專利名稱：耐氣壓型金屬易拉蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種食品、飲料罐的易拉蓋，特別涉及一種能夠節(jié)省材料而且耐氣壓型金屬易拉蓋結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的日益提高，市場對食品飲料的需求亦不斷增加，可想而知食品、飲料罐的產(chǎn)生量亦隨之逐年增長。作為食品飲料的金屬包裝業(yè)在市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的浪潮中競爭十分激烈，因此為了節(jié)約資源，降低成本適應(yīng)市場競爭的需要，研究開發(fā)一種節(jié)省材料而且耐氣壓型金屬易拉蓋不僅是企業(yè)生存和發(fā)展的需要，而且也是市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然。
目前，市場上的金屬飲料罐絕大多數(shù)都采用耐氣壓型小開口金屬易拉蓋，這種易拉蓋一般由蓋體和拉環(huán)兩部分組成，拉環(huán)鉚接在蓋體上，但是為了使易拉蓋具有耐氣壓的性能，蓋體自圓形周邊開始向中心延伸的主體設(shè)計成一個內(nèi)凹形的埋頭結(jié)構(gòu)。使用金屬易拉蓋的飲料罐經(jīng)常會在罐內(nèi)氣壓增大(比如由于溫度升高)時，會出現(xiàn)失穩(wěn)翻轉(zhuǎn)，以此來擴(kuò)大罐內(nèi)容積，防止壓力過大所帶來的危害。長期以來，為了保持易拉蓋具有較高的失穩(wěn)翻轉(zhuǎn)耐壓強(qiáng)度，埋頭的斜度一般設(shè)計的較小，在0～14°斜度區(qū)間范圍內(nèi)，如圖1所示的A角。然而，隨著節(jié)省材料的要求不斷提高，如何在材料的切口直徑不斷減少，厚度不斷減薄的同時，又能維持一個相對較高的耐壓指標(biāo)，就成為一個很重要的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種耐氣壓型金屬易拉蓋，其目的是要通過一種新的結(jié)構(gòu)設(shè)計來解決節(jié)約材料與易拉蓋維持耐壓指標(biāo)之間的矛盾，使易拉蓋在減少材料切口直徑和厚度同時，仍提供一個相對較高的耐壓指標(biāo)。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種耐氣壓型金屬易拉蓋，由蓋體和拉環(huán)兩部分組成，拉環(huán)鉚接在蓋體上，蓋體自圓周外緣開始向中心延伸設(shè)有一個內(nèi)凹形的埋頭，內(nèi)凹形的埋頭中央為圓形凸臺，其創(chuàng)新在于埋頭的斜度A角在15～60°范圍內(nèi)，凸臺底部的B段弧度區(qū)域B1和B2處，以及臺階C段拐角處局部環(huán)繞蓋體旋轉(zhuǎn)中心設(shè)有冷作硬化處理的鍛壓壓痕。
上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、上述方案中，為了進(jìn)一步提高耐壓指標(biāo)，可以將凸臺設(shè)計成二段臺階形凸臺結(jié)構(gòu)，即二段階梯形臺階凸臺結(jié)構(gòu)。
2、上述方案中，所述埋頭的斜度A角在15～45°范圍內(nèi)較好。
3、本實(shí)用新型原理是在同樣的蓋型中當(dāng)我們把A角增大到15度～60度的范圍，這樣可以使易拉蓋的材料切口直徑縮小，增加了易拉蓋材料的利用率，節(jié)省了易拉蓋的生產(chǎn)成本，但此時耐壓強(qiáng)度會降低。為了進(jìn)一步保持A角增大之后的耐壓性，本方案同時在蓋體的底部B段及中間臺階的C段作局部的冷作硬化壓痕，即在圖2中B段的弧度區(qū)域B1和B2處，以及C段進(jìn)行局部鍛壓，使得耐壓性因局部微觀變形和加工硬化而得到提高，從而實(shí)現(xiàn)本方案的目的。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型在保證耐壓指標(biāo)的前提下，降低材料切口的直徑，進(jìn)而節(jié)省了蓋體材料，這對于大批量生產(chǎn)易拉蓋來說，由于其節(jié)約材料效果非常明顯，因此具有重要意義。
2、本實(shí)用新型的應(yīng)用使易拉蓋在實(shí)際生產(chǎn)中提高金屬材料的利用率，從而直接降低了生產(chǎn)成本。
3、本實(shí)用新型在材料不變的前提下，可以有效的提高易拉蓋的耐壓特性。


附圖1為本實(shí)用新型易拉蓋局部截面示意圖(未沖壓冷作硬化壓痕)；附圖2為本實(shí)用新型易拉蓋局部截面示意圖(已沖壓冷作硬化壓痕)；附圖3為另一種結(jié)構(gòu)的易拉蓋局部截面示意圖(二段階梯形臺階凸臺)；附圖4為應(yīng)力-應(yīng)變圖(一)；附圖5為應(yīng)力-應(yīng)變圖(二)。
以上附圖中1、蓋體；2、凸臺；3、二段階梯形臺階凸臺。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見圖1和圖2所示，一種耐氣壓型金屬易拉蓋，由蓋體1和拉環(huán)兩部分組成。拉環(huán)鉚接在蓋體1上，蓋體1自圓周外緣開始向中心延伸設(shè)有一個內(nèi)凹形的埋頭，內(nèi)凹形的埋頭中央為圓形凸臺2，埋頭的斜度A角在15～45°范圍內(nèi)，凸臺底部的B段弧度區(qū)域B1和B2處，以及臺階C段拐角處局部環(huán)繞蓋體旋轉(zhuǎn)中心設(shè)有冷作硬化處理的鍛壓壓痕。
