英寸。在一些实施例中，第一排环形凹槽122、第二排环形凹槽126、第三排环形凹槽128、第四排环形凹槽130、和第五排环形凹槽132的宽度可以大于或小于0.09英寸。例如，宽度可以是0.01英寸至0.1英寸。在又一些方面，第一排环形凹槽122、第二排环形凹槽126、第三排环形凹槽128、第四排环形凹槽130、和第五排环形凹槽132各自具有5英寸与7英寸之间的直径。在一个实施例中，第一排环形凹槽122具有大约5.2英寸的直径，第二排环形凹槽126具有大约5.5英寸的直径，第三排环形凹槽128具有大约5.9的直径，第四排环形凹槽130具有大约6.3的直径，并且第五排环形凹槽132具有大约6.7英寸的直径。

每一排环形凹槽可以由一个连续凹槽组成，或者可以分成多个段或单独凹槽。如图2所示并且根据示例性非限制性实施例，第一排环形凹槽122、第二排环形凹槽126、第三排环形凹槽128、第四排环形凹槽130、和第五排环形凹槽132被分成第一段134、第二段136、第三段138、和第四段140，其中每个段与相邻段被释放区域分开，所述释放区域中断或以其他方式平分或分开各排环形凹槽。

段134、136、138和140中的每一者是力集中段，因为每个段中的弧形凹槽产生脊121，所述脊将夹紧力集中在坯料与力集中段134、136、138、和140接触的区域中。脊121不在夹紧表面的表面上方延伸，因此它们可以被更精确地描述为位于相邻径向间隔开的弧形凹槽之间的力集中区域121。例如，力集中区域121设置在每个力集中段中的第一弧形凹槽122与径向间隔开的第二弧形凹槽126之间。

释放区域或力分布段(诸如，至少一个释放区域142)定位在段之间或定位在各排环形凹槽中。在一些方面，存在多个释放区域。如图2所示，第一释放区域142定位在第一段凹槽134与第二段凹槽136之间，第二释放区域144定位在第二段凹槽136与第三段凹槽138之间，第三释放区域146定位在第三段凹槽与第四段凹槽140之间，并且第四释放区域148定位在第四段凹槽140与第一段凹槽134之间。在这个实施例中，释放区域142、144、146、148与脊121共面。换句话说，释放区域142、144、146、148缺少进入夹紧表面120中的任何凹槽或凹部。

在一些方面，第一释放区域142、第二释放区域144、第三释放区域146和第四释放区域148等距离分开定位。在说明性实施例中，第一释放区域142、第二释放区域144、第三释放区域146、和第四释放区域148定位在从铝的轧制方向(其为0/180度)偏移40度到50度之间(例如，偏移45度)。因此，所示释放区域142的中心在45度处，所示第二释放区域144的中心在135度处，所示第三释放区域146的中心在225度处，并且所示第四释放区域的中心在315度处。然而，本披露设想定位在40度到50度处的第一释放区域142、定位在130度到140度处的第二释放区域144、定位在220度到230度处的第三释放区域146、以及定位在310度到320度处的第四释放区域148。第一释放区域142、第二释放区域144、第三释放区域146、和第四释放区域148可以各自在10度与20度宽之间。在说明性实施例中，第一释放区域142、第二释放区域144、第三释放区域146、和第四释放区域148大约为15度宽。因此，第一排凹槽122的段134、136、138、140之间的空间小于第五排凹槽132的段134、136、138、140之间的空间。通过在与拉拔垫102的释放区域142、144、146和148(也被称为力分布段)对应的坯料的区域中减小夹紧力或更均匀地分布夹紧力，释放区域最终减小拉拔材料中的那些耳部的高度和皱缩。

现在参考图4，呈现了拉拔垫202的另一个实施例。图4展示了示出夹紧表面220的拉拔垫202的平面图。拉拔垫202与制杯压力机一起使用并且附接到壳体，如上文关于图1A至图3所描述。拉拔垫202也包括与上文关于图1A至图3所描述的相同特征，这允许拉拔垫202附接到壳体104。拉拔垫202与拉拔垫102之间的区别在于夹紧表面220的特征，并且更具体地，夹紧表面的释放区域，如下文更详细地描述。

