專利名稱：模壓成型帶異型底部的容器的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及容器的模壓成型工藝，更具體地說是對(duì)兩片式容器的異形底部的模壓工藝的一種改進(jìn)。
一般在容器制造工業(yè)，特別在食品容器制造工業(yè)，為了增加強(qiáng)度而經(jīng)常需要使容器底部帶有異形的形狀。這些異形底部包括在底部形成一個(gè)或幾個(gè)圓環(huán)或凹槽，這當(dāng)然就改進(jìn)了底部端的彎曲強(qiáng)度。
一些典型的異形形狀的例子可以在瓊斯(Jones)的美國(guó)專利4010867;桑特斯(Saunders)的美國(guó)專利4120419和霍爾克(Holk)的美國(guó)專利4439081中看到。
在現(xiàn)有技術(shù)中，一般這點(diǎn)是眾所周知的，即，先把兩片式容器基本上模壓成它們最終的具有側(cè)壁和底部的圓柱形，然后在第一工位使底部有“預(yù)成型”的異形形狀。這是利用合適的模芯和壓模，并在其中插入一個(gè)成型墊來完成的。
然后把容器運(yùn)送到或在同一臺(tái)壓機(jī)上或在另一臺(tái)壓機(jī)上的第二工位，在那里使底部再次受沖擊，以“再次模壓”，或把異形形狀加深到它的最后深度。運(yùn)送容器和利用兩個(gè)工位加工的主要目的是清除在再次模壓加工時(shí)側(cè)壁上的反張力。換句話說，當(dāng)再次模壓或再次設(shè)定底部形狀時(shí)，最好能減少金屬?gòu)膫?cè)壁拉拔到最后形成底部形狀所要拉拔的距離，以防止損傷容器，這損傷有時(shí)會(huì)嚴(yán)重到使底部和容器斷開。
這是因?yàn)閲@著模壓工具的尖銳棱緣進(jìn)行拉拔并要給予深的輪廓外形是非常困難的，尤其是當(dāng)材料需在容器側(cè)壁區(qū)域下拉拔住意距離。因而，兩個(gè)工位逼近的方式就造成在任何一個(gè)加工工序中，只要把材料拉拔較短的距離。然而，這種逼近方式的顯著缺點(diǎn)是需要處理容器兩次，而且還需要更多設(shè)備和利用輸送裝置。
因此要作出這樣的發(fā)現(xiàn)，即能克服這些缺點(diǎn)，并且整個(gè)異形底部的加工可以在單獨(dú)一個(gè)工位上完成，又沒有損傷甚至破壞容器的危險(xiǎn)。
在達(dá)到這個(gè)目的過程中，我們發(fā)現(xiàn)能在兩片式容器底部模壓出一個(gè)有效的、比較深的異形輪廓外形，它是通過先提供一個(gè)倒置的杯體，然后在建立起初步的或“預(yù)成型”的異形形狀時(shí)把這杯體反向拉拔到稍微過長(zhǎng)的狀態(tài)，隨后把過量的材料摺到底部里而最后確定底部異形輪廓外形。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，這種方法能在一個(gè)工位、不必運(yùn)送容器、由一個(gè)連續(xù)的操作加工即可完成。
材料上反張力的消除主要是通過使用支承成型墊的兩個(gè)活塞支承來完成的。其中，在初始模壓時(shí)，一個(gè)活塞起支承作用，而在再次模壓時(shí)，第二個(gè)活塞才接著作用。
用這種方法，整個(gè)成型加工可以在一個(gè)工位上，沒有損傷和破壞容器的危險(xiǎn)地加以完成。當(dāng)然，也沒有那種為了完成整個(gè)成型加工而把容器從一個(gè)工位運(yùn)送到另一個(gè)工位的困難和花費(fèi)。
