罐制造制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于制造两件式金属容器的方法和装置。具体地，公开了一种使用拉拔和伸展操作的组合通过金属板制作杯部分的压力机。由所述压力机产生的杯具有底部厚度相对于金属板的轧前厚度更薄的优点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及金属杯的生产，更具体地(但并非限制性地)涉及适用于生产“两件式”金属容器的金属杯。
技术介绍
US4095544(国家钢铁公司)20/06/1978详细介绍了制造用于制作两件式金属容器的杯部分的常规拉拔&壁压薄(DWI)和拉拔&再拉拔(DRD)工序 。术语“两件式”意指i )杯部分和 )随后将固定至杯部分的开口端以形成容器的闭合物。在DWI (D & I)工序(如US4095544的附图6至10所示)中，由一卷金属板冲压出的圆形平(通常)坯件在冲头的动作下被拉拔通过拉拔模具，从而形成浅的第一阶段杯。该初始拉拔阶段并未导致坯件任何有意的变薄。此后，为了实现减小杯的侧壁厚度的目的，通常安装在紧配合冲头或压头的端面上的杯被推动通过一个或多个环形壁压薄模具，从而导致所述杯的侧壁伸长。通过其自身，压薄工序将不会导致第一阶段杯的标称直径的任何改变。图I示出了常规DWI (D & I)工序所产生的容器本体中的金属的分布。图I仅是说明性的，而非按比例精确绘制的。图I示出了三个区域 区域I代表底部的非压薄材料。该底部的非压薄材料与坯件的轧前厚度保持大约相同的厚度，即不受常规DWI工序的独立制造操作的影响。区域2代表压薄的侧壁的中间区段。所述中间区段的厚度(并且因而是所需的压薄量)由容器本体所需的性能决定。区域3代表侧壁的压薄的顶部区段。通常在罐制作中，该压薄的顶部区段为轧前厚度的大约50-75%。在DRD工序中(如US4095544的图I至5所示)，相同的拉拔技术用于形成第一阶段杯。然而，不是采用压薄工序，第一阶段杯随后受到用于逐渐减小杯的直径并因而使所述杯的侧壁变长的一次或多次再拉拔操作。通过其自身，最常规的再拉拔操作不会导致杯材料厚度的任何改变。然而，以通过典型DRD工序制造的容器本体为例，在实践中成品容器本体的顶部通常稍微变厚(10%级别或更大级别)。当从大直径杯再拉拔成较小直径的杯时，这种变厚是再拉拔工序的自然效应并且通过材料的压缩效应解释。应当指出，存在通过使用小直径或复合直径拉拔模具在拉拔和再拉拔阶段通过伸展使侧壁变薄来实现杯的侧壁厚度减小的备选的公知DRD工序。备选地，压薄和再拉拔的组合可用于第一阶段杯，从而减小杯的直径和侧壁厚度。例如，在制造两件式金属容器(罐)的领域中，通常通过下列操作来制作容器本体将坯件拉拔成第一阶段杯并且使该杯受到多次再拉拔操作直至容器本体达到期望的标称直径，随后压薄侧壁以便提供期望的侧壁厚度和高度。然而,商业上大规模采用的DWI (D & I)和DRD工序具有严重的限制，即它们不用于减小杯的底部的材料厚度(并因此不减小其重量)。具体地，拉拔不会导致被拉拔物体的厚度减小，而压薄仅作用于杯的侧壁。基本上，对于制造两件式容器的杯的公知DWI (D &I)和DRD工序，从广义上讲底部的厚度与坯件的轧前厚度保持不变。这可导致底部比实现期望性能所需的厚度厚很多。金属包装行业竞争激烈，而减小重量是主要目标，因为这会降低运输和原材料成本。通过示例，制造典型的两件式金属食品容器的成本 的65%来源于原材料成本。因此，需要一种以低成本方式改进的重量较轻的金属杯部分。该文献中指出，术语“杯部分”和“杯”可互换使用。
技术实现思路
