CN109290477B - 异径两片罐罐身的成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异径两片罐罐身的成型工艺。本发明为异径两片罐罐身的罐侧壁配有拉伸模与浮动模，二者成对设置在罐侧壁的两侧，而且在罐侧壁拉伸成型过程中随着罐侧壁移动，时刻保持对罐侧壁的约束，避免出现因板材失稳导致的起皱，保了证罐身质量；而且本发明工艺具有与普通等径两片罐成型相当的生产效率，契合制罐领域的生产节奏。

Description

异径两片罐罐身的成型工艺

技术领域

本发明涉及制罐技术领域，具体涉及到一种异径两片罐罐身的成型工艺。

背景技术

两片罐或二片罐(two-piece can)指的是由罐盖和带底的整体无缝的罐身两个部分组成的金属容器。这类金属容器的罐身采用拉深的方法，形成设定形状，这种成型方法属冲压加工，所以两片罐也常称为冲压罐。两片罐按生产加工工艺，分为变薄拉深成型罐和深冲拉拔成型罐两种，分别俗称冲拔罐和拉深罐。冲拔罐多用于诸如啤酒等含气饮料的包装，只能是圆形罐，高径比一般大于2，可乐易拉罐、专利文献1中的两片金属罐均为典型的冲拔罐。拉深罐多用于加热杀菌食品的包装，可以是圆形、也可以是异形，高径比一般小于1.5，专利文献2中的两片罐制品为圆形拉深罐，专利文献3中的罐体为异形拉深罐。

拉深罐采用由大到小的拉伸法，在拉伸时存在直面转换锥面、直面转换曲面、曲面转换成更小曲面等过程，在上述过程中，板材的下方会出现悬空区域，使得板材缺乏约束而失稳，产生起皱现象，不仅影响外观，还可能造成防腐涂层的脱落。为减少起皱现象，拉深罐一般为直筒罐或者是锥度较小的锥形罐，专利文献4中罐身侧壁的锥度仅为2～5°。

异径两片罐是一种特殊且少见的拉深罐，相对于直筒罐和小锥度锥形罐，异径两片罐上端敞口处的直径明显大于下端罐底处的直径，罐身为锥度明显(大于10°)的锥面或圆滑的曲面。专利文献5中的密封罐是一种碗状罐，具有大扩径与小底托，属于典型的异径两片罐，这种罐子外形美观，差异高，具有很好的标识性，而且食物容易倒出，碗状结构也更贴合中国人的用餐习惯，因此具有良好的市场前景。但碗状罐结构复杂，采用传统的拉伸法成型，如专利文献3的方法，罐身起皱现象严重，产品质量和一致性难以保证，采用多级级进模虽然能生产出合格的产品，但其效率和成本远不能满足制罐领域的要求。

专利文献1：授权公告号CN206218382U。

专利文献2：授权公告号CN105127267B。

专利文献3：申请公布号CN106881405A。

专利文献4：授权公告号CN206679466U。

专利文献5：授权公告号CN304596119S。

发明内容

为了提高异径两片罐的制罐速度、同时降低成本，本发明提供了一种异径两片罐罐身的成型工艺。

本发明采用的技术方案如下：

一种异径两片罐罐身的成型工艺，所述罐身的罐侧壁为上口大、下底小的锥面、曲面或组合面，所述罐身的上口设有翻边，成型步骤如下：

步骤1.通过下料预拉伸模作下料预拉伸，用于所述罐身材料的切片落料及所述罐侧壁的初步成型，分别得胚板与预成型罐身；

所述下料预拉伸模包括一号上刀、一号下外模芯、一号下托料环、一号上模板、一号下内活塞及一号下外活塞，所述一号上模板带动所述一号上刀移动，所述一号下内活塞作用在所述一号下外模芯上，所述一号下外活塞作用在一号下托料环上；

所述一号上刀内侧为所述罐侧壁的凹模、拉伸模，所述一号下外模芯为罐侧壁的凸模、浮动模，所述一号上刀内侧带动所述罐侧壁预拉伸，所述一号下外模芯随所述罐侧壁移动、用于约束所述罐侧壁，所述一号上刀的下端面与一号下托料环用于所述翻边的预拉伸；

步骤2.通过成型拉伸模作成型拉伸，用于所述罐身的罐侧壁、罐口及罐底的最终成型，得成型罐身；

所述成型拉伸模包括二号拉伸外模、二号下中模芯、二号下托料环、二号上模板、二号下内活塞及二号下外活塞，所述二号上模板带动所述二号拉伸外模移动，所述二号下内活塞作用在所述二号下中模芯上，所述二号下外活塞作用在二号下托料环上；

