本发明专利技术公开了一种高拉伸直壁方罐的成型工艺及成型模具，拉伸过程中包括落料冲杯，拉伸成型、扩口成型和切边四道工序，成型模具包括用于罐体材料的切片落料及第一次拉伸的冲杯模，用于对第一次拉伸后的罐体进行第二次拉伸的拉伸成型模，用于对第二次拉伸后的罐体进行最终成型的扩口成型模及用于对成型后的罐体外翻边进行剪切的切边模，本发明专利技术通过采用大直径圆形无外翻边的冲杯方式，使材料的流动性大大增加，大大减少了传统方罐在冲杯拉伸过程中容易导致的罐体材料失稳起皱及拉伸破裂问题，具有很高的实用价值。具有很高的实用价值。具有很高的实用价值。
【技术实现步骤摘要】
高拉伸直壁方罐的成型工艺及成型模具
[0001]本专利技术涉及一种冷冲压加工
，尤其是涉及一种高拉伸直壁方罐的成型工艺及成型模具。
技术介绍
[0002]金属包装作为食品的快消品，市场发展空间巨大。两片罐采用一体冲拔成型，由于其特有的优势和特点，越来越受市场欢迎。另一方面，随着产品轻量化概念的推行，用于成罐的材料厚度不断减薄，而在确保食品罐各项基本性能参数满足要求前提下，势必需要增强材料的硬度。但是对于深拉伸两片食品罐，其高度和直径（或主体横截面宽度的中间值）的比值大于1，由于成型时变形程度很大，根据拉伸变形理论可知，无法一次拉伸成型。目前，通常采用的拉伸技术工艺方法是将罐壁设计成锥形，采用带有法兰边的压边成型拉伸工艺，逐步缩小罐径直至最终拉伸成型。该方式在进行高（深）拉伸时，由于材料拉伸变形程度大，容易出现材料流动受阻导致罐体破裂，且需要很多的工位逐步缩减拉伸变成系数。以目前最常见普通锥形罐（非高拉伸罐，高度和直径（或主体横截面宽度的中间值）比值通常小于0.6）三次拉伸成型为例，采用由大到小拉伸法时，由于局部压边面积受限，且第三道工序成型存在直面转换锥面成型出现悬空区域，罐体第三工序极易出现罐体破裂，且罐体过渡圆角处全部产生失稳起皱现象。同时这种生产工艺复杂，生产设备要求高，设备工序数量多，生产投资和成本高。尤其是对于高拉伸的直壁方罐，由于变形程度更大，在拉伸过程中极易出现罐体破裂或是失稳起皱问题。尤其是在采用高强度、低延伸率的减薄的材料拉伸成型时，如何采用新的拉伸成型工艺来解决这一问题是罐装食品领域技术人员亟待解决的一个技术难题，现有的公开文件中尚未检索到该问题的解决方法。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于解决现有技术的高拉伸直壁方罐在冲压时易出现罐体破裂，且罐体过渡圆角处产生失稳起皱现象以及现有的多工位逐级缩减冲压工序数量多，生产设备要求高，生产投资和成本高的问题，提供一种高拉伸直壁方罐的成型工艺及成型模具，在保证锥形罐各项性能要求的前提下，能有效解决罐体破裂及过渡圆角处失稳起皱的问题，同时可以简化生产工艺，减少设备数量，降低生产投资和成本。
[0004]本专利技术为解决上述技术问题采用的具体技术方案是，一种高拉伸直壁方罐的成型工艺，包括以下步骤：a.落料冲杯工序，用于罐体材料的切片落料同时对罐体材料进行拉伸形成杯体，杯体的高度为成品罐体高度的40%至60%，杯体呈圆筒状且为直壁结构，杯体直径为成品罐体中间横截面宽度的1.8
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2.2倍，杯体开口处的横截面积与杯体中间横截面积相同，完成落料冲杯工序的杯体通过罐体夹持传送装置传送至拉伸成型工序。
[0005]b.拉伸成型工序，采用限位式缩小成型，对完成落料冲杯工序杯体进行缩小横截面积，增加拉伸高度的第二次拉伸，完成拉伸成型工序的拉伸罐体其高度与横截面宽度比
大于1，且在拉伸的同时完成对罐壁加强筋和罐底沉入平面的成型，拉伸成型工序完成后拉伸罐体通过罐体夹持传送装置传送至扩口成型工序。
[0006]c.扩口成型工序，采用包络成型，材料向下包络成型口部成型，减少拉伸过程对罐口部的影响，完成与易开盖配合的罐体扩口部分和外翻边圆角成型，完成扩口成型工序的扩口罐体通过罐体夹持传送装置传送至切边工序。