根據(jù)本發(fā)明的把供入的原料模壓成容器的方法包括下面幾個(gè)工序A.把所提供的原料M沖壓成坯料;B.把上述坯料模壓成倒置的杯體(IC);C.顛倒逆轉(zhuǎn)到置的杯體，并在顛倒逆轉(zhuǎn)時(shí)在倒置的杯體的底部模壓出初步的異形的輪廓外形;D.把初步的輪廓外形再次模壓成最后的異形輪廓外形。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明提供一種模壓容器本體的裝置，該裝置是用在帶有內(nèi)、外滑動(dòng)夾具和固定底座的雙動(dòng)壓機(jī)上，它包括一個(gè)裝在內(nèi)滑動(dòng)夾具上的沖切刀刃;一個(gè)裝在底座上的成型墊，裝在底座上且受液壓作用的、用來有選擇性地支撐成型墊的第一和第二活塞;一個(gè)固定在底座上并且與成型墊同心地設(shè)置的再次拉拔模;沖切刀刃可朝底座移動(dòng)，以把坯料放在再次拉拔模上而形成倒置的杯體;沖頭可朝底座移動(dòng)一段預(yù)定的距離以在第一活塞支撐成型墊時(shí)對(duì)著成型墊對(duì)倒置的杯體加壓;而且沖頭還可以進(jìn)一步朝底座再移動(dòng)一段距離，以在成型墊被第一和第二活塞支撐時(shí)，在再次拉拔模上拉拔，使倒置的杯體顛倒逆轉(zhuǎn)。
下面，參照著附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。其中

圖1是表示初步模壓前的裝置所處的狀態(tài)的局部剖視裝配圖。
圖2是表示在模壓加工結(jié)束時(shí)裝置所處的狀態(tài)的局部剖視裝配圖。
圖3是表示沖切加工前裝置所處的狀態(tài)的放大剖視圖。
圖4是表示在倒置的杯體成型后裝置所處的狀態(tài)的放大剖視圖。
圖5是表示在反向拉拔開始時(shí)裝置所處的狀態(tài)的放大剖視圖。
圖5A是表示在反向拉拔時(shí)和底部成形時(shí)裝置所處的狀態(tài)的放大剖視圖。
圖6是表示在反向拉拔和容器的異形底部外形初步形成后裝置所處的狀態(tài)的放大剖視圖。
圖7是表示在異形底部的輪廓外形再次模壓時(shí)裝置所處的狀態(tài)的放大剖視圖。
圖8是表示容器完工后裝置所處的狀態(tài)的放大剖視圖。
圖9是表示在各個(gè)加工工序上壓力的相位角的時(shí)標(biāo)曲線圖。
先參照?qǐng)D1，可以看出，按照本發(fā)明的裝置和操作這裝置的方法都要和里奇韋(Ridgway)的美國(guó)專利3902347中所說的一般型式的雙動(dòng)壓機(jī)相連地實(shí)施的。那份專利相當(dāng)詳細(xì)地說明了所要使用的壓機(jī)的一般形式，并且可大致上這樣說，即，這種壓機(jī)有內(nèi)滑板和外滑板，工具可附設(shè)在這些滑板上，而這些滑板相對(duì)固定底座上下移動(dòng)，還能按相位角和擋板高度獨(dú)立地進(jìn)行控制。
考慮了這點(diǎn)后，繼續(xù)參照?qǐng)D1，這點(diǎn)應(yīng)注意，即圖1所示的工具所處的狀態(tài)是在容器底部輪廓外形初步模壓前的，而圖2所示的工具所處的狀態(tài)是在上述的模壓后的，圖3到圖8是表示在各個(gè)模壓加工工序工具所處狀態(tài)的放大視圖。
因此，對(duì)這裝置進(jìn)行全面的說明是與圖1和圖2有關(guān)的，可以看到，壓機(jī)的內(nèi)壓頭裝著一個(gè)內(nèi)滑動(dòng)夾具10，而一個(gè)升降器11通過合適的螺釘11a裝在內(nèi)滑動(dòng)夾具10上。升降器11的突出端裝著一個(gè)由螺釘12a緊固在其上的沖頭12，沖頭有異形的底部表面，這在下面的描述之后當(dāng)然是會(huì)很清楚的。
壓機(jī)的外壓頭裝著一個(gè)外滑動(dòng)夾具20，外滑動(dòng)夾具基本上與裝在內(nèi)滑動(dòng)夾具10上的升降器11同心地設(shè)置。于是，一個(gè)加壓套筒21圍繞著升降器11，它是在外滑動(dòng)夾具20內(nèi)上下移動(dòng)的，而且它是裝在上活塞22的下方。在通過孔22a的流體壓力作用下，上活塞也是上下移動(dòng)的。因此，對(duì)下面將要說明的許多場(chǎng)合而言，作用在活塞22上的壓力也將作用在套筒21上。
