深拉伸成形方法及其成形模具技术

本发明专利技术提供一种深拉伸成形方法及其深拉伸成形模具，能够防止在坯料的深拉伸步骤中产生杯侧壁褶皱以及底部破裂，提高拉伸比。防皱按压工具1的防皱按压面或者拉伸模2的上表面从拉冲头所通过的内边缘起朝向外边缘设置有：内边缘平坦面11、从该内边缘平坦面起朝向外周变深的锥面12、最深平坦面13以及外边缘平坦面14。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】深拉伸成形方法及其成形模具
本专利技术涉及金属罐等的深拉伸成形方法以及成形模具，特别涉及能够防止深拉伸成形中的杯侧壁褶皱以及底部破裂等成形不良的深拉伸成形方法及其成形模具。
技术介绍
在获得无缝罐等金属容器的步骤中，利用深拉伸成形将平板原料(坯料)成形为杯，对得到的杯进一步进行再拉伸，或者进行再拉伸-减薄成形而得到无缝罐。上述深拉伸成形是：通过在由防皱按压工具(也称为压边圈(blankholder)或者压料板(drawpad)等)和拉伸模(drawdie)上表面来夹着坯料的状态下，拉冲头(drawpunch)将坯料压入拉伸模内而进行深拉伸成形的，在该情况下，当坯料的深拉伸成形进行时，坯料产生褶皱，如果该褶皱不能被防皱按压工具和拉伸模矫正，则成形后的杯侧壁会残留侧壁褶皱，另外，当为了抑制褶皱的产生而加大防皱按压压力时，较大的张力将作用于深拉伸成形中的杯，容易发生杯的底部破裂。另外，这种倾向随着拉伸比的提高也就越加显著，并且拉伸比自然受材料所限制，但是，人们还是尝试着改善防皱按压工具，以便进行良好的深拉伸成形，由此抑制褶皱和底部破裂的产生，试图提高拉伸比。虽然防皱按压工具的按压面一般形成为平坦面，但是，人们提出了以下方案(专利文献1)：例如在按压面上形成同心状的环形沟来使按压面形成出凹凸，在拉伸步骤中故意使得在环形沟内产生小的褶皱，并使该褶皱钩挂于凹凸过渡部而使坯料材料产生适当的张力来防止产生大的褶皱和收缩(pinching)。另外，人们还提出了以下方案等(专利文献2)：在防皱按压模具上形成凹部，形成为该凹部的按压面随着向外周的靠近而变深的锥面。但是，不管哪一个方案，在以下方面都还不是令人满意的：在以高的拉伸比对原料板厚度呈较薄的金属板进行深拉伸成形时，抑制在其开始成形时的初期阶段在坯料上产生的褶皱、或者防止底部破裂。此外，虽然也使用在金属基材的单面或者双面被覆了聚酯树脂等树脂的树脂被覆金属板来制造无缝罐，但是，在正压罐的情况下上述金属板的厚度薄，坯料直径也小，因此，通常只要进行深拉伸成形、和1次再拉伸成形以及多次减薄成形即可，最终到罐身直径为止的步骤数较少。另一方面，在负压罐的情况下，与正压罐相比，上述金属板的厚度厚，坯料直径也大，因此最终到罐身直径为止的再拉伸步骤数多，使用多步骤冲压，但是生产性差，并且设备和工具费用高，而且模具更换费时。此外，虽然如果提高深拉伸、再拉伸步骤中各自的拉伸比，则能减少步骤数，但是，如果单纯地提高拉伸比，则会产生杯侧壁褶皱、底部破裂等成形不良。另外，近年来，从轻量化的角度出发，希望原料板厚度薄壁化，更进一步，在深拉伸成形时容易产生杯侧壁褶皱和底部破裂等成形不良，希望防止这些不良的产生，特别是在对非镀锡薄板等薄壁化的金属板进行深拉伸成形时希望防止这些不良的产生。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2002-192251号公报专利文献2:日本实开昭60-146524号公报
技术实现思路
因此，本专利技术就是鉴于上述情况而做出的，目的在于提供一种深拉伸成形方法及其成形模具，能够防止在无缝罐等金属容器的制造中因坯料的深拉伸成形而导致的杯侧壁褶皱和底部破裂等成形不良，另外，与以往相比，能够提高上述深拉伸成形时的拉伸比，并且能够减少制造无缝罐等金属容器的过程中的步骤数。达到上述目的的本专利技术的深拉伸成形模具，具有拉冲头、拉伸模和防皱按压工具，用于将坯料深拉伸成形为杯，其特征在于：上述防皱按压工具的防皱按压面或者拉伸模的上表面从上述拉冲头所通过的内边缘起朝向外边缘，由内边缘平坦面、从该内边缘平坦面起朝向外周变深的锥面、以及外边缘平坦面构成。在上述深拉伸模具中，上述外边缘面积优选采用假定防皱按压工具的防皱按压面为平坦面而计算出的防皱按压全平面积的11～31％的范围。另外，在上述深拉伸模具中，也可以构成为：具有内外平坦面阶梯，使得上述外边缘平坦面比上述内边缘平坦面凸出而成为凸面。进而，在上述深拉伸模具中，希望上述锥面的锥角为0°l'～0°6'，锥面的最深部相对于上述内边缘平坦面形成0.005～0.013mm的阶梯。