CN211135092U - 封头成形模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种封头成形模具，封头成形模具包括凸模、第一压边模和第二压边模，第一压边模围绕所述凸模的外侧设置，第二压边模对应第一压边模设置，凸模用于对板材压制成形，第一压边模用于可调压力地将板材压于第二压边模上。本实用新型可以在凸模向下压制板材的过程中，减小第一压边模对板材边缘部分的压紧力，以便于第一压边模和第二压边模之间的板材原料向凸模和模腔移动，进而减缓局部拉伸变薄，使得成形后的封头厚度更加均匀，在满足封头各部分最小厚度的基础上，减小板材原料的厚度，降低原材料成本和成品封头的重量。

Description

封头成形模具

技术领域

本实用新型涉及封头成形技术，特别涉及一种封头成形模具。

背景技术

用来盛装货物的罐箱罐体在化工产品存储和运输领域中被广泛应用。较为常见的是由中间的圆筒部分和两端的封头部分构成的罐体，根据容积的大小，圆筒和封头的直径可以采用多种规格。其中，封头一般是由板材通过压制成形工艺而成。在成形过程中，板材受到凸模的压制作用而产生拉伸变形，成形后板材相对于原始厚度会有一定程度的减薄。

目前，已有的封头成形工艺中，压边上模和压边下模对板材边缘部分夹紧固定之后，在凸模对板材进行压制成形的过程中，压边上模和压边下模对板材边缘部分夹紧力基本保持不变，而板材各部分所受到拉力大小以及受拉时间不尽相同，是导致成形后的封头各部分厚度较为不均匀的一个因素。

要保证封头各部分最小厚度必须大于或等于最小允许厚度，就需要较厚的板材作为成形原材料。从而使得原材料初始厚度要求较大，材料成本较高。

实用新型内容

为解决现有技术中封头成形厚度较为不均匀，原材料成本高的问题，本实用新型提供一种封头成形模具和封头成形方法。

一种封头成形方法，通过封头成形模具实施，

所述封头成形模具，包括凸模、第一压边模和第二压边模，所述第一压边模围绕所述凸模的外侧设置，所述第二压边模对应所述第一压边模设置；

所述第一压边模正对所述第二压边模的一面设有曲面凸起，所述第二压边模正对所述第一压边模的一面设有与所述曲面凸起相适配的曲面凹槽；

板材放置于所述第二压边模上，所述第一压边模向所述第二压边模移动，将所述板材压于所述第一压边模和所述第二压边模之间；

所述凸模对所述板材进行压制成形，并在压制成形的过程中，减少所述第一压边模对所述板材的压力。

进一步地，所述凸模对所述板材进行压制成形，在压制成形的过程中，减少所述第一压边模对所述板材的压力，包括：

将所述凸模接触所述板材后的压制移动行程分为多个行程段，按各行程段的先后顺序，每个行程段开始前，依次减小所述压力。

进一步地，所述封头的直径为2000～2500毫米，所述板材的厚度为5～8 毫米；

多个所述行程段包括自0毫米至100～230毫米的第一行程段、自100～230 毫米至310～440毫米的第二行程段、自310～440毫米至380～510毫米的第三行程段和自380～510毫米至470～600毫米的第四行程段；

在所述第一行程段开始前，将压力降低至25500～26500千牛；

在所述第二行程段开始前，将压力降低至21500～22500千牛；

在所述第三行程段开始前，将压力降低至19500～20500千牛；

在所述第四行程段开始前，将压力降低至15500～16500千牛。

一种封头成形模具，用于以上任一项所述的封头成形方法，包括所述凸模、所述第一压边模和所述第二压边模；

所述第一压边模围绕所述凸模的外侧设置，所述第二压边模对应所述第一压边模设置，所述凸模用于对所述板材压制成形，所述第一压边模用于可调压力地将所述板材压于所述第二压边模上。