易拉蓋是由二大步生產(chǎn)工藝完成(二大步都是冷加工范疇)，第一步生產(chǎn)基礎(chǔ)蓋，具體是卷材或片料輸入，經(jīng)基礎(chǔ)蓋沖床沖壓一次成型，在沖壓成型過程中，金屬是必須流動的，成型各部位都應(yīng)是圓弧，便于金屬的流動，而不能出現(xiàn)尖角等易導(dǎo)致斷裂的部位；第二步將基礎(chǔ)蓋沖制成易拉蓋，(一般都只研究如何在蓋上加工出完美的易拉開的機(jī)理、如四步成型、拉環(huán)成型等原理)。在多工位易拉蓋沖制過程中，添加或更改一道或幾道工位把基礎(chǔ)蓋由圖1沖壓成圖2，即關(guān)鍵部位產(chǎn)生塑性變形，進(jìn)而局部改變它的應(yīng)力值。(金屬材料在再結(jié)晶溫度以下塑性變形時強(qiáng)度和硬度升高，而塑性和韌性降低的現(xiàn)象——又稱冷作硬化。產(chǎn)生原因是，金屬在塑性變形時，晶粒發(fā)生滑移，出現(xiàn)位錯的纏結(jié)，使晶粒拉長、破碎和纖維化，金屬內(nèi)部產(chǎn)生了殘余應(yīng)力等)——耐氣壓的易拉蓋一項重要指標(biāo)就是能維持盡量高的耐壓，而不發(fā)生失穩(wěn)翻轉(zhuǎn)。
我們還可以從材料力學(xué)的角度說明其變化。在材料力學(xué)中，拉伸曲線(應(yīng)力——應(yīng)變圖，見圖4所示)是一個經(jīng)典的理論，應(yīng)用該理論，我們可以有效改進(jìn)易拉蓋的耐壓失穩(wěn)翻轉(zhuǎn)特性。假定失穩(wěn)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在蓋子中某個關(guān)鍵拐角部位，該處壓變達(dá)到了ε＝B％，如果這個蓋子，沒有經(jīng)過塑性變形。它的失穩(wěn)翻轉(zhuǎn)過程是隨著壓力(應(yīng)力)的增大，經(jīng)過彈性變形區(qū)，但變形量(應(yīng)變)達(dá)到B％時發(fā)生失穩(wěn)，這時應(yīng)力為δb。如果我們把該段區(qū)域進(jìn)行一定程度的塑性變形，然后讓其恢復(fù)，則該段區(qū)域的應(yīng)力——應(yīng)變圖(見圖5所示)變?yōu)樵俅问軕?yīng)力時，它會從殘余應(yīng)變εA處開始，同樣使這段區(qū)域出現(xiàn)B％的應(yīng)變量，相對應(yīng)的應(yīng)力區(qū)間則是從0到δC，大于原先的δb。
實(shí)施例二參見圖1和圖3所示，一種耐氣壓型金屬易拉蓋，由蓋體1和拉環(huán)兩部分組成。與實(shí)施例一的不同之處在于所述凸臺為二段臺階形凸臺結(jié)構(gòu)，即二段階梯形臺階凸臺3。其它與實(shí)施例一相同，這里不再重復(fù)描述。由圖3可知，通過將凸臺成型為二段階梯形臺階凸臺3的方式達(dá)到變形和加工硬化，進(jìn)一步提高易拉蓋的耐壓指標(biāo)。
上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種耐氣壓型金屬易拉蓋，由蓋體和拉環(huán)兩部分組成，拉環(huán)鉚接在蓋體上，蓋體自圓周外緣開始向中心延伸設(shè)有一個內(nèi)凹形的埋頭，內(nèi)凹形的埋頭中央為圓形凸臺，其特征在于埋頭的斜度A角在15～60°范圍內(nèi)，凸臺底部的B段弧度區(qū)域B1和B2處，以及臺階C段拐角處局部環(huán)繞蓋體旋轉(zhuǎn)中心設(shè)有冷作硬化處理的鍛壓壓痕。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐氣壓型金屬易拉蓋，其特征在于所述凸臺為二段臺階形凸臺結(jié)構(gòu)，即二段階梯形臺階凸臺結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐氣壓型金屬易拉蓋，其特征在于埋頭的斜度A角在15～45°范圍內(nèi)。
專利摘要一種耐氣壓型金屬易拉蓋，由蓋體和拉環(huán)兩部分組成，拉環(huán)鉚接在蓋體上，蓋體自圓周外緣開始向中心延伸設(shè)有一個內(nèi)凹形的埋頭，內(nèi)凹形的埋頭中央為圓形凸臺，其特征在于埋頭的斜度A角在15～60°范圍內(nèi)，凸臺底部的B段弧度區(qū)域B1和B2處，以及臺階C段拐角處局部環(huán)繞蓋體旋轉(zhuǎn)中心設(shè)有冷作硬化處理的鍛壓壓痕。本方案通過一種新的結(jié)構(gòu)設(shè)計來解決節(jié)約材料與易拉蓋維持耐壓指標(biāo)之間的矛盾，使易拉蓋在減少材料切口直徑和厚度同時，仍提供一個相對較高的耐壓指標(biāo)。
文檔編號B21D51/38GK2897840SQ20062007325
公開日2007年5月9日 申請日期2006年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月27日
發(fā)明者安旭 申請人:蘇州斯萊克精密設(shè)備有限公司