金屬罐蓋一次沖壓成型及卷口工藝

摘要：隨著社會(huì)高速發(fā)展，傳統(tǒng)工藝產(chǎn)能低、投入設(shè)備多、人工成本高等已成為阻礙工業(yè)制造進(jìn)步的一大阻力，因此簡(jiǎn)化工藝、降低成本是當(dāng)前必須解決的重大問題。目前部分沖壓模具成型工藝存在著工序繁瑣、生產(chǎn)效率低、沖床配備量多、占地空間大等缺陷，在此背景下我公司研發(fā)金屬罐蓋一次沖壓成型及卷口工藝，目的是提供一種集數(shù)道工序于一體的裝置，簡(jiǎn)化工藝，降低成本，最終提升工廠效益，推動(dòng)金屬包裝制罐裝備行業(yè)的智能升級(jí)。

關(guān)鍵詞：沖壓模具；一次沖剪成型；卷口工藝

中圖分類號(hào)：TG386文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1009-9492 （ 2022 ） S1-0032-03

One Time Stamping Forming and Crimping Process of Metal Can Cover

Wang Shaohui

（CHINA HANGJIANG，Shantou，Guangdong 515800，China）

Abstract： With the rapid development of society， the low production capacity， large input equipment and high labor cost of the traditional process have become a major obstacle to the progress of industrial manufacturing. Therefore， how to simplify the process and reduce the cost is a major problem to be solved. At present， some forming processes of stamping die have defects， such as cumbersome procedures， low production efficiency， large number of presses and large occupied space. In order to solve these problems， our company has developed the one-time stamping，forming and curling process of the cover of themetal can ， with the purpose of providing a device integrating several processes， simplifying the process， reducing the cost， ultimately improving the factory efficiency， and promoting the intelligent upgrading of the metal packaging can making equipment industry.

Key words： stamping die； stamping and forming in one time； curling process

0引言

近年來，隨著居民生活水平的提高及國民經(jīng)濟(jì)的增長，食品、飲料、化工等相關(guān)聯(lián)行業(yè)的消費(fèi)需求呈增長態(tài)勢(shì)，我國金屬包裝容器制造業(yè)發(fā)展迅速，據(jù)統(tǒng)計(jì)2021年?duì)I業(yè)收入較上一年增長超20%。雖然營業(yè)收入快速增長，但由于原材料價(jià)格上漲、競(jìng)爭(zhēng)激烈、疫情影響等原因，利潤率有所下降，給金屬包裝企業(yè)帶來不小壓力。在此背景下，提高科學(xué)技術(shù)水平、提高產(chǎn)品品質(zhì)、提升企業(yè)效益，是金屬包裝企業(yè)發(fā)展的重中之重。

沖壓成型是指靠壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（沖壓件）的加工成型方法。

作為封裝在由金屬、合成樹脂如聚四氟乙烯或玻璃制造的包裝容器頸口部上的蓋，廣泛使用金屬罐蓋。金屬罐蓋的制作是將模具安裝于壓力機(jī)上，材料通過沖壓成型，再經(jīng)圓邊、注膠、烘干、集蓋等工序完成出蓋。部分蓋型經(jīng)多次沖壓工序成型，例如餅干盒蓋，需配置多臺(tái)沖床，操作復(fù)雜且成本較高。因此，我公司研發(fā)了金屬罐蓋一次性完成沖壓成型及卷口的工藝。圖1為某企業(yè)金屬罐蓋產(chǎn)品。

1傳統(tǒng)工藝

傳統(tǒng)餅干盒蓋普遍使用板材沖壓裝置的模具工藝分為兩種：一種是沖剪罐蓋坯料、拉伸成型、修邊、預(yù)卷最后再卷口；另一種是沖剪并拉伸成型、修邊、預(yù)卷再卷口。這兩種工藝方式均存在工序繁瑣、模具和沖床數(shù)量多、維護(hù)難度大、成本高等缺點(diǎn)。圖2為傳統(tǒng)工藝流程示意圖。

金屬罐蓋沖壓卷口成型工藝由四次或五次工序完成，如沖剪片料與拉伸工序合成則為四次工序，生產(chǎn)線由4到5臺(tái)沖床壓力機(jī)單獨(dú)完成各道工序的成型。其中第1沖剪工序、第2拉伸工序、第4預(yù)卷工序、第5卷口工序分別由沖床滑塊給上模提供一個(gè)沖壓動(dòng)作，下模由成型模芯與活塞氣缸或彈簧提供一個(gè)反作用動(dòng)力從而產(chǎn)生成品；第3修邊工序則由滑塊給上刀模具提供動(dòng)力，與下刀相剪從而切掉廢料，并把廢料排掉。前后工序連接由輸送機(jī)與送蓋機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳送。