相应地，在本专利技术的第一方面(权利要求I所述)提供了一种用于通过金属板制造金属杯的方法，该方法包括下述操作 i.包括将金属板拉拔成具有侧壁和整体底部的杯的拉拔操作； .在杯上执行的伸展操作，该操作包括夹紧杯的底部上的环形区域以限定封闭部分，以及使位于所述封闭部分内的底部的至少一部分变形和伸展从而增加底部的表面面积并且减小底部的厚度，所述环形夹紧适于限制或防止金属在该伸展操作期间从夹紧区域流入封闭部分； 所述拉拔和伸展操作在同一压力机中执行。在本专利技术的第二方面(权利要求5所述)提供了一种用于通过金属板制造金属杯的压力机，该压力机包括 i.用于将金属板拉拔成具有侧壁和整体底部的杯的装置； .用于在伸展操作期间将拉拔后的杯夹紧的夹紧元件，所述夹紧元件适于夹紧拉拔后的杯的底部上的环形区域以限定封闭部分； iii.伸展工具，所述伸展工具适于使位于封闭部分内的底部的至少一部分在伸展操作中变形和伸展从而增加底部的表面面积并且减小底部的厚度，所述夹紧元件进一步适于限制或防止金属在伸展操作期间从夹紧区域流入封闭部分。在不需要损失或浪费金属的情况下，本专利技术的不同方面的方法和装置具有下列优点(相比公知工序/装置)实现制造具有薄于金属板的轧前厚度的底部的杯。这是通过使用单个压力机实现的，从而简化了制造工序。当应用于两件式容器的制造时，本专利技术使制作成本相对于现有的制造技术能够以每1000个容器几美元的级别降低。为了确保封闭部分(并且因此杯的底部)在伸展操作期间伸展并且变薄，充分夹紧拉拔后的杯的底部以限制或防止金属在伸展操作期间从夹紧区域流入封闭部分。如果夹紧载荷不足，那么夹紧区域(或夹紧区域的外部)的材料将会被拉入封闭部分，而非封闭部分(和杯的底部)经历任何变薄。已经发现，当允许有限量的材料从夹紧区域(或从夹紧区域的外部)流入封闭部分时-即当限制而非完全阻止金属流动时，仍可发生伸展和变薄。本专利技术的方法和装置尤其适用于金属容器的制造，而最终产生的杯用于容器本体。最终产生的杯可通过将闭合物固定至杯的开口端来形成封闭容器。例如,金属罐端可缝合到最终产生的杯的开口端。然而，通常情况下，由本专利技术的方法产生的杯将受到再拉拔操作或压薄操作或者它们的组合。再拉拔操作可包括一个或多个阶段，每个阶段都具有使杯的直径产生阶段性减小的效果。压薄操作将具有增加通过本专利技术的方法和装置生产的杯的侧壁的高度的益处。优选地，伸展操作包括使位于所述封闭部分内的底部的至少一部分变形和伸展成穹顶轮廓。在用于碳酸饮料的金属容器的领域中，容器本体的底部向内成穹顶状来限制由产品产生的压力是常见的。本专利技术的方法和装置提供的“穹顶”可用作碳酸饮料容器本体的向内成穹顶状的区域。然而，杯可能将经历后期重整操作以使杯的穹顶状底部具有抵制罐内压力所需的期望的最终轮廓。本专利技术的方法适用于设计为圆形或非圆形的杯。然而，对圆形杯而言该方法效果最好。将使用常规DWI和DRD工序生产的杯部分的底部的材料量最小化的另一种方式是使用较薄厚度的初始坯料。然而，马口铁每吨的成本随着厚度的减小而增加。这种增加可通过对较薄钢材压延、清洁和镀锡的额外成本来解释。当还考虑两件式容器的制造期间的材料使用时，制造容器的总体净成本的变化与材料的轧前厚度在图2所示的图表中显示。该图表示出了 从成本的角度考虑，使用最薄厚度的材料不一定会降低成本。本质上，对于给 定侧壁厚度的任何容器而言，都具有最便宜的材料厚度。该图表还示出了减小容器的顶部和中间壁区段的厚度对降低成本曲线的效果。图3示出了基于英国供应的通常用于制作罐那种马口铁的实际数据的相同图表。对于图3所示的材料，O. 285_代表从成本方面考虑的最佳厚度，其中使用较薄厚度的材料增加了罐生产的总体净成本。图3的图表示出了，当偏离O. 285mm的最佳轧前厚度时每1000个罐的总成本增加的百分比。最终产生的本专利技术的杯具有底部较薄(并且因此较轻)的益处。 “金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S蒙罗，
申请(专利权)人：皇冠包装技术公司，
类型：
国别省市：