CN215941285U - 一种薄壁金属空心体的缩颈设备 - Google Patents

Abstract

一种薄壁金属空心体的缩颈设备，包括缩颈模具，其包括内模、外模、内模推杆、滑动座及驱动组件；内模推杆滑动穿设于滑动座的内腔中，并密封配合；内模推杆的前端伸出滑动座与内模固定；内模推杆的中段作为活塞杆与滑动座的内腔构成气缸结构；内模推杆的后端伸出滑动座并连设有限位块；外模相对固设于滑动座的前侧，并套设于内模外侧，且外模和内模间隙配合；滑动座经驱动组件驱动做前后往复位移，进而带动外模同步位移。本实用新型有助于直线缩颈机进行升级换代，使其能够兼容市面上各种不同推程缩颈机的缩颈模具。可以直接使用其现有的模具，共享模具备件。本实用新型不仅可降低客户的设备成本，且具有较佳的加工效率和成型稳定性。

Description

一种薄壁金属空心体的缩颈设备

技术领域

本实用新型涉及易拉罐的加工设备领域，具体涉及一种薄壁金属空心体的缩颈设备。

背景技术

薄壁金属空心体，如金属罐，尤其是两片罐，在罐口缩颈成型的过程中，罐身（canbody）和缩颈模具的内模（Knock out）以及外模（neck die）三者之间的相对运动遵循相应的规律：

内模要在外模对罐身开始缩颈加工之前，先运动至罐身缩颈段，以在外模工作时，对罐身内壁起到支撑作用。在外模对罐身进行缩颈加工的整个持续过程之中，内模始终保持和罐身相对静止状态，稳定地支撑罐身内壁。

在外模运动至下死点极限位置时，该工序的成型动作完成。然后，外模在机构驱动下进入回程，此刻，内模仍保持与罐身相对静止，但已不是必须要保持静止。当外模退出到某一位置时，内模也开始从罐内退出，直到内模和外模完全脱离罐身，让开罐子的移位路径，罐子可以从该工位移动，离开该工位进入下一个工位继续进行缩颈加工动作。

缩颈一般需要多道工序才能完成。每道工序的动作类似，直至将罐口直径逐步缩小至所需尺寸。其中具体的道数取决于材料特性和所需缩颈尺寸。对于DWI（Draw and wallironing）两片罐，一般从211罐身（约66mm）缩颈至206（约60mm）需要8道，缩颈至202（约54mm）则需要14道。缩小罐口尺寸，可以使用更小的易拉罐，对于材料节省的贡献相当可观。

对于DWI两片罐，由于罐身壁厚很薄，仅有0.1mm左右，在缩颈时候，需要在罐内充一定压力的压缩空气，以保证有足够的轴向承压能力。在内外模具退出时，压缩空气又起到脱模的作用。

传统的缩颈机为多站转塔式设备。每一站的主转塔有多个（一般为12个）工作头，每个工作头安装有相同的缩颈模具。通过星轮在不同工作站间传递罐子，完成不同工序的缩颈成型。（如美国专利US6167743B1）

转塔式缩颈机是通过凸轮来实现罐身、内模、外模三者之间的相对运动。主转塔需要两个凸轮来实现此运动规律。有的设备是保持外模固定不动，两个凸轮中的一个用来驱动罐身运动，另一个用来驱动内模运动。也有的设备是在成型时，保持罐身轴向固定，两个凸轮一个驱动外模运动，另一个驱动内模运动，一样也能实现理论上的相对运动规律。

转塔式缩颈机具有模块化（站数配置柔性）、速度快（所有运动都是连续的）等特点，是目前两片罐生产中的主流设备。近年来两片罐市场，对罐型的变化有强烈的需求，数十年不变的211罐形，现在受到纤体罐（sleek can 204/slim can 202）的强烈竞争。主流的211罐身缩颈也从早年的209尺寸逐步演化到206，进一步到204，202。更大的缩颈比例，意味着罐身缩颈部分的长度也必须相应加长。如果转塔式缩颈机凸轮的推程不足，则无法生产相应的罐子。凸轮推程是设备的基础参数，很难通过简单更换零件来实现加长。且凸轮推程的变化对运动件的加速度影响非常敏感，设备厂家推出的新型号缩颈机，不断的在加大凸轮推程，同时为了保持运动件加速度不致过大，也相应的增加转塔的有效工作角度。随着市场的变化，目前市场上保有的缩颈机有多个凸轮推程参数。（具体列出）不同的推程，相应的缩颈模具的设计也会不同。更大的推程，缩颈外模的成型段可以更长，导向段也可以更长。有利于提高设备在高速下的稳定性。但这也导致了缩颈模具的兼容性问题。不同型号的缩颈机模具因为推程问题，无法实现互换。一般罐厂在订购缩颈机时，会同时订购所需缩颈模具。缩颈模具一般为陶瓷材料制作，加工特别困难，供货周期甚至比设备本身还长。一般情况下，缩颈机每一站的模具，制罐厂都会多备两个甚至更多。如果没有备件，一旦出现损坏，会导致整线无法生产。