在达成上述目的的本专利技术的深拉伸成形方法中，由防皱按压工具和拉伸模来保持坯料，并由拉冲头将上述坯料成形为杯，其特征在于：上述防皱按压工具的防皱按压面或者拉伸模的上表面从上述拉冲头所通过的内边缘起朝向外边缘，由内边缘平坦面、从该内边缘平坦面起朝向外周变深的锥面、以及外边缘平坦面构成，在深拉伸开始时，由上述内边缘平坦面和外边缘平坦面来按压保持上述坯料，在深拉伸成形的初期状态下，在上述锥部允许褶皱的产生，当深拉伸成形进行而由外边缘平坦面进行的按压被解除时，上述坯料由锥面和内边缘平坦面消除褶皱。此外，希望在上述深拉伸成形方法中，上述坯料的外周部在由上述防皱按压工具的外边缘平坦面进行的按压被解除后，在通过上述锥部的过程中还被按压保持。根据本专利技术的深拉伸成形模具，虽然拉伸开始后在由锥面构成的凹部产生细微的褶皱，但是，即使拉伸进行也不增大而是消失，而且具有抑制底部破裂的效果，能够扩大成形容许范围，与以往相比，即使在使原料板厚度薄壁化的情况下，也能够得到高拉伸比的深拉伸杯。另外，通过使外边缘平坦面积如上所述为防皱按压全平面积的11～31％的范围，能够在深拉伸成形开始时有效地限制保持坯料的外周部而防止底部破裂。另外，通过如上所述那样具有内外平坦面阶梯，在深拉伸成形初期，坯料的外周部被限制，并且不被途中的由锥面构成的凹部所限制，因此可以缓和载荷集中于内边缘平坦面，防止底部破裂。此外，在上述模具中，通过使锥面的锥角和锥面的最深部相对于上述内边缘平坦面的阶梯为上述范围，坯料的外周部从外边缘平坦面脱离后也能够被有效地限制，能够有效地防止细微褶皱变大和底部破裂。另外，根据本专利技术的深拉伸成形方法，能够有效地防止在坯料的深拉伸步骤中发生杯侧壁褶皱和底部破裂等成形不良，提高拉伸比，因此能够减少制造无缝罐等金属容器的过程中的步骤数，有助于提高生产性。此外，即使在使原料板厚度薄壁化的情况下，也能够防止杯侧壁褶皱和底部破裂等成形不良，进行稳定的拉伸成形，由此能够实现无缝罐等金属容器的轻量化。另外，在上述深拉伸成形方法中，通过在由防皱按压工具的外边缘平坦面进行的按压解除后，在通过上述锥部的过程中还对坯料的外周部进行按压保持，能够防止细微褶皱变大，有效地防止底部破裂。附图说明图1是本专利技术的实施方式涉及的防皱按压工具的要部截面图。图2是本专利技术的深拉伸成形方法的步骤图，(a)表示拉伸成形开始前的状态，(b)表示拉伸成形初期的状态，(c)表示拉伸成形途中的状态。图3是表示本专利技术的实施例、比较例以及参考例涉及的拉伸成形过程中的褶皱的产生状况的照片。图4是表示比较例涉及的保持了拉伸开始初期的坯料的状态的防皱按压工具的形状的截面概略图，(a)是比较例5，(b)是比较例7。符号说明：1、30、40、50、60防皱按压工具2、45、65拉伸模3拉冲头4坯料5坯料的外周部7成形作用面(拉伸模圆角)8拉冲头作用面(拉冲头圆角)11、51内边缘平坦面12、52锥面13最深平坦面(阶梯面)14外边缘平坦面15凹部62槽具体实施方式以下，基于附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。图1表示本专利技术实施方式涉及的防皱按压工具的要部截面。防皱按压工具1构成为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深拉伸成形模具，具有拉冲头、拉伸模和防皱按压工具，用于将坯料深拉伸成形为杯，其特征在于：上述防皱按压工具的防皱按压面或者拉伸模的上表面从上述拉冲头所通过的内边缘起朝向外边缘，由内边缘平坦面、从该内边缘平坦面起朝向外周变深的锥面、和外边缘平坦面构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.07 JP 2012-1301631.一种深拉伸成形模具，具有拉冲头、拉伸模和防皱按压工具，用于将坯料深拉伸成形为杯，其特征在于：上述防皱按压工具的防皱按压面或者拉伸模的上表面从上述拉冲头所通过的内边缘起朝向外边缘，由内边缘平坦面、从该内边缘平坦面起朝向外周变深的锥面、和外边缘平坦面构成，相对地，上述拉伸模的上表面或者上述防皱按压工具的防皱按压面是平坦面，在上述内边缘平坦面与上述外边缘平坦面之间设置有锥状的凹部。2.根据权利要求1所述的深拉伸成形模具，其特征在于：上述外边缘平坦面的面积为防皱按压全平面积的11～31％，该防皱按压全平面积是假定防皱按压工具的防皱按压面为平坦面而计算出的。3.根据权利要求1或者2所述的深拉伸成形模具，其特征在于：上述外边缘平坦面具有内外平坦面阶梯，使得比上述内边缘平坦面凸出而成为凸面。4.根据权利要求1或者2所述的深拉伸成形模具，其特征在于：上述锥面的锥角为0°l'～0°6'，锥面的最深部相对于上述内边缘平坦面形成0.005～0.013mm的阶梯。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：户丸秀和，冈部修久，大西宏典，
申请(专利权)人：东洋制罐集团控股株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP