CN109570379B - 一种罐体封头冲压模具及罐体封头的冲压工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及罐类特种车技术领域，具体涉及一种罐体封头冲压模具及罐体封头的冲压工艺，其中冲压模具包括与封头工件形状相配合的上模和密封件，还包括下模，上模、下模和密封件均为环状；上模包括加强圈和设置于加强圈下方的压环；当冲压时，封头工件的外围边缘夹设于上模、下模和密封件之间，并且在压环的作用下使封头工件的外围边缘向下凹陷至下模的空心圆内从而形成一段盆状曲面结构，该盆状曲面结构的下表面与密封件的上表面压紧贴合。本发明降低了罐体封头冲压模具的工作压力，进而解决了罐体封头特别是异型罐体封头制作过程中用电成本高、密封件耗材使用量大、工件原材料浪费大以及模具自重大、作业人员劳动强度高、安全隐患大的问题。

Description

一种罐体封头冲压模具及罐体封头的冲压工艺

技术领域

本发明涉及罐类特种车技术领域，具体涉及一种罐体封头冲压模具及罐体封头的冲压工艺。

背景技术

罐体在日常生活中应用极为广泛，罐体的前后端面使用的封头结构具有不可替代的作用。相对于圆形罐体封头而言，异型罐体封头的制作工艺较为复杂，目前生产中较多采用冲压方法实现。冲压制成的封头要求外观协调匀称，凸起部位的塑性变形均匀一致，封头周边美观、圆滑过渡。

现有的罐体封头冲压模具结构如图1至图4所示，包括上模1和密封件4，上模1由环状的加强圈11和钉状板13组成，其中加强圈11和钉状板13可以是分体式结构(见图2)也可以是一体式结构(见图3)，钉状板13的环形部位设置有若干个用于增大封头工件5摩擦力的凸钉131，以避免封头工件5滑向水压方向，冲压时，封头工件5和模具置于液压平台6上，封头工件5的外围边缘51夹设于钉状板13和密封件4之间，液压缸4向下对加强圈11施压，然后从封头工件5下方注水加压使封头工件5产生形变，为了保证封头工件5压紧，主液压缸4的压力至少需要25MPa的压力。由于现有的罐体封头冲压模具本身的结构缺陷，决定了其对压力方面具有较高要求。然而，高压力的弊端是非常突出的，主要有以下问题：(1)高压力直接导致了用电成本上升；(2)高压力直接导致对密封件4的高性能要求，其厚度达到约12mm，并且高压使得密封件4损耗过快而成本上升；(3)在高压力作用下，为了确保压紧封头工件5，不得已增大模具对应封头工件5外围边缘51的压紧面积即上模1环状部的面积，这样间接导致封头工件5原材料成本的上升(对应模具压紧封头工件5的外围边缘51在成品中被作为废料而切除)；(4)为了应对高压力，避免模具变形而压不紧封头工件5或压力泄漏，因此对冲压模具的刚度要求是极高的，这间接导致了模具本身的结构相对庞大而笨重，不利于工人频繁吊装、调整等操作；同时，增加了作业人员的劳动强度，也给操作者带来了更多的安全隐患。

此外，现有的罐体封头冲压模具结构只有上模1而没有下模，且钉状板13的外围边缘51是平面结构，冲压时依靠钉状板13的平面结构来压紧封头工件5的外围边缘51(见图4)，这就使得封头工件5在冲压过程中容易发生滑移走位——这在高压环境下是相当危险的，会出现由于封头工件5走位而导致液压平台6注入的高压水在密封件4边缘爆出，从而引发生产安全事故，故存在较大的作业安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种罐体封头冲压模具及利用该冲压模具制备罐体封头的冲压工艺，通过改变现有罐体封头冲压模具中的缺陷结构及冲压工艺，降低了罐体封头冲压模具对压力方面的需求，进而解决了现有罐体封头特别是异型罐体封头制作过程中用电成本高、密封件耗材使用量大、工件毛坯原材料浪费大，以及模具自重大、作业人员劳动强度高、作业安全隐患大的问题。

提供一种罐体封头冲压模具，包括与封头工件形状相配合的上模、下模和密封件，所述上模、下模和密封件均为环状；所述上模包括加强圈和设置于所述加强圈下方的压环；冲压时，封头工件的外围边缘夹设于上模、下模和密封件之间，并且在所述压环的作用下使封头工件的外围边缘向下凹陷至所述下模的空心圆内从而形成一段盆状曲面结构，该盆状曲面结构的下表面与密封件的上表面压紧贴合。