在外滑動(dòng)夾具20上還裝著一個(gè)沖切刀刃23和一個(gè)由合適的螺釘24a緊固在滑動(dòng)夾具上的沖切刀刃座圈24。
一個(gè)固定底座或工作臺(tái)30與壓機(jī)的內(nèi)、外滑動(dòng)夾具10、20相對(duì)地裝設(shè)著，它還裝著許多工具構(gòu)件。
首先，一個(gè)切割刀刃31由合適的螺釘31a緊固在底座30上，如下所述，由切割刀刃31和沖切刀刃23共同作用來沖 材料。
切割刀刃31的內(nèi)側(cè)是一個(gè)成型墊32，它設(shè)置在固定底座30中的模腔中央。這個(gè)成型墊32固定在由活塞38和39驅(qū)動(dòng)的模芯升降器33上，并能相對(duì)于固定底座30作上下移動(dòng)。成型墊32還有一個(gè)直通的排氣通道32b，它在下面要說的一些場(chǎng)合下和大氣相通。
成型墊32和模芯升降器33的外側(cè)及切割刀刃31的內(nèi)側(cè)是一個(gè)脫模環(huán)34，它是由一個(gè)或幾個(gè)安裝在固定底座30上的固定支座中的彈簧34a支承著，因此，事實(shí)上對(duì)下面要詳細(xì)介紹的許多場(chǎng)合而言，脫模環(huán)34受彈性載荷作用。
在成型墊32和模芯升降器33的周圍還同心地設(shè)置著一個(gè)再次拉拔模35，它由一個(gè)或幾個(gè)螺釘35a固定在固定底座或工作臺(tái)30上。與再次拉拔模35同心的，而且在切割刀刃31徑向的內(nèi)側(cè)是一個(gè)下活塞36，它是由通過孔36a的高壓流體驅(qū)動(dòng)。在下活塞36的頂部支承著一個(gè)拉拔墊37，如下面更詳細(xì)地說明那樣，它和沖切刀刃23一起作用。
下面，參照?qǐng)D3到圖8所示的那些放大的剖視圖來說明本發(fā)明裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作，先參照?qǐng)D3，可以看到，材料M以薄片或卷料的形式已加到壓機(jī)的開口處，并且處在圖3所示的沖裁加工的狀態(tài)。
這時(shí)，內(nèi)、外滑動(dòng)夾具10和20兩者全朝固定底座30下降，而在活塞22的力作用下，隨著壓力套筒21移動(dòng)，沖切刀刃23運(yùn)行到與材料M接觸上。此刻，這點(diǎn)應(yīng)注意，即下活塞36是處在提升的狀態(tài)，使拉拔墊37把材料M支承在沖切刀刃23下面。另外，固定的再次拉拔模35把材料M支承在壓力套筒21的下面。
使工具從圖3所示狀態(tài)進(jìn)到圖4所示狀態(tài)的內(nèi)、外滑動(dòng)夾具10和20的進(jìn)一步朝下移動(dòng)將起兩個(gè)作用。
第一，沖切刀刃23將對(duì)著切割刀刃31切斷材料M，以便有效地下料。第二，沖切刀刃23的繼續(xù)向下移動(dòng)將沖擊在再次拉拔模35的頂部周圍形成的坯料周緣，由這坯料形成如圖4所能見到的倒置的杯體IC。此刻，這點(diǎn)應(yīng)注意，即成型墊32裝設(shè)在倒置杯體中心部分的下邊，并由活塞39作用下的空氣壓力支承著。在材料M下所聚集的空氣將通過通道32b放出。此外，沖頭12正好運(yùn)行到與處在這工序的材料M頂部相接觸。
滑動(dòng)夾具10和20的繼續(xù)向下移動(dòng)將使工具從圖4所示的狀態(tài)進(jìn)到圖5所示的狀態(tài)，并且將完成初始的再次拉拔和把杯體IC顛倒逆轉(zhuǎn)的目的。這點(diǎn)應(yīng)知道，即活塞39作用在成型墊32上的流體壓力并不產(chǎn)生初始的壓形。沖頭12的底上的最高點(diǎn)和成型墊32頂部將接觸上材料，并沖頭向下壓成型墊，且開始杯體的反向拉拔，如圖5所示。