所述第一压边模正对所述第二压边模的一面设有曲面凸起，所述第二压边模正对所述第一压边模的一面设有与所述曲面凸起相适配的曲面凹槽。

进一步地，所述第一压边模的底部靠近所述凸模处设有第一过渡弧面，所述第一过渡弧面与所述第二压边模靠近所述凸模的一侧面平滑连接。

进一步地，所述第一压边模的底部设有第二过渡弧面，所述第二过渡弧面平滑连接所述第一过渡弧面。

进一步地，所述第一压边模的底部靠近与所述一侧面相对的另一侧面处设有凸台，通过所述凸台顶在所述第二压边模上而止挡所述第一压边模向所述第二压边模继续移动。

进一步地，所述第二压边模靠近所述凸模的一侧面与凸模之间存在间隙。

进一步地，所述凸模是回转体，所述第一压边模呈与所述凸模同轴的环形，所述第二压边模对应所述第一压边模呈环形。

进一步地，还包括凹模，所述凹模与所述第二压边模固定设置且正对所述凸模。

由上述技术方案可知，本实用新型至少具有如下优点和积极效果：

本实用新型封头成形模具，可以在凸模向下压制板材的过程中，减小第一压边模对板材边缘部分的压紧力，以便于第一压边模和第二压边模之间的板材原料向凸模和模腔移动，进而减缓局部拉伸变薄，使得成形后的封头厚度更加均匀，在满足封头各部分最小厚度的基础上，减小板材原料的厚度，降低原材料成本和成品封头的重量。第一压边模的曲面凸起以及第二压边模的曲面凹槽的设置，一方面能够对板材边缘部分可靠压紧，另一方面可以使第一压边模与第二压边模以较为合适的摩擦力向凸模和模腔移动。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中封头成形方法步骤示意图。

图2是本实用新型一实施例中封头成形模具在板材放置于第二压边模上且凸模及第一压边模接触板材的局部剖视结构状态示意图。

图3和图6是图2中局部放大结构示意图。

图4是常规方案中板材放置在压边下模且压边上模接触板材的局部剖视结构示意图。

图5是图2中第一压边模局部放大结构示意图。

附图标记说明如下：

1、凸模；2、第一压边模；21、曲面凸起；22、第一过渡弧面；23、第二过渡弧面；24、凸台；3、第二压边模；31、曲面凹槽；4、板材；5、间隙。

具体实施方式

尽管本实用新型可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本公开原理的示范性说明，而并非旨在将本实用新型限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本公开的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本实用新型的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施方式中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后) 用于解释本实用新型的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

以下结合本说明书的附图，对本实用新型的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。

参考图1和图2，本实施方式的封头成形方法是通过封头成形模具实施的。封头成形模具包括凸模1、第一压边模2和第二压边模3，第一压边模2 围绕凸模2的外侧设置，第二压边模3对应第一压边模2设置。

第一压边模2正对第二压边模3的一面设有曲面凸起21，第二压边模3 正对第一压边模2的一面设有与曲面凸起21相适配的曲面凹槽31。在压制成形的过程中，使第一压边模2和第二压边模3之间的板材部分以较为合适的摩擦力向凸模和模腔移动。

通常情况下，第二压边模3位于第一压边模2下方并固定设置，所以第二压边模3又称为压边下模。第一压边模2位于正对第二压边模3的上方，又称压边上模。第一压边模2相对第二压边模3可升降移动，以压住或卸载板材4。

罐箱的罐体垂直于轴线的横截面一般是圆形，所以，封头是对应的蝶形回转体。封头是对应的蝶形回转体的情况下，制造封头的凸模1也是对应的回转体，板材4是对应的圆板形。下面以凸模1是回转体的情况下，来说明本实用新型封头成形方法的工艺步骤：

步骤S1，板材放置于第二压边模上，第一压边模向第二压边模移动，将板材压于第一压边模和所述第二压边模之间；

步骤S2，凸模对板材进行压制成形，并在压制成形的过程中，减少第一压边模对板材的压力；

步骤S3，卸压脱模，并取下已成成形的封头，经过机械加工整形修边生产出封头成品。

如上述步骤S1所述，先将板材4放置于第二压边模3上。在将板材4 放置于第二压边模3上时，应将板材4靠近圆周边缘的部分接触第二压边模 3。由于第二压边模3是与第一压边模2对应的环形布置，因而板材4通过其靠近圆周边缘的部分支撑在第二压边模3上，而板材4的圆周中心正对凸模 1的回转中心。