拉拔垫202的夹紧表面220包括至少第一排环形凹槽222。在一些方面，拉拔垫202还包括第二排环形凹槽226、第三排环形凹槽228、第四排环形凹槽230、第五排环形凹槽232、其任何组合或者甚至更多排环形凹槽。每一排环形凹槽与相邻排环形凹槽径向地间隔开。第一排环形凹槽222、第二排环形凹槽226、第三排环形凹槽228、第四排环形凹槽230、和第五排环形凹槽232可以沿着径向方向彼此均匀地间隔开或者具有彼此不同的距离。在一些方面，第一排环形凹槽222、第二排环形凹槽226、第三排环形凹槽228、第四排环形凹槽230、和第五排环形凹槽232与拉拔孔214同心。

通过从夹紧表面220去除材料来形成环形凹槽，使得脊221或力集中区域221设置在径向相邻的凹槽之间。在夹紧表面220的形成凹槽的区域中，脊221在拉拔过程中接触坯料。因此，坯料上的夹紧力由脊221集中。已经发现，通过在夹紧表面220的某些区域中减小凹槽的径向宽度和可选地凹槽的深度来产生释放区域并由此增加脊223的表面积，也减少皱耳的发生。

在一些方面，第一排环形凹槽222、第二排环形凹槽226、第三排环形凹槽228、第四排环形凹槽230、和第五排环形凹槽232延伸到拉拔垫202中的深度在0.001英寸至0.009英寸之间。在一些方面，深度是0.003英寸。第一排环形凹槽222、第二排环形凹槽226、第三排环形凹槽228、第四排环形凹槽230、和第五排环形凹槽232的宽度可以是大约0.09英寸。在一些实施例中，第一排环形凹槽222、第二排环形凹槽226、第三排环形凹槽228、第四排环形凹槽230、和第五排环形凹槽232的宽度可以大于或小于0.09英寸。例如，宽度可以是0.01英寸至0.1英寸。在又一些方面，第一排环形凹槽222、第二排环形凹槽226、第三排环形凹槽228、第四排环形凹槽230和第五排环形凹槽232具有5英寸与7英寸之间的直径。在一个实施例中，第一排环形凹槽222具有大约5.2英寸的直径，第二排环形凹槽226具有大约5.5英寸的直径，第三排环形凹槽228具有大约5.9英寸的直径，第四排环形凹槽230具有大约6.3英寸的直径，并且第五排环形凹槽232具有大约6.7英寸的直径。

每一排环形凹槽可以由一个连续凹槽组成，所述一个连续凹槽被分成多个段，其中一个或多个释放区域周向地定位在所述段之间。在示例性实施例中，第一排环形凹槽222、第二排环形凹槽226、第三排环形凹槽228、第四排环形凹槽230、和第五排环形凹槽232被分成第一段234、第二段236、第三段238、和第四段240。

段234、236、238和240中的每一者是力集中段，因为每个段中的弧形凹槽产生脊221，所述脊将夹紧力集中在坯料与力集中段234、236、238、和240接触的区域中。脊221不在夹紧表面的表面上方延伸，因此它们可以被更精确地描述为位于相邻径向间隔开的弧形凹槽之间的力集中区域221。例如，力集中区域221设置在每个力集中段中的第一弧形凹槽222与径向间隔开的第二弧形凹槽226之间。

至少一个释放区域中断或以其他方式分开所述段。释放区域被定位在段之间或凹槽排中。在一些方面，存在若干个释放区域。如所展示，存在定位在第一段凹槽234与第二段凹槽236之间的第一释放区域242、定位在第二段凹槽236与第三段凹槽238之间的第二释放区域244、定位在第三段凹槽238与第四段凹槽240之间的第三释放区域246、以及定位在第四段凹槽240与第一段凹槽234之间的第四释放区域248。