終于，沖頭12的繼續(xù)向下移動(dòng)使活塞39“接上”活塞38(見圖2)。這時(shí)，如圖5A所示那樣，活塞38上的高壓將產(chǎn)生足夠的阻力，使容器底部由沖頭12和成型墊32初步壓制成型。
這樣，由圖5A可清楚地見到，滑動(dòng)夾具10朝固定底座或工作臺(tái)30的繼續(xù)移動(dòng)將把升降器11和沖頭12向下壓向倒置的杯體IC底部材料，而且使杯體底部有所要的形狀。這點(diǎn)應(yīng)知道，即這個(gè)異形形狀是由沖頭12和成型墊32的構(gòu)型互補(bǔ)確定的。
這移動(dòng)還克服彈簧34a的彈力，并將它壓縮，把脫模環(huán)34壓向下。滑動(dòng)夾具20向下移動(dòng)還使沖切刀刃23克服活塞36下邊的流體壓力，向下壓拉拔墊37和活塞36。這時(shí)，倒置的杯體已壓成型，基本上已使容器具有初步的底部異形形狀。
把圖5和圖6上工具所處的狀態(tài)加以比較(分別與圖1和2)，可以看到，在這兩個(gè)狀態(tài)間，外滑動(dòng)夾具20將達(dá)到容器底部正中央，并開始縮回。然后，沖切刀刃23將從固定底座或工作臺(tái)30脫開。然而，內(nèi)滑動(dòng)夾具10將克服這時(shí)已被活塞38“接上”而增加阻力的活塞39上的流體壓力，繼續(xù)向下移動(dòng)(見圖2)，而且不影響在圖5A狀態(tài)下確定的底部外形輪廓地把容器顛倒過來。拉拔模芯環(huán)35頂部上的材料，從而把前面模壓成型的杯體IC里面外翻地加以有效的轉(zhuǎn)換，并形成杯體C。
如圖7所示，當(dāng)升降器11和沖頭12開始從底座30脫開時(shí)，輪廓外形被最后確定。這里由于容器的凸緣仍然被套筒21夾住，并且成型墊32在活塞38和39的影響下，它將隨沖頭12一起向上移動(dòng)，把材料上壓到容器底部中，最后地確定輪廓外形。
當(dāng)活塞38與底座30的底嚙接上時(shí)，最后確定了輪廓外形。這以后，活塞39有足夠的壓力在它下面，由此把容器提升回到模壓線。
這個(gè)動(dòng)作的結(jié)果可從圖7看到，這里，模芯升降器33把成型墊32提升回到模壓線。沖頭12從固定工作臺(tái)的脫開自然會(huì)使彈簧34a把脫模環(huán)34提升回到模壓線，而活塞39提升成型墊32，從而使容器從模腔里脫出。這點(diǎn)應(yīng)注意，即，只要成型墊32還沒有在模壓線停下，就需使彈簧34a作用在脫模環(huán)34上，以此把加工完的容器從成型墊32頂部卸下。從沖頭12上卸下則可由通過管道11b和12b的空氣壓力或用其他所需要的手段加以完成。
由此可見，這里所說的方法和裝置是能在一個(gè)工位上模壓成型深的底部輪廓外形的，并且具有比較好的密配的半徑和深的錐形擴(kuò)孔。
權(quán)利要求
1.一種把所提供的原料模壓成容器的方法，其特征在于包括下面幾個(gè)工序A.把所提供的原料M沖壓成坯料；B.把上述坯料模壓成倒置的杯體(IC)；C.顛倒逆轉(zhuǎn)上述的倒置的杯體，并在顛倒逆轉(zhuǎn)時(shí)在上述倒置杯體的底部模壓出初步的異形的輪廓外形；D.把初步的輪廓外形再次模壓成最后的異形輪廓外形。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于工序C是通過把一個(gè)帶有輪廓外形的沖頭(12)壓進(jìn)到與上述倒置的杯體(IC)的底部?jī)?nèi)并與其接觸，并且對(duì)著先由第一個(gè)液壓支承活塞(39)、后由第二個(gè)液壓支承活塞(38)支撐的成型墊(32)加壓一段時(shí)間加以完成的。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于工序D的再次模壓是通過由上述第一活塞(39)和上述第二活塞(38)把力作用在上述的成型墊(32)上，而當(dāng)沖頭(12)往回縮時(shí)由套筒(21)將壓力保持在容器的凸緣上加以完成的。