為此，本文對(duì)現(xiàn)有復(fù)雜工藝進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，提出了一種集成模具，它不僅能夠完全替代傳統(tǒng)工藝且做出產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、高效，大大提升了產(chǎn)品自動(dòng)簡(jiǎn)便性及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的水平。

2工藝設(shè)計(jì)

圖3所示為一種金屬罐蓋一次沖壓成型模具結(jié)構(gòu)示意圖，其中包括上下模板、打料模柄、上下刀口及各成型模具，壓頂料模具等。

該金屬罐蓋一次沖剪拉伸成型及卷口模具工藝，首先經(jīng)過精密的計(jì)算及試驗(yàn)得出的結(jié)果確定模坯材料精準(zhǔn)沖剪尺寸；然后由上壓料模壓緊板材，再由上下刀口沖剪出罐蓋坯落料尺寸，再由上下成型模拉伸成罐蓋坯，并留余料預(yù)卷；在沖壓成型完成后沖床回位過程中用內(nèi)部壓緊力頂住上脫料模固定罐蓋坯，再由下卷口?？客獠繗飧拙珳?zhǔn)頂力對(duì)罐蓋坯進(jìn)行沖壓卷口，如圖4所示，最后再由打料模柄經(jīng)沖床外部帶進(jìn)動(dòng)力把罐蓋成品頂出模面，從而完成了罐蓋一次沖壓成型及卷口的制作周期。

此外，從圖3中可以看出在成型卷口過程中，模柄對(duì)于模具位置起到一個(gè)定位作用；打料柄頭下方彈簧收縮是使用于模具回位；上壓料模可以根據(jù)模具刀口需要單獨(dú)調(diào)節(jié)行程與壓力；上脫料模與打料柄頭可根據(jù)卷口量大小及動(dòng)作機(jī)構(gòu)調(diào)整行程與壓力；上刀口可根據(jù)卷口后罐蓋坯高度單獨(dú)調(diào)整；下卷口模根據(jù)不同卷口尺寸可以更換調(diào)整。

3價(jià)值分析

一次沖壓成型及卷口工藝主要應(yīng)用于金屬罐蓋的成型加工，經(jīng)加工成型的金屬容器在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及應(yīng)用等方面的價(jià)值體現(xiàn)如下：

（1）技術(shù)創(chuàng)新。該工藝采用新型復(fù)合模具技術(shù)，精簡(jiǎn)工藝，獨(dú)特的工藝為產(chǎn)品搭建了極具挑戰(zhàn)的應(yīng)用平臺(tái)。

（2）設(shè)備經(jīng)濟(jì)性。生產(chǎn)設(shè)備與傳統(tǒng)工藝對(duì)比具有成本低、工藝簡(jiǎn)化、設(shè)備占地面積小、人工少、節(jié)能、環(huán)保、市場(chǎng)區(qū)域布局容易等特點(diǎn)。

（3）工藝應(yīng)用。金屬罐蓋一次沖壓成型及卷口模具工藝不僅適用于罐蓋外卷口工藝，同時(shí)對(duì)于罐蓋內(nèi)卷口工藝一樣適用，廣泛應(yīng)用于金屬包裝制罐：如化工油漆罐蓋、禮品盒包裝罐蓋等。

（4）產(chǎn)品質(zhì)量。產(chǎn)品由幾道工序縮減至一道工序，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，不止降低了拉伸工序過程的故障率，且減少了輸送過程引起的擦傷等缺陷，產(chǎn)品品質(zhì)更有保障。

4結(jié)束語

傳統(tǒng)金屬罐蓋沖壓成型及卷口工藝存在諸多不足因素，本文在對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，對(duì)傳統(tǒng)金屬罐蓋沖壓成型及卷口工藝的不足之處進(jìn)行總結(jié)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)于進(jìn)行了改良優(yōu)化，提出了新型金屬罐蓋一次沖壓成型及卷口工藝模具。新工藝具有成本低、人工少、維護(hù)方便、質(zhì)量穩(wěn)定、高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，且可推廣至其它領(lǐng)域應(yīng)用。致力于將金屬包裝生產(chǎn)線不斷優(yōu)化升級(jí)，以技術(shù)為力量，實(shí)現(xiàn)金屬包裝生產(chǎn)線的降本增效，推動(dòng)金屬包裝行業(yè)智能化升級(jí)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]蘆新春.軸蓋沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程師，2012（12）： 20-21.

作者簡(jiǎn)介：王少輝（1987-），男，廣東汕頭人，大學(xué)?？?，助理工程師，研究領(lǐng)域?yàn)榻饘侔b制罐設(shè)備。

（編輯：刁少華）