在说明性实施例中，第一释放区域242、第二释放区域244、第三释放区域246、和第四释放区域248是将两个对应凹槽段互连的凹槽。第一释放区域242包括定位在第一段凹槽234与第二段凹槽236之间并将两者接合的凹槽。第二释放区域244包括定位在第二段凹槽236与第三段凹槽238之间并将两者接合的凹槽。第三释放区域246包括定位在第三段凹槽238与第四段凹槽240之间并将两者接合的凹槽。第四释放区域248包括定位在第四段凹槽240与第一段凹槽234之间并将两者接合的凹槽。

第一释放区域242、第二释放区域244、第三释放区域246和第四释放区域248的凹槽可以具有大约0.001英寸的深度和大约0.05英寸的宽度。应当理解，深度可以大于或小于0.001英寸，宽度可以大于或小于0.05英寸。包括第一释放区域242、第二释放区域244、第三释放区域246、和第四释放区域248的凹槽的深度和宽度在尺寸上小于第一排凹槽222、第二排凹槽226、第三排凹槽228、第四排凹槽230、和第五排凹槽232的深度和宽度。

在一些方面，第一释放区域242、第二释放区域244、第三释放区域246、和第四释放区域248等距离分开定位。在说明性实施例中，如所展示，第一释放区域242、第二释放区域244、第三释放区域246、和第四释放区域248中的每一者的中心定位在45度、135度、225度、和315度处。然而，本披露设想定位在40度到50度处的第一释放区域242、定位在130度到140度处的第二释放区域244、定位在220度到230度处的第三释放区域246、以及定位在310度到320度处的第四释放区域248。第一释放区域242、第二释放区域244、第三释放区域246、和第四释放区域248可以各自在10度与20度宽之间。在一些方面，它们可以是15度宽。

根据本披露的教导，释放区域242、244、246、248减少拉拔杯中的皱耳，因为它们比凹槽段234、236、238、和240更均匀地分布夹紧坯料的夹持力。释放区域包括更窄(更短径向宽度)且可选地更浅的凹槽，所述凹槽相比于力集中段234、236、238、和240的弧形凹槽而与径向相邻的弧形凹槽更远地间隔开，这增加了由凹槽产生的脊223的表面积。脊223是在夹紧过程中接触坯料的表面，并且增加脊223的表面积减少了力的集中并且将夹紧力更平均地分布在与皱耳相关联的坯料的位置处。

现在参考图5，呈现了拉拔垫302的另一个实施例。图5展示了示出夹紧表面320的拉拔垫302的平面图。拉拔垫302与制杯压力机一起使用并且附接到壳体，如上文关于图1A至图3所描述。拉拔垫302也包括与上文关于图1A至图3所描述的相同特征，这允许拉拔垫302附接到壳体104。拉拔垫302与拉拔垫102之间的区别在于夹紧表面320的特征，并且更具体地，夹紧表面320的释放区域，如下文更详细地描述。

类似于其他披露的实施例，拉拔垫302包括通过在与具有0/180度轧制方向的金属片的皱耳相关联的位置处从夹紧表面去除材料而形成的多个径向间隔的环形凹槽和多个释放区域。拉拔垫302具有夹紧表面320，所述夹紧表面被配置成用于夹紧或以其他方式夹持在将通过拉拔工艺而形成杯状形状的坯料上。拉拔垫302的夹紧表面320包括至少第一环形凹槽322。在一些方面，拉拔垫302还包括第二环形凹槽326或两个以上环形凹槽，诸如，四个或五个环形凹槽。

夹紧表面320还包括至少一个释放区域324，所述释放区域中断或以其他方式平分或分开第一环形凹槽322。释放区域324是夹紧表面320的一个区域，其中材料已被去除以在夹紧表面320中形成凹陷。凹陷的底面是凹形的渐缩表面，其在形状上大体对应于可能由常规拉拔垫产生的成型耳部。释放区域随着其延伸到内表面312而渐缩以增加深度。在这个实施例中，至少一个释放区域324从内表面312延伸并进入第一环形凹槽324中。通过去除材料以在夹紧表面320中形成凹陷来形成至少一个释放区域324。在所示的实施例中，存在四个释放区域，每个释放区域具有定位在从金属(例如，轧制铝)的轧制方向偏移45度处的中心。然而，本披露设想定位在40度到50度、130度到140度、220度到230度、和310度到320度处的释放区域324。释放区域324中的每者以大约90度等距离地间隔开。