所述二号拉伸外模内侧为所述罐侧壁的凹模、拉伸模，所述二号下中模芯为罐侧壁的凸模、浮动模，所述二号拉伸外模内侧带动所述罐侧壁成型拉伸，所述二号下中模芯随所述罐侧壁移动、用于约束所述罐侧壁，所述二号拉伸外模的下端面与二号下托料环用于所述翻边的拉伸成型；

步骤3.切边，用于对成型后的罐口进行切边修剪，得成品罐身。

本发明的有益效果是：本发明为异径两片罐罐身的罐侧壁配有拉伸模与浮动模，二者成对设置在罐侧壁的两侧，而且在罐侧壁拉伸成型过程中随着罐侧壁移动，时刻保持对罐侧壁的约束，避免出现因板材失稳导致的起皱，保了证罐身质量；而且本发明工艺具有与普通等径两片罐成型相当的生产效率，契合制罐领域的生产节奏。

优选的：所述浮动模为可压缩的气动模，所述凸模与凹模存在模压差，所述拉伸模的模压大于所述浮动模的模压。

优选的：所述步骤2为单次或多次拉伸，所述步骤2中所述罐身的最终成型包括所述罐侧壁的加强筋或花纹、所述罐口处的扩径翻边、以及所述罐底的加强筋。

优选的：所述成品罐身为碗状，所述成品罐身由上至下依次包括翻边段、扩径段、罐侧壁及罐底；所述胚板为圆盘，d2＝k1·d1，其中R为所述胚板的半径， S为所述成品罐身的板材面积，d1为所述成品罐身翻边段的宽度，d2为所述成型罐身切废边宽，k1为切边切废边宽系数，取1.5＜k1＜5；所述预成型罐身的高度h1，所述成型罐身的高度h2，h1＝k2·h2，取0.7＜k2＜0.9。

优选的：所述成品罐身为碗状，所述成品罐身由上至下依次包括翻边段、扩径段、罐侧壁及罐底；所述胚板为圆盘，R＝0.5k3·L+d2，d2＝k1·d1，其中R为所述胚板的半径，L为所述成品罐身的板材展开长度，d1为所述成品罐身翻边段的宽度，d2为所述成型罐身切废边宽，k1为切边切废边宽系数，取1.5＜k1＜5，k3为切边延展系数，取0.95＜k3＜ 0.99。

优选的：所述成品罐身的罐底上设有至少两道加强圈。

优选的：所述步骤1、步骤2中所述罐身拉伸时，上口朝下、下底在上。

附图说明

图1是本发明实施例中碗状罐的示意图。

图2是本发明实施例中下料预拉伸模的示意图。

图3是本发明实施例中下料预拉伸模另一状态的示意图。

图4是本发明实施例中成型拉伸模的示意图。

图5是本发明实施例中成型拉伸模另一状态的示意图。

图6是本发明实施例中切边模的示意图。

图7是本发明另一种实施例中碗状罐的示意图。

胚板01、预成型罐身02、成型罐身03、成品罐身04；

下料预拉伸模1、一号上模芯101、一号上刀102、一号上压料圈103、一号下内模芯104、一号下外模芯105、一号下托料环106、一号下刀107、一号上活塞108、一号U型密封圈109、一号下内活塞110、一号下外活塞111、一号上模板112、一号下模板113；

成型拉伸模2、二号上模芯201、二号拉伸外模202、二号下内模芯203、二号下中模芯204、二号下外模芯205、二号下托料环206、二号上活塞207、二号下内活塞208、二号下外活塞 209、二号上模板210、二号下模板211；

切边模3、三号压料环301、三号上刀302、三号弹簧303、三号下刀304、切废刀305、废料槽306、三号上模板307、三号下模板308。

具体实施方式

下面以碗状罐作实施例，并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例中，如图1所示，为一种典型的碗状罐，基本参数如下：