上述技术方案中，所述密封件的厚度为2-4mm。

上述技术方案中，所述下模位于中心轴上相对的两侧边缘上设置有定位销。

上述技术方案中，所述加强圈位于中心轴上相对的两侧边缘上设置有与所述定位销配合的定位孔。

上述技术方案中，所述加强圈和所述压环固定连接。

本发明还提供一种罐体封头的冲压工艺，该冲压工艺是利用上述罐体封头冲压模具进行的，其包括以下步骤：

步骤a、在液压平台上铺设下模并调整对位；

步骤b、铺设密封件，使其位于下模的空心圆内；

步骤c、吊放封头工件毛坯并调整对位；

步骤d、吊放上模并调整对位；

步骤e、调整液压缸伸缩缸头，预压紧封头工件外围边缘的上表面，再次确认对位准确；

步骤f、液压缸持续压紧封头工件外围边缘的上表面确定其无走位，直至使封头工件的外围边缘向下凹陷至所述下模的空心圆内从而形成一段盆状曲面结构，该盆状曲面结构的下表面与密封件的上表面压紧贴合，并保持液压缸的压力；

步骤g、液压平台注水加压，并冲压至指定高度；

步骤h、封头工件成型，压力水卸压、液压缸卸压；

步骤i、卸模取件，得到冲压成型的罐体封头。

上述技术方案中，步骤d具体为：吊放上模，使上模的定位孔与下模的定位销调整对位。

本发明的有益效果：

本发明的一种罐体封头冲压模具及冲压工艺，其中冲压模具包括与封头工件形状相配合的上模和密封件，还包括与封头工件形状相配合的下模，上模、下模和密封件均为环状；上模包括加强圈和设置于加强圈下方的压环；当冲压时，封头工件的外围边缘夹设于上模、下模和密封件之间，并且在压环的作用下使封头工件的外围边缘向下凹陷至下模的空心圆内从而形成一段盆状曲面结构，该盆状曲面结构的下表面与密封件的上表面压紧贴合。与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明增加了下模，并对上模结构进行改进，利用上模的压环和下模的配合作用，使封头工件的外围边缘向下凹陷进入下模的空心圆内从而形成一段盆状曲面结构，该曲面结构能够抵消绝大部分由于封头工件向水压方向滑移趋势而产生的力，从而改善了模具受力状况，利用该冲压模具进行冲压罐体封头，使冲压所需的工作压力大大降低，(现有技术冲压模具的工作压力需要约25MPa，本发明的工作压力仅需要约16MPa)，进而降低用电成本；

(3)由于冲压模具的压力需求降低，则降低了对密封件的性能要求，将密封件的厚度由现有技术的约12mm减少为2-4mm，即可以满足日常生产使用；

(4)本发明通过对冲压模具结构的改进，减少了压紧封头工件外围边缘的面积，进而降低工件毛坯原材料成本，使模具本身的轻量化得于实现，也使得吊装、更换模具时的劳动强度降低，提高工作效率的同时由于对压力需求降低，则有效减少了生产安全隐患。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为现有技术的罐体封头冲压模具的结构示意图。

图2为现有技术的罐体封头冲压模具(上模为分体式结构)的使用状态示意图。

图3为现有技术的罐体封头冲压模具(上模为一体式结构)的使用状态示意图。

图4为现有技术的罐体封头冲压模具的使用状态的局部放大结构示意图。

图5为本发明的一种罐体封头冲压模具的结构示意图。

图6为本发明的一种罐体封头冲压模具的使用状态示意图。

图7为图6中A处的放大示意图。

附图标记：

上模1、加强圈11、定位孔111、压环12、钉状板13、凸钉131；

下模2、定位销21；

密封件3、液压缸4；

封头工件5、外围边缘51、盆状曲面结构511；

液压平台6。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

本实施例的一种罐体封头冲压模具，如图5和图6所示，包括与封头工件5形状相配合的上模1、下模2和密封件3，上模1、下模2和密封件3均为环状。其中，上模1包括加强圈11和设置于加强圈11下方的压环12。当进行冲压时，如图7所示，封头工件5的外围边缘51夹设于上模1、下模2和密封件3之间，并且在压环12的作用下使封头工件5的外围边缘51向下凹陷至下模2的空心圆内从而形成一段盆状曲面结构511，该盆状曲面结构511的下表面与密封件3的上表面压紧贴合，从而能够抵消绝大部分由于封头工件5向水压方向滑移趋势而产生的力，进而改善冲压模具的受力状况，使冲压时所需的工作压力大大降低。现有技术冲压模具的工作压力需要约25MPa，本发明的工作压力仅需要约16MPa，即压力需求下降了约1/3，而封头工件5的压紧效果得到显著提升，由此带来了以下技术效果：可节约用电成本；减少了压紧封头工件5外围边缘51的面积，进而降低工件毛坯原材料成本；使模具本身的轻量化得于实现，也使得吊装、更换模具时的劳动强度降低，提高工作效率的同时由于对压力需求降低，则有效减少了生产安全隐患。