直线式缩颈机是一种典型的非转塔式的低速缩颈设备。是配套以两片DWI罐为基础的数码印罐线、气雾罐线、瓶罐线的专用设备。此类生产线受限于只有一台成型设备或印刷设备，且产品多为小批量订制化产品，生产速度一般只有100cpm到200cpm之间。生产线的理论最高速度一般也不超过300cpm。在做缩颈加工时，外模、内模、罐身遵循上述相同的运动规律。直线缩颈机每一个工序只有一副模具，罐子在不同工序间间隙运动完成缩颈。设备设计时其模具安装接口也和转塔式高速缩颈机保持一致。传统制罐厂在引进上述特殊产线时，完全可以使用其既有转塔缩颈机上相同的模具。直线缩颈机和转塔缩颈机共享缩颈模具和其备件。厂家不必为每道工序只有一件的模具去单独定制。

上述对转塔缩颈机特征的描述，表明了一个问题：不同型号的转塔缩颈机，其缩颈模具因为凸轮推程的不同而不同。而上述的直线缩颈机也是通过两个凸轮驱动内模和外模，在凸轮已经确定的情况下，其所能使用的模具其实也已经确定了。也就是直线缩颈机的凸轮设计要和厂家既有转塔缩颈机保持基本相同的时序。这样，直线缩颈机就会面对这个“不确定”的问题，只能在销售前了解客户的转塔设备规格才能定制直线缩颈机。这显然会使直线缩颈机变成了定制产品，不利于批量生产，和使用直线缩颈机的迷你型生产线的快节奏要求有严重冲突。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本实用新型所要研究解决的课题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种薄壁金属空心体的缩颈设备。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种薄壁金属空心体的缩颈设备，包括缩颈模具，该缩颈模具包括内模、外模、内模推杆、滑动座以及驱动组件；

其中，所述内模推杆于前后方向滑动穿设于所述滑动座中的一内腔中，并与滑动座密封配合；

所述内模推杆的前端伸出滑动座的前侧，并与所述内模固定连接；

所述内模推杆的中段作为活塞杆与所述滑动座的所述内腔共同构成一气缸结构；在气体驱动下，所述内模推杆向前位移推动所述内模前伸，或者，所述内模推杆向后位移拉动所述内模后退；

所述内模推杆的后端伸出滑动座的后侧，并连设有一限位块，该限位块对应一限位结构设置；所述限位结构固设于设备机架上，当所述内模推杆向前位移至一预设位置时，所述限位块抵靠于所述限位结构，实现对内模推杆的限位；

所述外模相对固设于所述滑动座的前侧，并套设于所述内模外侧，且外模和内模间隙配合；

所述滑动座经所述驱动组件驱动，在设备机架上做前后方向的往复位移，进而带动所述外模同步位移。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述缩颈设备还包括定位支撑架，该定位支撑架相对所述设备机架固定，并位于所述缩颈模具的前侧；

所述定位支撑架上设有数个定位部，每个定位部上支撑定位有一个待加工的金属空心体，并与所述缩颈模具中的一组内模及外模在前后方向一一对位设置。

2．上述方案中，还包括外模座，所述外模座相对连设于所述滑动座前侧，所述外模固设于所述外模座的前端。

3．上述方案中，所述内模推杆的前端开设有一吹气管路，当所述内模推杆向前位移至与金属空心体的口部结合时，所述吹气管路向金属空心体中吹入气体。

4．上述方案中，所述限位块螺纹装配于所述内模推杆的后端，构成所述限位块的前后位置可调。

本实用新型的工作原理及优点如下：

本实用新型一种薄壁金属空心体的缩颈设备，包括缩颈模具，其包括内模、外模、内模推杆、滑动座及驱动组件；内模推杆滑动穿设于滑动座的内腔中，并密封配合；内模推杆的前端伸出滑动座与内模固定；内模推杆的中段作为活塞杆与滑动座的内腔构成气缸结构；内模推杆的后端伸出滑动座并连设有限位块；外模相对固设于滑动座的前侧，并套设于内模外侧，且外模和内模间隙配合；滑动座经驱动组件驱动做前后往复位移，进而带动外模同步位移。