类似于上述实施例，脊321设置在每个径向间隔开的凹槽之间，其中脊321提供将夹紧力传递至金属(例如，铝)坯料的接触表面。在非释放区域中，脊321集中夹紧力并且将夹紧力局部化成与脊321的表面积成比例。相比之下，释放区域324在与皱耳相关联的特定区域处释放夹紧力。在将拉拔垫302用在制杯压力机中的情况下，当坯料被冲压时，所述坯料被脊321夹持。随着冲头继续工作以形成杯状形状并且杯变得更深而冲头位移接近其最大值，在坯料倾向于流入模具型腔时，脊321释放其相应的夹持。在拉拔工艺的这个时候，否则会继续将最有可能发生皱耳的坯料的部分夹持住的夹紧表面320的部分被释放区域324替换，这减少了拉拔杯中发生皱耳。

根据图5展示的实施例，环形凹槽设置在拉拔垫302的中心附近，因为环形凹槽朝向夹紧表面320的内部周向部分设置，使得环形凹槽与内表面312直接相邻。

图6展示了拉拔垫402的实施例的夹紧表面420。除了同心环形凹槽的位置之外，拉拔垫402包括与图5中所示的拉拔垫302相同的特征。根据实施例，拉拔垫402包括径向远离夹紧表面420上的拉拔垫402的中心设置的四个同心环形凹槽。根据这个实施例，释放区域424如上文关于图5所述那样进行定位、成型、和成形，但是释放区域424在环形凹槽的径向内部，使得释放区域424不与环形凹槽相交。

类似于上述实施例，脊421设置在每个径向间隔开的凹槽之间，其中脊421提供将夹紧力传递至金属(例如，铝)坯料的接触表面。在非释放区域中，脊421集中夹紧力并且将夹紧力局部化成与脊421的表面积成比例。相比之下，释放区域424在与皱耳相关联的特定区域处释放夹紧力。在将拉拔垫402用在制杯压力机中的情况下，当坯料被冲压时，所述坯料被脊421夹持。随着冲头继续工作以形成杯状形状并且杯变得更深而冲头位移接近其最大值，在坯料倾向于流入模具型腔时，脊421释放其相应的夹持。在拉拔工艺的这个时候，否则会继续将最有可能发生皱耳的坯料的部分夹持住的夹紧表面420的部分被释放区域424替换，这减少了拉拔杯中发生皱耳。

拉拔垫402的夹紧表面420包括至少第一环形凹槽422。在一些方面，拉拔垫402还包括第二环形凹槽426、第三环形凹槽428、第四环形凹槽430、其任何组合或者甚至更多环形凹槽。环形凹槽422、426、428、430延伸到拉拔垫402中的深度在0.001英寸至0.009英寸之间。在一些方面，深度是0.003英寸。第一环形凹槽422、第二环形凹槽426、第三环形凹槽428、和第四环形凹槽430的宽度可以是大约0.09英寸。在一些实施例中，第一环形凹槽422、第二环形凹槽426、第三环形凹槽428、和第四环形凹槽430的宽度可以大于或小于0.09英寸。例如，宽度可以是0.01英寸至0.1英寸。在又一些方面，第一环形凹槽422、第二环形凹槽426、第三环形凹槽428、和第四环形凹槽430具有五与七英寸之间的直径。在一个实施例中，第一环形凹槽422具有大约5.6英寸的直径，第二环形凹槽426具有大约5.9英寸的直径，第三环形凹槽428具有大约6.3英寸的直径，并且第四排凹槽430具有大约6.7英寸的直径。