第一压边模2在压边驱动机构的驱动下向下移动，进而将板材4通过其边缘部分夹紧固定在第一压边模2和第二压边模3之间，为下一步凸模1对板材4进行压制成形做准备。其中，压边驱动机构如液压机等推力机构。

如上述步骤S2所述，凸模1在成形驱动机构的驱动下，向下移动，接触并压制板材4，从而通过凸模1对板材4的压制和拉伸，使板材4形成与凸模1相仿的封头形状。其中，成形驱动机构如液压机等推力机构。在压制和拉伸成形的过程中，压边驱动机构减小对第一压边模2的推力，进而使第一压边模2减小对板材4的压力，也即减小了第一压边模2和第二压边模3 对板材4的夹紧力，使得第一压边模2和第二压边模3之间的板材4边缘部分向凸模1及模腔移动。

如上述步骤S3所述，凸模1完成对板材4的压制成形之后，即在成形驱动机构的驱动下上升复位。第一压边模2在压边驱动机构的驱动下上升，解除对板材4边缘的压力。从而，使完成压制的板材4脱模，然后，对板材 4多余的边缘部分进行修剪，在经后续工艺而制得封头成品。

凸模1沿其移动方向上，各部分曲面对应的切面与移动方向的夹角不同，凸模接触板材的面积以及对各接触部分的作用时间也在不断增加，即板材各部分受到的拉力大小和受拉时间不同，是导致成形后的封头各部分厚度较为不均匀的一个因素。

通过上述步骤S1和步骤S2，在凸模1对板材4进行压制成形的过程中，减小第一压边模2和第二压边模3对板材4边缘部分的压紧力，使得第一压边模2和第二压边模3之间的板材4原料向凸模1及模腔移动，进而减缓局部拉伸变薄，使得成形后的封头厚度更加均匀。从而，在满足封头各部分最小厚度的基础上，减小板材原料的厚度，降低原材料成本。而且，由于封头各部分厚度较为均匀，在满足封头各部分最小厚度的基础上，还能降低封头重量。

其中，凸模1对板材4进行压制成形，并在压制成形的过程中，减少第一压边模2对板材4的压力的步骤S2，包括：

步骤S201，将凸模1接触板材4后的压制移动行程分为多个行程段，按各行程段的先后顺序，每个行程段开始前，依次减小压力。

第一压边模2在将板材4边缘部分压于第二压边模3上时，压边驱动机构对第一压边模2施加的一个较大的压力，从而使板材4与第一压边模2的曲面凸起21和第二压边模3的的曲面凹槽31接触面更加贴合，以保证压紧效果。

如上述步骤S201所述，将凸模1接触板材4后，对板材4的压制移动行程分为多个行程段。按各行程段的先后顺序，在每个行程段开始前，通过压边驱动机构依次减小第一压边模2对板材4的压力。例如：

将凸模1接触板材4后的压制移动行程，按先后顺序分为第一行程段、第二行程段、第三行程段和第四行程段。在开始凸模1对板材4压制的第一行程段开始之前，先将第一压边模2对板材4的压力降低一些，然后凸模1 向下移动，完成压制的第一行程段。完成第一行程段之后，开始第二行程段之前，将第一压边模2对板材4的压力再降低一些，再完成第二行程段。依次类推，直至完成最后一个行程段，则完成凸模对板材压制成形的全部行程。

凸模1沿其移动方向上，各部分曲面对应的切面与移动方向的夹角不同。靠近凸模1顶点处的切面与移动方向夹角较大，而远离凸模1顶点处的切面与移动方向夹角较小。随凸模1对板材4的压制行程的增加，板材4受到的拉力越来越大。通过这种阶段性减小第一压边模2对板材4的压力的方式，使夹在第一压边模2和第二压边模3之间的板材原料能够向凸模1和模腔移动，进而有效减缓板材4局部因受到越来越大的拉力而迅速变薄的趋势。

实施例一：

要求封头产品的直径为2000毫米，第一压边模2对板材4的初始压力是 28000千牛，凸模1的四个行程段按如下划分：

第一行程段是自凸模1接触板材4后继续移动0毫米至100毫米，第二行程段是自凸模1移动100毫米至310毫米，第三行程段是自凸模1移动310 毫米至380毫米，第四行程段是自凸模1移动380毫米至470毫米。