本实施例中，密封件3为橡胶密封件，密封件3的厚度为2-4mm，优选为3mm，这是由于冲压模具的压力需求得以降低，从而降低了对密封件3的性能要求，将密封件3的厚度由现有技术的约12mm减少为2-4mm，即可以满足日常生产使用。

作为优选的实施方案，下模2位于中心轴上相对的两侧边缘上开设有定位销21；对应的，加强圈11位于中心轴上相对的两侧边缘向外侧延伸设置有上模连接件，上模连接件开设有与定位销21配合的定位孔111，安装时，便于快速使上模1和下模2进行调整定位。

本实施例中，组成上模1的加强圈11和压环12固定连接，即采用一体式结构，便于加工制造。

利用上述罐体封头冲压模具制备罐体封头的冲压工艺，包括以下步骤：

步骤a、在液压平台6上铺设下模2并调整对位；

步骤b、铺设密封件3，使其位于下模2的空心圆内；

步骤c、吊放封头工件5毛坯并调整对位；

步骤d、吊放上模1，使上模1的定位孔111与下模2的定位销21调整对位；

步骤e、调整液压缸4伸缩缸头，预压紧封头工件5外围边缘51的上表面，再次确认对位准确；

步骤f、液压缸4持续压紧封头工件5外围边缘51的上表面确定其无走位，直至使封头工件5的外围边缘51向下凹陷至下模2的空心圆内从而形成一段盆状曲面结构511，该盆状曲面结构511的下表面与密封件3的上表面压紧贴合，并保持液压缸4的压力；

步骤g、液压平台6注水加压，并冲压至指定高度；

步骤h、封头工件5成型，压力水卸压、液压缸4卸压；

步骤i、卸模取件，得到冲压成型的罐体封头。

本实施例通过对罐体封头冲压模具结构以及冲压工艺的改进，改善了冲压模具的受力状况，降低了冲压模具对压力方面的需求，进而解决了现有罐体封头特别是异型罐体封头制作过程中用电成本高、密封件3耗材使用量大、工件毛坯原材料浪费大，以及模具自重大、作业人员劳动强度高、作业安全隐患大的问题。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种罐体封头冲压模具，包括与封头工件形状相配合的上模和密封件，其特征在于：还包括与封头工件形状相配合的下模，所述上模、下模和密封件均为环状；所述上模包括加强圈和设置于所述加强圈下方的压环；

冲压时，封头工件的外围边缘夹设于上模、下模和密封件之间，并且在所述压环的作用下使封头工件的外围边缘向下凹陷至所述下模的空心圆内从而形成一段盆状曲面结构，该盆状曲面结构的下表面与密封件的上表面压紧贴合；该盆状曲面结构能够抵消绝大部分由于封头工件向水压方向滑移趋势而产生的力，改善了模具受力状况；降低了对密封件的性能要求；减少了压紧封头工件外围边缘的面积；

所述下模位于中心轴上相对的两侧边缘上设置有定位销；

所述加强圈位于中心轴上相对的两侧边缘上设置有与所述定位销配合的定位孔；

所述罐体封头冲压模具的冲压工艺包括以下步骤：

步骤a、在液压平台上铺设下模并调整对位；

步骤b、铺设密封件，使其位于下模的空心圆内；

步骤c、吊放封头工件毛坯并调整对位；

步骤d、吊放上模并调整对位；

步骤e、调整液压缸伸缩缸头，预压紧封头工件外围边缘的上表面，再次确认对位准确；

步骤f、液压缸持续压紧封头工件外围边缘的上表面确定其无走位，直至使封头工件的外围边缘向下凹陷至所述下模的空心圆内从而形成一段盆状曲面结构，该盆状曲面结构的下表面与密封件的上表面压紧贴合，并保持液压缸的压力；

步骤g、液压平台注水加压，并冲压至指定高度；

步骤h、封头工件成型，压力水卸压、液压缸卸压；

步骤i、卸模取件，得到冲压成型的罐体封头。

2.根据权利要求1所述的一种罐体封头冲压模具，其特征在于：所述密封件的厚度为2-4mm。

3.根据权利要求1所述的一种罐体封头冲压模具，其特征在于：所述加强圈和所述压环固定连接。

4.一种罐体封头的冲压工艺，其特征在于：该冲压工艺是利用权利要求1至3任意一项所述的一种罐体封头冲压模具进行的。

5.根据权利要求4所述的一种罐体封头的冲压工艺，其特征在于：步骤d具体为：吊放上模，使上模的定位孔与下模的定位销调整对位。