4.用帶有內(nèi)、外滑動(dòng)夾具和固定底座的雙動(dòng)壓機(jī)模壓容器本體的裝置，包括一個(gè)裝在內(nèi)滑動(dòng)夾具(10)上的沖頭(12);一個(gè)裝在外滑動(dòng)夾具(20)上的沖切刀刃(23);一個(gè)裝在底座(30)上的成型墊(32);裝在底座上的第一、第二液壓作用的、用來有選擇性地支撐上述的成型墊的活塞(39)、(38);一個(gè)固定在上述底座上并且與上述成型墊同心地設(shè)置的再次拉拔模(35);上述沖切刀刃(23)可朝上述的底座移動(dòng)，以把坯料放在上述的再次拉拔模(35)上面形成倒置的杯體(IC);上述的沖頭可朝上述的底座移動(dòng)一段預(yù)定的距離，以在上述的第一活塞支撐成型墊時(shí)，對(duì)著成型墊對(duì)上述的倒置的杯體加壓;而且上述的沖頭還可以進(jìn)一步朝上述的底座再移動(dòng)一段距離，以在上述的成型墊被第一和第二活塞支撐時(shí)，在上述的再次拉拔模上拉拔，使上述的倒置的杯體顛倒逆轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于脫模環(huán)(34)是同心地設(shè)置在上述的成型墊和上述的再次拉拔模之間的，而且上述的脫模環(huán)是彈性地裝在上述底座上的。
6.如權(quán)利要求4或5中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于上述的第一和第二活塞是裝在上述的成型墊下面，而且在上述沖頭作上述進(jìn)一步移動(dòng)時(shí)，上述第一活塞可移動(dòng)到與上述第二活塞接觸位置上。
7.如權(quán)利要求4～6中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于拉拔墊(37)是與上述的再次拉拔模同心地靠液壓作用支撐在上述底座上的。
8.如權(quán)利要求4～7中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于在外滑動(dòng)夾具上，與上述的再次拉拔模相對(duì)地裝著一個(gè)液壓動(dòng)作的壓力套筒(21)。
9.一個(gè)基本上如上面參考附圖所描述的模壓容器體的方法。
10.一個(gè)基本上如上面參考附圖所描述的模壓容器體的裝置。
全文摘要
一種用連續(xù)工序模壓成型有異形底部的容器的方法，先把坯料模壓成倒置的杯體(1C)，把杯體反向拉拔并使杯體底部形成初步異形形狀后，再使其具有最后異形形狀。該裝置包括沖切刀刃，它圍著一個(gè)再次拉拔模移動(dòng)，以模壓出倒置的杯體；一個(gè)帶輪廓外形的沖頭，它在再次拉拔模中移動(dòng)，以對(duì)著成型墊使杯體底部形成初步輪廓外形；這個(gè)成型墊(32)由一對(duì)液壓作用的活塞(38，39)有選擇地支撐，當(dāng)?shù)诙€(gè)活塞起作用時(shí)最后輪廓外形就被模壓制成。
文檔編號(hào)B21D22/24GK1034887SQ8910016
公開日1989年8月23日 申請(qǐng)日期1989年1月10日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月11日
發(fā)明者杰斯?！さ稀げ査鳌す艩? 吉姆斯·安麥克萊蘭 申請(qǐng)人:雷迪科恩公司