各行程段开始之前，将第一压边模2对板材4的压力降低调节如下：

在所述第一行程段开始前，将压力降低至25500千牛；

在所述第二行程段开始前，将压力降低至21500千牛；

在所述第三行程段开始前，将压力降低至19500千牛；

在所述第四行程段开始前，将压力降低至15500千牛。

按如上参数设置，经成形工艺，制得封头产品。

经实际测量，板材原料的厚度为8毫米可以使得成形后的封头各部分厚度均满足最低厚度要求，而普通封头成形工艺需要板材原料厚度至少为8.3 毫米才能使得成形后的封头各部分厚度均满足最低厚度要求，也即通过本工艺参数设置能够使得板材原料的厚度至少降低0.3毫米。

实施例二：

要求封头产品的直径为2500毫米，第一压边模对板材的初始压力是 28000千牛，凸模1的四个行程段按如下划分：

第一行程段是自凸模1接触板材4后继续移动0毫米至230毫米，第二行程段是自凸1模移动230毫米至440毫米，第三行程段是自凸模1移动440 毫米至510毫米，第四行程段是自凸模1移动510毫米至600毫米。

各行程段开始之前，将第一压边模2对板材4的压力降低调节如下：

在所述第一行程段开始前，将压力降低至26500千牛；

在所述第二行程段开始前，将压力降低至22500千牛；

在所述第三行程段开始前，将压力降低至20500千牛；

在所述第四行程段开始前，将压力降低至16500千牛。

按如上参数设置，经成形工艺，制得封头产品。

经实际测量，板材原料的厚度为6毫米可以使得成形后的封头各部分厚度均满足最低厚度要求，而普通封头成形工艺需要板材原料厚度至少为6.25 毫米才能使得成形后的封头各部分厚度均满足最低厚度要求，也即通过本工艺参数设置能够使得板材原料的厚度至少降低0.25毫米。

实施例三：

要求封头产品的直径为2380毫米，第一压边模对板材的初始压力是28000千牛，凸模的四个行程段按如下划分：

第一行程段是自凸模1接触板材4后继续移动0毫米至200毫米，第二行程段是自凸模1移动200毫米至410毫米，第三行程段是自凸模1移动410 毫米至480毫米，第四行程段是自凸模1移动480毫米至570毫米。

各行程段开始之前，将第一压边模2对板材4的压力降低调节如下：

在所述第一行程段开始前，将压力降低至26000千牛；

在所述第二行程段开始前，将压力降低至22000千牛；

在所述第三行程段开始前，将压力降低至20000千牛；

在所述第四行程段开始前，将压力降低至16000千牛。

行程和压力参数设置，具体如下表：

表1行程和压力参数

按如上参数设置，经成形工艺，制得封头产品。

经实际测量，板材原料的厚度为5.4毫米可以使得成形后的封头各部分厚度均满足最低厚度要求，而普通封头成形工艺需要板材原料厚度至少为5.6 毫米才能使得成形后的封头各部分厚度均满足最低厚度要求，也即通过本工艺参数设置能够使得板材原料的厚度至少降低0.20毫米。

在其他实施例中，也可以在凸模接触板材后的整个压制移动行程中，逐渐、连续地减小第一压边模正对板材的压力。

继续参考图2，本实用新型还提供一种封头成形模具，用于实现以上封头成形方法，包括凸模1、凹模、第一压边模2、第二压边模3、成形驱动机构和压边驱动机构。第一压边模2围绕凸模的圆周外侧设置，第二压边模3 对应第一压边模2设置。

凸模1是回转体，第一压边模2呈与凸模1同轴的环形，第二压边模3 对应第一压边模2呈环形。凹模正对凸模1且与第二压边模3均固定设置于下模座。

成形驱动机构驱动凸模1用以完成对板材4的压制成形，压边驱动机构驱动第一压边模2可调压力地将板材4压于第一压边模2和第二压边模3之间。压边驱动机构和成形驱动机构具体可以是液压缸。

从而，可以在成形驱动机构驱动凸模1向下压制板材4的过程中，减小第一压边模2对板材4边缘部分的压紧力，以便于第一压边模2和第二压边模3之间的板材4原料向凸模1和模腔移动，进而减缓局部拉伸变薄，使得成形后的封头厚度更加均匀，在满足封头各部分最小厚度的基础上，减小板材4原料的厚度，降低原材料成本和成品封头的重量。