[0007]d.切边工序，将外翻边的多余材料剪切，使外翻边满足二重卷封的罐盖配合要求，完成切边工序的成品罐体通过罐体夹持传送装置移出切边工序。
[0008]本专利技术成型工艺针对高拉伸的直壁两片方罐的成型，通过采用不带外翻边的直壁冲杯，然后限位式缩小成型，并基本完成罐体主要部分，第三工序采用包络成型，材料向下包络成型口部成型，减少拉伸过程对罐口部的影响，保证尺寸的稳定性和避免拉伸过程的失稳起皱。冲杯后限位拉伸成型，口部包络成型，有利于控制材料流动趋势，最终形成直壁罐体，这里的直壁是指罐身的主体部分（不包括罐口的扩口部分）垂直于罐底平面，从而解决高拉伸两片罐成型过程中出现的失稳起皱以及常见的破裂问题，在保证锥形罐各项性能要求的前提下，不但有效解决了罐体破裂及过渡圆角处失稳起皱的问题，同时可以简化生产工艺，减少设备数量，降低生产投资和成本。
[0009]一种高拉伸直壁方罐的成型模具，适用于前述高拉伸直壁方罐的成型工艺，包括：冲杯模，应用于落料冲杯工序，用于罐体材料的切片落料及第一次拉伸形成杯体，第一次拉伸后的杯体呈圆筒形且其筒壁为直壁结构，杯体的高度为成品罐体高度的40%至60%，第一次拉伸后的杯体直径为成品罐体中间横截面宽度的1.8
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2.2倍，第一次拉伸后的杯体中间横截面积为成品罐体中间横截面积的85%至90%，第一次拉伸后杯体开口处的横截面积与杯体中间横截面积相同。罐体材料在拉伸成型的过程中，由片料变成立体的盒形件，在凸模和凹模的边缘部分存在水平方向的拉力和垂直方向的挤压力，从而导致罐体材料有起皱的趋势。当模具的压边力不够时，罐体材料边缘容易产生失稳起皱，常用的方法是通过提高压边力来改善这一现象。但在生产厂家为了降低生产成本，提高产品竞争力，使用高硬度、低延展性的罐体材料的情况下，如果采用传统的平面压边方式，同时不断提高压边力就容易造成工件拉伸破裂。本专利技术的冲杯工序改变了过去方罐成型通常所采用的宽外翻边方形杯体的模式，而采用了无外翻边的大直径直壁圆罐状杯体，无外翻边的结构解除了压边拉伸对材料流动性的限制，使材料的流动性大大增加，而大直径的圆形结构则使得冲杯阶段的罐体材料在罐壁的受力上各向均匀，不易出现失稳起皱或拉伸破裂的问题，成型后的杯体得到充分的扩展，使得后续拉伸工序的变形量相对较少，因此大大减少了传统方罐在冲杯拉伸过程中因为在凸模和凹模的边缘部分存在水平方向的拉力和垂直方向的挤压力而导致罐体材料有起皱的趋势、容易导致的罐体材料失稳起皱及拉伸破裂问题。
[0010]拉伸成型模，应用于拉伸成型工序，用于对第一次拉伸后的杯体进行第二次拉伸形成拉伸罐体，包括在罐壁加强筋及罐底沉入平面的初步成型，并在罐口形成外翻边，拉伸罐体呈长方体形状且其罐壁为直壁结构，第二次拉伸后的拉伸罐体高度为成品罐体高度的70%至90%，第二次拉伸后拉伸罐体的中间横截面积为成品罐体中间横截面积的90%至95%，第二次拉伸后拉伸罐体的翻边宽度是成品罐体翻边宽度的10
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15倍。
[0011]扩口成型模，应用于扩口成型工序，用于对第二次拉伸后的拉伸罐体进行第三次拉伸成型形成成型罐体，包括罐壁加强筋及罐底加强筋的最终成型、在罐体开口端形成扩
口及外翻边圆角成型，第三次拉伸后成型罐体的高度为成品罐体高度，成型罐体的中间横截面积为成品罐体中间横截面积，第三次拉伸后成型罐体的外翻边宽度是成品罐体翻边宽度的3
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6倍。
[0012]切边模，用于对成型罐体开口处的外翻边部分进行切边修剪，切边修剪后的成品罐体外翻边宽度及圆角结构满足二重卷封的罐盖配合要求。