通常，第一环形凹槽422、第二环形凹槽426、第三环形凹槽428、和第四环形凹槽430是未被释放区域破坏的连续凹槽，通常是先前实施例中的情况。类似于其他披露的实施例，拉拔垫402包括通过在与具有0/180度轧制方向的金属片的皱耳相关联的位置处从夹紧表面去除材料而形成的多个径向间隔的环形凹槽和多个释放区域。

释放区域424是夹紧表面420的一个区域，其中材料已被去除以形成大体上凹形的渐缩表面，所述表面在形状上大体对应于可能由常规拉拔垫产生的成型耳部。释放区域424包括底面，所述底面随着其延伸到内表面412而渐缩以增加深度。在这个实施例中，至少一个释放区域424从内表面412延伸，但并不与第一环形凹槽422相交。至少一个释放区域424延伸到拉拔垫402的夹紧表面420中。在所示的实施例中，存在四个释放区域，所述释放区域的中心定位成从金属(例如，轧制铝)的轧制方向偏移45度。然而，本披露设想定位在40度到50度、130度到140度、220度到230度、和310度到320度处的释放区域424。每个释放区域424以90度等距离地间隔开。

参考图7，该图展示了制杯压力机或者制杯机500，其中以截面图示出包括拉拔垫组件的部分，所述拉拔垫组件包括壳体104以及拉拔垫102、202、302、402的实施例中的一个(例如，拉拔垫102)，如本文所披露。在操作中，将金属片(例如，轧制铝)馈送穿过制杯机500，以通过拉拔工艺形成杯状形状。在停留后，将制杯机500中的金属片夹紧在拉拔垫102与坯料拉拔模具502之间，以将金属片固持在适当位置来进行后续形成操作。具体地，如本披露的多个替代实施例中所述的夹紧表面120(或220、320、420)接触金属片以将夹紧力传递至金属片。接着，使坯料切割机504移位来修剪并切割掉材料，以从金属片中形成大体圆形的坯料506。根据替代实施例，坯料可以不成形为圆形。

在形成坯料506之后，继续将坯料夹紧在拉拔垫102与坯料拉拔模具502之间，并且夹紧表面120继续传递夹紧力。也就是，与夹紧表面120中形成的环形凹槽相邻的脊121(或221、321或421)接触坯料506。在坯料506被夹紧的情况下，冲头508移位并且迫使坯料506进入型腔510，其中坯料506在冲头508与坯料拉拔模具502之间成形。随着冲头508接近完整位移，如本文所教导的释放区域124或224将夹紧力更均匀地分布在坯料506的最易出现皱耳的部分上，所述皱耳大体从轧制方向偏移45度。根据关于图5和图6示出并描述的替代实施例，释放区域324和424在坯料506的最易出现皱耳的部分处释放夹紧力。

用于形成坯料的材料通常是各向异性材料，其在金属片的机械性质方面具有方向变化。在一些材料中，耳部在片材的轧制方向的大约45度上形成。这些耳部是在拉拔工艺中保持夹紧的最后材料。在那时，所有的夹紧力都集中在那些耳部上并可能导致它们变得皱缩或变薄。拉拔垫被夹紧或夹持在坯料上，使得释放区域定位在从轧制方向(诸如，0/180度的轧制方向)偏移大约45度处。这些区域对应于耳部的位置。通过在那些区域中减小夹紧力或更均匀地分布夹紧力，释放区域减小拉拔材料中的耳部的高度和皱缩。

在某些实施例的前述描述中，为了清晰起见，采用了特定术语。然而，本披露并不意图限于如此选择的特定术语，并且应该理解，每个特定术语包括以类似方式操作来实现类似技术目的的其他技术等同物。

在本说明书中，字词“包括”应当以其“开放”的含义(即，以“包含”的含义)来理解，并因此不限于其“封闭”含义(即，“仅由...组成”的含义)。对应的意义归因于它们出现的对应字词“包括(comprise/comprised/comprises)”。

另外，前面仅描述了本发明的一些实施例，并且可以在不脱离所披露实施例的范围和精神的情况下对其进行替代、修改、添加和/或改变，实施例是说明性的而不是限制性的。

此外，已经结合目前被认为是最实用和优选的实施例描述了本发明，应当理解，本发明不限于所披露的实施例，而是相反，旨在涵盖本发明的精神和范围内包括的各种修改和等同布置。另外，上文描述的各种实施例可以结合其他实施例来实现，例如，一个实施例的方面可以与另一个实施例的方面组合以实现其他实施例。此外，任何给定组件的每个独立特征或部件可以构成另外的实施例。

Claims (15)

1.一种用于制杯压力机的拉拔垫，包括：

内表面，所述内表面限定被配置成用于接收冲头的拉拔孔；以及

夹紧表面，所述夹紧表面具有第一力集中段，所述第一力集中段与第二力集中段被释放区域周向间隔开，所述力集中段中的每一者包括第一弧形凹槽和第二弧形凹槽，所述第二弧形凹槽与所述第一弧形凹槽同心且径向间隔开第一距离，所述释放区域具有第一弧形凹槽和第二弧形凹槽，所述释放区域的所述第二弧形凹槽与所述释放区域的所述第一弧形凹槽同心且径向间隔开第二距离，所述第二距离大于所述第一距离。

2.如权利要求1所述的拉拔垫，其中所述力集中段的所述第一弧形凹槽和所述第二弧形凹槽的第一径向宽度大于所述释放区域的所述第一弧形凹槽和所述第二弧形凹槽的第二径向宽度。

3.如权利要求1所述的拉拔垫，其中所述释放区域具有10度与20度之间的周向宽度。

4.如权利要求1所述的拉拔垫，其中所述夹紧表面还包括第三力集中段和第四力集中段，其中每个力集中段与相邻的力集中段被释放区域周向间隔开。

5.一种用于制杯压力机的拉拔垫，包括：

内表面，所述内表面限定被配置成用于接收冲头的拉拔孔；

夹紧表面，所述夹紧表面被配置成用于固持将被形成为杯状形状的材料坯料，所述夹紧表面包括多个环形凹槽以及多个释放区域，每个环形凹槽与所述拉拔孔同心，所述多个释放区域各自由与所述内表面相邻地设置的所述夹紧表面中的凹陷限定。

6.如权利要求5所述的拉拔垫，其中所述多个释放区域包括等距地周向间隔开的四个释放区域。

7.如权利要求6所述的拉拔垫，其中每个释放区域与周向相邻的释放区域间隔开90度。

8.如权利要求5所述的拉拔垫，其中每个释放区域的底面是凹形且渐缩的以朝向所述内表面增加深度。

9.如权利要求5所述的拉拔垫，其中每个释放区域将所述多个环形凹槽中的至少一者平分。

10.如权利要求5所述的拉拔垫，其中每个释放区域不与所述多个环形凹槽中的任一者相交。

11.如权利要求5所述的拉拔垫，其中所述内表面是圆柱形的，并且所述夹紧表面是圆形的。

12.一种用于减少拉拔杯中的皱耳的方法，包括：

将金属片安置在如权利要求1至4中任一项所述的拉拔垫与坯料拉拔模具之间；

通过使所述拉拔垫的夹紧表面接触所述金属片的一部分来将所述金属片夹紧在所述拉拔垫与所述坯料拉拔模具之间，其中所述夹紧表面具有四个力集中段，每个力集中段与相邻的力集中段周向等距地间隔开，其中每个力集中段包括第一弧形凹槽和第二弧形凹槽，所述第二弧形凹槽与所述第一弧形凹槽同心且径向间隔开地设置；

对所述金属片进行修剪以形成具有圆盘形状的坯料；以及

引导冲头来将所述坯料的一部分转移到模具型腔中，并且将所述冲头与所述坯料拉拔模具之间的所述坯料形成为杯状形状。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述金属片是各向异性的并且具有轧制方向。

14.如权利要求13所述的方法，其中在相邻的力集中段之间的区域各自从所述轧制方向偏移45度。

15.如权利要求12所述的方法，其中所述金属片包括铝。

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