参考图3和图4，第一压边模2正对第二压边模3的一面设有曲面凸起 21，以凸模1轴线所在平面作为横截面对曲面凸起21进行剖切，曲面凸起 21的剖切面边缘是平滑曲线。第二压边模3正对第一压边模2的一面设有与曲面凸起21相适配的曲面凹槽31。第一压边模2和第二压边模3上对应设置的曲面凸起21和曲面凹槽31，不仅能够对板材4边缘部分进行可靠压紧，而且相对常规压边下模的平底凹槽以及压边上模对应设置的平底凸起，能够在凸模1向下压制板材4使板材4向下凸起变形成为封头形状的过程中，减小第一压边模2和第二压边模3之间夹住的板材4边缘部分材料向凸模1和模腔移动的阻力。

第一压边模2的底部靠近另一侧面处设有凸台24，通过凸台24顶在第二压边模3上而止挡第一压边模2向第二压边模3继续移动。进而，使第一压边模2底部和第二压边模3之间，除凸台24接触的部位之外，有一定的间隙，避免第一压边模2对板材4的压力超过设定范围。

参考图5，第一压边模2的底部靠近凸模1处设有第一过渡弧面22，第一过渡弧面22与第二压边模3靠近凸模1的一侧面平滑连接。第一过渡弧面 22具体可以是在第一压边模2的底面和靠近凸模1的侧面的交汇处的圆弧倒角。在第一压边模2的底部设有第二过渡弧面23，第二过渡弧面23的一端平滑连接第一过渡弧面22，第二过渡弧面23的另一端平滑连接第一压边模底面与其靠近的部分。

第一压边模2向下压住板材4边缘部分的时候，由于第一压边模2的曲面凸起21和第二压边模3的曲面凹槽31的挤压作用，使得板材4靠近边缘的部分弯曲成与曲面凸起21及曲面凹槽31相适的形状，进而在施压的过程中，板材4的其余部分向上翘起，第一过渡弧面22和第二过渡弧面23的设置能够有效减小第一压边模2底部边缘对板材4的摩擦。

参考图6，第二压边模3靠近凸模1的一侧面与凸模1之间存在间隙5，为压在第一压边模2和第二压边模3之间的板材4部分向凸模1和模腔移动提供空间。间隙5大小以能够为板材4移动提供空间且具有适当的摩擦力为标准，根据板材不同，间隙5大小应设置在5.5毫米至9.5毫米之间，以保证板材移动有合适的摩擦力为宜。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离本实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种封头成形模具，其特征在于，包括凸模、第一压边模和第二压边模；

所述第一压边模围绕所述凸模的外侧设置，所述第二压边模对应所述第一压边模设置，所述凸模用于对板材压制成形，所述第一压边模用于可调压力地将所述板材压于所述第二压边模上；

所述第一压边模正对所述第二压边模的一面设有曲面凸起，所述第二压边模正对所述第一压边模的一面设有与所述曲面凸起相适配的曲面凹槽。

2.根据权利要求1所述的封头成形模具，其特征在于，所述第一压边模的底部靠近所述凸模处设有第一过渡弧面，所述第一过渡弧面与所述第二压边模靠近所述凸模的一侧面平滑连接。

3.根据权利要求2所述的封头成形模具，其特征在于，所述第一压边模的底部设有第二过渡弧面，所述第二过渡弧面平滑连接所述第一过渡弧面。

4.根据权利要求2所述的封头成形模具，其特征在于，所述第一压边模的底部靠近与所述一侧面相对的另一侧面处设有凸台，通过所述凸台顶在所述第二压边模上而止挡所述第一压边模向所述第二压边模继续移动。

5.根据权利要求1所述的封头成形模具，其特征在于，所述第二压边模靠近所述凸模的一侧面与凸模之间存在间隙。

6.根据权利要求1所述的封头成形模具，其特征在于，所述凸模是回转体，所述第一压边模呈与所述凸模同轴的环形，所述第二压边模对应所述第一压边模呈环形。

7.根据权利要求1所述的封头成形模具，其特征在于，还包括凹模，所述凹模与所述第二压边模固定设置且正对所述凸模。

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