[0013]作为优选，冲杯模为落料成型复合模，包括用于支撑的冲杯下模板，设置在冲杯下模板内的冲杯下气缸，冲杯气缸的活塞本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高拉伸直壁方罐的成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：a.落料冲杯工序，用于罐体材料的切片落料同时对罐体材料进行拉伸形成杯体（1），杯体的高度为成品罐体（4）高度的40%至60%，杯体呈圆筒状且为直壁结构，杯体直径为成品罐体横截面宽度的1.8
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2.2倍，杯体开口处的横截面积与杯体中间横截面积相同，完成落料冲杯工序的杯体通过罐体夹持传送装置传送至拉伸成型工序；b.拉伸成型工序，采用限位式缩小成型，对完成落料冲杯工序杯体进行缩小横截面积，增加拉伸高度的第二次拉伸，完成拉伸成型工序的拉伸罐体（2）其高度与横截面宽度比大于1，且在拉伸的同时完成对罐壁加强筋和罐底沉入平面的成型，拉伸成型工序完成后拉伸罐体通过罐体夹持传送装置传送至扩口成型工序；c.扩口成型工序，采用包络成型，材料向下包络成型口部成型，减少拉伸过程对罐口部的影响，完成与易开盖配合的罐体扩口部分和外翻边圆角成型，完成扩口成型工序的扩口罐体（3）通过罐体夹持传送装置传送至切边工序；d.切边工序，将外翻边的多余材料剪切，使外翻边满足二重卷封的罐盖配合要求，完成切边工序的成品罐体通过罐体夹持传送装置移出切边工序。2.一种高拉伸直壁方罐的成型模具，适用于权利要求1所述的高拉伸直壁方罐的成型工艺，其特征在于，包括：冲杯模（I），应用于落料冲杯工序，用于罐体材料的切片落料及第一次拉伸形成杯体（1），第一次拉伸后的杯体呈圆筒形且其筒壁为直壁结构，杯体的高度为成品罐体高度的40%至60%，第一次拉伸后的杯体直径为成品罐体中间横截面宽度的1.8
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2.2倍，第一次拉伸后的杯体中间横截面积为成品罐体中间横截面积的85%至90%，第一次拉伸后杯体开口处的横截面积与杯体中间横截面积相同；拉伸成型模（III），应用于拉伸成型工序，用于对第一次拉伸后的杯体进行第二次拉伸形成拉伸罐体（2），包括在罐壁加强筋（26）及罐底沉入平面（27）的初步成型，并在罐口形成外翻边（5），拉伸罐体呈长方体形状且其罐壁为直壁结构，第二次拉伸后的拉伸罐体高度为成品罐体（4）高度的70%至90%，第二次拉伸后拉伸罐体的中间横截面积为成品罐体中间横截面积的90%至95%，第二次拉伸后拉伸罐体的翻边宽度是成品罐体翻边宽度的10
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15倍；扩口成型模（IV），应用于扩口成型工序，用于对第二次拉伸后的拉伸罐体进行第三次拉伸成型形成成型罐体（3），包括罐壁加强筋及罐底加强筋的最终成型、在罐体开口端形成扩口（6）及外翻边圆角成型，第三次拉伸后成型罐体的高度为成品罐体高度，成型罐体的中间横截面积为成品罐体中间横截面积，第三次拉伸后成型罐体的外翻边宽度是成品罐体翻边宽度的3
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6倍；切边模（V），用于对成型罐体开口处的外翻边部分进行切边修剪，...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟银星，邱逊，骆轶，楼建华，李瑞秋，斯吴骏，龚杭钦，
申请(专利权)人：义乌市易开盖实业公司，
类型：发明
国别省市：
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