材质为铝，厚度0.3mm，内外均涂覆有防腐涂层；

罐口直径为φ99mm，限制在100mm以内，便于两次拉伸即成型；

罐口处设翻边段、扩径段，便于安装易撕盖；

罐底直径为φ68mm，与瓷碗相近，适于手握；

罐底设有两道环状外凸筋，提高罐体整体刚性；

罐身高度为43mm，高径比符合两片罐成型要求；

罐侧壁为顺滑的曲面，也可沿周向设置花纹或加强筋。

图1中碗状罐的成型工艺的主要步骤如下：

步骤1.利用图2、图3所示的下料预拉伸模1作下料预拉伸，用于所述罐身材料的切片落料及所述罐侧壁的初步成型，分别得胚板01与预成型罐身02；胚板01为圆盘，d2＝k1·d1，其中R为胚板01的半径，S为成品罐身04的板材面积，d1 为成品罐身04翻边段的宽度，d2为成型罐身03的切废边宽，k1为切边切废边宽系数，取 1.5＜k1＜5；预成型罐身02的高度h1，成型罐身03的高度h2，h1＝k2·h2，取0.7＜k2＜ 0.9。

或，R＝0.5k3·L+d2，d2＝k1·d1，L为成品罐身04的板材展开长度，即成品罐身04截面后的曲线长度，k3为切边延展系数，取0.95＜k3＜0.99。

上述的两种R的计算方法分别是基于板材成型后面积不变、板材成型后长度，这两种计算方法可根据罐型的区别作选择。

步骤2.利用图4、图5所示的成型拉伸模2作成型拉伸，用于所述罐身的罐侧壁、罐口及罐底的最终成型，得成型罐身03；若罐口直径与罐底直径之比小于2，该步骤可采用单次拉伸，若二者之比大于2，则可采用多次拉伸成型；

步骤3.利用图6所示的切边模3，用于对成型后的罐口进行切边修剪，得成品罐身04；

特别的，步骤1和步骤2中的罐侧壁在两次拉伸成型时均配有成对设置的凸模与凹模，凸模与凹模分别位于罐侧壁的内外侧，其中一个为拉伸模，另一个为浮动模，拉伸模带动所述罐侧壁拉伸成型，浮动模随所述罐侧壁移动、用于约束所述罐侧壁。

本实施例的拉伸模与浮动模成对设置在罐侧壁的两侧，而且在罐侧壁拉伸成型过程中随着罐侧壁移动，时刻保持对罐侧壁的约束，避免出现因板材失稳导致的起皱，保了证罐身质量。此外本工艺具有与普通等径两片罐成型相当的生产效率，契合制罐领域的生产节奏。

实施例中，如图2、图3所示的下料预拉伸模1，一号上刀102内侧为罐侧壁的凹模、拉伸模，外侧为下料刀口，一号下外模芯105为罐侧壁的凸模、浮动模。一号上刀102在一号上模板112的带动下稳定向下移动，用于下料并拉伸成型；一号下外模芯105受一号下内活塞110和一号上刀102的合力，用于对罐侧壁进行约束。一号下内活塞110为气压驱动，气压为0.3～0.5MPa。

实施例中，如图4、图5所示的成型拉伸模2，二号拉伸外模202为罐侧壁的凹模、拉伸模，二号下中模芯204为罐侧壁的凸模、浮动模。二号拉伸外模202的内侧、二号下中模芯204的外侧均与成品罐身04的外形相适配，用于最终成型。二号拉伸外模202在二号上模板210的带动下稳定向下移动，用于下料并拉伸成型；二号下中模芯204受二号下内活塞208和二号拉伸外模202的合力，用于对罐侧壁进行约束。二号下内活塞208为气压驱动，气压为0.3～0.5MPa。

此外：二号拉伸外模202的下端还设有一个扩径翻边成型部，二号下模板211上也对应设有一个固定二号下外模芯205；二号拉伸外模202为一空心结构，内部为一密闭空腔，并配有进、出水口，作水循环散热用；二号上模芯201与二号下内模芯203与成型罐身03 的罐底相匹配，设有相对应的成型面。

实施例中，如图6所示的切边模3，通过三号上刀302与三号下刀304切除成型罐身03的环状切边余料，从而得到成品罐身04。三号上刀302内置有三号压料环301，用于定位、固定成型罐身03，三号压料环301与三号上刀302之间通过三号弹簧303实现相对移动。另外，三号下模板308还设有两把朝上设置的切废刀305，与三号上刀302配合，将环状切边余料切成两半，便于从废料槽306排出。

实施例中，如图2～3所示下料预拉伸模1、如图4～5所示成型拉伸模2、如图6所示的切边模3在拉伸成型时，罐身都朝下，一是便于拉伸成型，二是定位准确，三是便于进出料。

实施例中，如图7所示，为另一种结构的碗状罐，其尺寸与图1中碗状罐接近，罐侧壁形状有些许区别，罐底的也只有最大直径处设有加强圈。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种异径两片罐罐身的成型工艺，所述罐身的罐侧壁为上口大、下底小的锥面、曲面或组合面，所述罐身的上口设有翻边，其特征在于步骤如下：

步骤1.通过下料预拉伸模(1)作下料预拉伸，用于所述罐身材料的切片落料及所述罐侧壁的初步成型，分别得胚板(01)与预成型罐身(02)；

所述下料预拉伸模(1)包括一号上刀(102)、一号下外模芯(105)、一号下托料环(106)、一号上模板(112)、一号下内活塞(110)及一号下外活塞(111)，所述一号上模板(112)带动所述一号上刀(102)移动，所述一号下内活塞(110)作用在所述一号下外模芯(105)上，所述一号下外活塞(111)作用在一号下托料环(106)上；

所述一号上刀(102)内侧为所述罐侧壁的凹模、拉伸模，所述一号下外模芯(105)为罐侧壁的凸模、浮动模，所述一号上刀(102)内侧带动所述罐侧壁预拉伸，所述一号下外模芯(105)随所述罐侧壁移动、用于约束所述罐侧壁，所述一号上刀(102)的下端面与一号下托料环(106)用于所述翻边的预拉伸；

步骤2.通过成型拉伸模(2)作成型拉伸，用于所述罐身的罐侧壁、罐口及罐底的最终成型，得成型罐身(03)；

所述成型拉伸模(2)包括二号拉伸外模(202)、二号下中模芯(204)、二号下托料环(206)、二号上模板(210)、二号下内活塞(208)及二号下外活塞(209)，所述二号上模板(210)带动所述二号拉伸外模(202)移动，所述二号下内活塞(208)作用在所述二号下中模芯(204)上，所述二号下外活塞(209)作用在二号下托料环(206)上；

所述二号拉伸外模(202)内侧为所述罐侧壁的凹模、拉伸模，所述二号下中模芯(204)为罐侧壁的凸模、浮动模，所述二号拉伸外模(202)内侧带动所述罐侧壁成型拉伸，所述二号下中模芯(204)随所述罐侧壁移动、用于约束所述罐侧壁，所述二号拉伸外模(202)的下端面与二号下托料环(206)用于所述翻边的拉伸成型；

步骤3.切边，用于对成型后的罐口进行切边修剪，得成品罐身(04)。

2.根据权利要求1所述的异径两片罐罐身的成型工艺，其特征在于：所述浮动模为可压缩的气动模，所述凸模与凹模存在模压差，所述拉伸模的模压大于所述浮动模的模压。

3.根据权利要求1所述的异径两片罐罐身的成型工艺，其特征在于：所述步骤2为单次或多次拉伸，所述步骤2中所述罐身的最终成型包括所述罐侧壁的加强筋或花纹、所述罐口处的扩径翻边、以及所述罐底的加强筋。

4.根据权利要求1所述的异径两片罐罐身的成型工艺，其特征在于：所述成品罐身(04)为碗状，所述成品罐身(04)由上至下依次包括翻边段、扩径段、罐侧壁及罐底；

所述胚板(01)为圆盘，d2＝k1·d1，其中R为所述胚板(01)的半径，S为所述成品罐身(04)的板材面积，d1为所述成品罐身(04)翻边段的宽度，d2为所述成型罐身(03)切废边宽，k1为切边切废边宽系数，取1.5＜k1＜5；

所述预成型罐身(02)的高度h1，所述成型罐身(03)的高度h2，h1＝k2·h2，取0.7＜k2＜0.9。

5.根据权利要求1所述的异径两片罐罐身的成型工艺，其特征在于：所述成品罐身(04)为碗状，所述成品罐身(04)由上至下依次包括翻边段、扩径段、罐侧壁及罐底；

所述胚板(01)为圆盘，R＝0.5k3·L+d2，d2＝k1·d1，其中R为所述胚板(01)的半径，L为所述成品罐身(04)的板材展开长度，d1为所述成品罐身(04)翻边段的宽度，d2为所述成型罐身(03)切废边宽，k1为切边切废边宽系数，取1.5＜k1＜5，k3为切边延展系数，取0.95＜k3＜0.99。

6.根据权利要求4或5所述的异径两片罐罐身的成型工艺，其特征在于：所述成品罐身(04)的罐底上设有至少两道加强圈。

7.根据权利要求1所述的异径两片罐罐身的成型工艺，其特征在于：所述步骤1、步骤2中所述罐身拉伸时，上口朝下、下底在上。