相比现有技术而言，本实用新型的优点包括：

1、可实现模具的兼容，能够使用与转塔缩颈机相同的模具，进而实现共享备件，不仅使得产品的一致性更好，也减少了备件种类和数量；

2、直线缩颈机得以实现标准化，可以批量生产，消除因模具差异带来的后顾之忧；

3、可使用曲轴驱动，使得设备的加工能力更强，包括载荷能力，进而可以驱动更多的工位，同时能够提高生产速度，避免了凸轮运动副的限制。

综上，本实用新型有助于直线缩颈机进行升级换代，使其能够兼容市面上各种不同推程缩颈机的缩颈模具。使得直线缩颈机成为一个标准产品，只要客户有转塔缩颈机，就可以直接使用其现有的模具，共享模具备件。本实用新型不仅可降低客户的设备成本，且具有较佳的加工效率和成型稳定性。

附图说明

附图1为本实用新型实施例的结构示意图；

附图2为本实用新型实施例缩颈模具的初始位置状态示意图；

附图3为本实用新型实施例缩颈模具中内模与金属空心体的口部结合时的示意图；

附图4为本实用新型实施例缩颈模具中内模和外模均与金属空心体的口部结合时的示意图。

以上附图中：1．内模；2．外模；3．内模推杆；4．滑动座；5．外模座；6．驱动组件；7．内腔；8．气缸结构；9．通气孔；10．限位块；11．限位结构；12．金属空心体；13．定位支撑架；14．定位部；15．吹气管路；16．内模安装隔套。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。

关于本文中所使用的“连接”或“定位”，均可指二或多个组件或装置相互直接作实体接触，或是相互间接作实体接触，亦可指二或多个组件或装置相互操作或动作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案描述上额外的引导。

关于本文中所使用的“前”、“后”为方向性用词，在本案中仅为说明各结构之间位置关系，并非用以限定本案保护方案及实际实施时的具体方向。

参见附图1~4所示，一种薄壁金属空心体的缩颈设备，包括缩颈模具，该缩颈模具包括内模1、外模2、内模推杆3、滑动座4、外模座5以及驱动组件6。

其中，所述内模推杆3于前后方向滑动穿设于所述滑动座4中的一内腔7中，并与滑动座4密封配合。

所述内模推杆3的前端伸出滑动座4的前侧，并与所述内模1固定连接。

所述内模推杆3的中段作为活塞杆与所述滑动座4的所述内腔7共同构成一气缸结构8；所述滑动座4上开设有一通气孔9，该通气孔9连通所述内腔7，在气体驱动下，所述内模推杆3向前位移推动所述内模1前伸，同时推动滑动座4、外模座5和外模2一同向前位移。

所述内模推杆3的后端伸出滑动座4的后侧，并连设有一限位块10，该限位块10对应一限位结构11设置；所述限位结构11固设于设备机架上，当所述内模推杆3向前位移至一预设位置时，如位移至内模1已经撑住金属空心体12的口部时，所述限位块10抵靠于所述限位结构11，实现对内模推杆3的限位。

所述外模座5相对连设于所述滑动座4前侧，所述外模2固设于所述外模座5的前端，并套设于所述内模1外侧，且外模2和内模1间隙配合，该间隙对应金属空心体12的壁厚。

所述滑动座4经所述驱动组件6驱动，在设备机架上做前后方向的往复位移，进而带动所述外模座5和所述外模2同步位移，外模座5后退时推着内模1一同后移。

所述驱动组件6的动力部分可选择曲柄滑块机构或凸轮机构等能够实现整个组件往复移动的机构。

其中，所述缩颈设备还包括定位支撑架13，该定位支撑架13相对所述设备机架固定，并位于所述缩颈模具的前侧。所述定位支撑架13上设有数个定位部14，每个定位部14上支撑定位有一个待加工的金属空心体12，并与所述缩颈模具中的一组内模1及外模2在前后方向一一对位设置。

优选的，所述内模推杆3的前端开设有一吹气管路15，当所述内模推杆3向前位移至与金属空心体12的口部结合时，所述吹气管路15向金属空心体12中吹入气体，一方面可保证金属空心体12的轴向承压能力以及外形圆整度，有助于提升颈部加工的效率和效果，另一方面对金属空心体的脱模也可起到作用。

优选的，所述限位块10螺纹装配于所述内模推杆3的后端，构成所述限位块10的前后位置可调，进而便于快速调整所述内模推杆3向前位移的所述预设位置，以适应不同罐型的加工要求。

现就本实用新型的工作原理和效果说明如下：

在现有的直线缩颈机技术中，缩颈内模和外模由各自的驱动凸轮驱动。凸轮的使用，意味着时序已经确定，无法灵活调整，也因凸轮高副的存在，使得系统提速受到限制。而本实用新型中，外模运动的驱动不再使用高副凸轮，可通过使用更强壮的曲轴，使得设备载荷能力和提速潜力大增。

其中内模的驱动是本实用新型的核心：内模无需特别设置独立的驱动机构，内模的运动由驱动组件和气缸作用共同实现。

外模的推程大于市面上现有转塔缩颈机的成形凸轮推程。这是兼容各种缩颈模具的前提。对于实际工作行程较小的缩颈模具，其实际使用的有效推程是从下死点向上的总推程的一部分。可通过使用曲轴驱动外模位移，相比传统凸轮方案而言，容易获得更大的推程。

如图2所示，在上死点附近，内模推杆3通过气缸结构8（或弹簧）压迫在滑动座4上，滑动座4在向下死点运动的时候，内模1和外模2一起运动，向罐口靠近。

如图3所示，进入罐内成型部位时，内模推杆3被机械限位阻挡，内模1不再继续向罐内更深处移动，此时内模1与罐身保持相对静止状态。该阶段，外模座5起导向作用，外模2已经套在罐壁口部外侧，但并未开始对罐壁进行缩颈加工。

如图4所示，滑动座4继续向下死点运动，外模2进入缩颈成型阶段，此段时间内，内模1始终保持和罐身相对静止，被缩颈的罐壁内侧由于内模1的支撑，而不会产生褶皱等成型缺陷。气缸结构8在这一阶段被进一步压缩，直到下死点位置，缩颈完成。

接下来，滑动座4进入回程，在罐内压缩空气的作用下，罐身会保持原位，实现从内、外模间的间隙中脱出。滑动座4退出至某一位置（推程时滑动座4和内模推杆3脱离的位置）时，滑动座4与内模推杆3重新接触，内模推杆3开始和机械限位脱离，滑动座4带动内模推杆3一并向上死点继续运动，使罐身从内外模中完全脱出。

从罐身完全脱出起，罐身即可进行移位动作，进入下一道工序。而此时内、外模一起仍在继续向上死点运动。到罐身移位结束，内、外模也已经进入了下一个循环，一并向罐口运动，开始对下一个罐子进行缩颈加工。

内、外模的初始相对位置可根据缩颈模具设计的不同而进行不同的设置，一般通过内模安装隔套16即可实现。内模的工作位置通过机械限位来设定。整个时序的设定通过简单的垫片即可实现。针对主流的缩颈模具，可以预先设计好相应垫片或安装位置，实现对不同客户模具的兼容。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种薄壁金属空心体的缩颈设备，其特征在于：

包括缩颈模具，该缩颈模具包括内模、外模、内模推杆、滑动座以及驱动组件；

其中，所述内模推杆于前后方向滑动穿设于所述滑动座中的一内腔中，并与滑动座密封配合；

所述内模推杆的前端伸出滑动座的前侧，并与所述内模固定连接；

所述内模推杆的中段作为活塞杆与所述滑动座的所述内腔共同构成一气缸结构；在气体驱动下，所述内模推杆向前位移推动所述内模前伸，或者，所述内模推杆向后位移拉动所述内模后退；

所述内模推杆的后端伸出滑动座的后侧，并连设有一限位块，该限位块对应一限位结构设置；所述限位结构固设于设备机架上，当所述内模推杆向前位移至一预设位置时，所述限位块抵靠于所述限位结构，实现对内模推杆的限位；

所述外模相对固设于所述滑动座的前侧，并套设于所述内模外侧，且外模和内模间隙配合；

所述滑动座经所述驱动组件驱动，在设备机架上做前后方向的往复位移，进而带动所述外模同步位移。

2.根据权利要求1所述的薄壁金属空心体的缩颈设备，其特征在于：所述缩颈设备还包括定位支撑架，该定位支撑架相对所述设备机架固定，并位于所述缩颈模具的前侧；

所述定位支撑架上设有数个定位部，每个定位部上支撑定位有一个待加工的金属空心体，并与所述缩颈模具中的一组内模及外模在前后方向一一对位设置。

3.根据权利要求1所述的薄壁金属空心体的缩颈设备，其特征在于：还包括外模座，所述外模座相对连设于所述滑动座前侧，所述外模固设于所述外模座的前端。

4.根据权利要求1所述的薄壁金属空心体的缩颈设备，其特征在于：所述内模推杆的前端开设有一吹气管路，当所述内模推杆向前位移至与金属空心体的口部结合时，所述吹气管路向金属空心体中吹入气体。

5.根据权利要求1所述的薄壁金属空心体的缩颈设备，其特征在于：所述限位块螺纹装配于所述内模推杆的后端，构成所述限位块的前后位置可调。

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