罐盖多级复合气压反向成型模及成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种冷冲压模具技术领域，尤其是涉及一种罐盖多级复合气压反向成型模及其罐盖成型方法。
【背景技术】
[0002]在金属包装行业中，罐头食品、饮料等罐类包装，大量的使用底盖、顶盖或易开盖等密封包装罐盖，现有技术的金属罐盖采用落料、拉伸复合成型的模具制作，因成型时材料流动的原因，其罐盖埋头筋两侧的材料变薄严重，变薄量通常在25%-28%之间，而罐头包装后为一密闭的容器，其抗变形能力主要取决于材料最薄处的材料厚度，因此为了确保罐头的包装质量，需采用较大厚度的材料制作罐盖，产生了很大的浪费。另一方面，采用多次冲压成型的技术虽然可以大大减少罐盖材料的变薄量，从而可以使用较薄材料而达到节约材料的目的，但相应的增加了加工工序，提高了加工成本。公开日为2013年2月20日，公开号为CN202741583U的专利文献公开了一种三片罐顶盖冲压模具，包括上模和下模，上模由模柄、上模板、上模芯和上冲头组成，模柄位于上模板的上方，上模板的下方设置有上模芯，上模芯的下端平面中间设置有圆环形结构的上冲头；下模由下模板、下模芯和下冲头组成，下模板上方设置有下模芯，且下模芯的上端平面上设置有凹型的圆环形模腔，下冲头安装在下模芯内。该结构通过改进模具形状，将拉伸卷边的三工序集合到一个工位上，以单工序代替多工序。公开日为2013年4月3日，公开号为CN202845598U的专利文献公开了一种金属罐盖一次冲压成型及卷口模具，包括一上模板以及一下模板，还包括一成形机构以及一卷口机构；所述成型机构由上压料模、上剪口模、上成型模、下剪口模、下脱料卷圆模、下凸筋模以及下成型模组成，实现罐盖坯的成型；所述卷口机构由上脱料模以及设于所述下脱料卷圆模上端内侧的卷口圆弧槽组成，实现对成型后的罐盖坯进行卷口。该结构通过设置一成形机构以及一卷口机构，集数道工序于一体，克服现有技术中同类冲压模具所存在的工序繁琐、生产效率低、冲床配备量多及占地空间大等不足，实现一次冲压成型及卷口。上述罐盖冲压模具均采用一次成型方法，成型后罐盖埋头筋两侧的材料变薄严重，需用较厚的材料生产罐盖，造成了很大的浪费。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于解决现有技术的罐盖冲压时局部材料变薄严重，需采用较大厚度的材料制作罐盖，产生很大的浪费的问题以及现有技术的罐盖冲压时加工工序多，加工成本高的问题，提供一种罐盖冲压时材料变形量少，材料成本低且可以一次性成型、加工方便的罐盖多级复合气压反向成型模。
[0004]本发明的另一目的在于为上述罐盖多级复合气压反向成型模提供一种罐盖成型方法。
[0005]本发明为解决上述技术问题采用的具体技术方案为:一种罐盖多级复合气压反向成型模，包括上模与下模，所述上模包括上模板，上模板上设有开口向下的圆筒状上模腔，上模腔内设有活塞体，上模腔的开口处固定有上模座，上模座的上端设有轴孔，所述活塞体的下端向下延伸形成上模芯固定轴，所述上模芯固定轴穿过所述的轴孔，上模芯固定在上模芯固定轴的下端，活塞体上端的上模腔构成上模高压气室，所述的上模高压气室与上模高压气道连通；上模芯固定轴的内部设有吸盖气室，所述吸盖气室的上端与吸盖气道连通，上模芯上设有吸盖气孔，所述吸盖气室的下端与上模芯的吸盖气孔连通；上模芯固定轴的下部与上模座之间设有打盖圈，所述打盖圈可上下滑动地套设在上模芯固定轴上，打盖圈的上端与上模芯固定轴及上模座之间形成有压料气室，所述压料气室与压料气道连通；打盖圈的外周套设有凸凹模，凸凹模的下端口外沿设有上切刃，凸凹模的外侧套设有卸料圈，卸料圈的上端通过弹性顶杆与凸凹模上端的凸边抵接，卸料圈的外侧套设有限位圈，限位圈的上端固定在上模座上，限位圈的下端与卸料圈之间设有防止卸料圈脱出的防脱结构；所述下模包括下模板，下模板上设有下模座，下模座的内腔中固定有下模芯，下模芯的底部设有下模高压气室，所述的下模高压气室与下模高压气道连通；下模高压气室的顶部设有可沿下模芯上下滑动的下模内芯座，下模内芯固定在下模内芯座的上端，下模芯与下模座之间套设有可沿下模芯上下滑动的压边圈，压边圈与下模芯及下模座之间形成有压边气室，所述的压边气室与压边气道连通；压边圈的外侧套设有凹模，凹模的上端口内沿设有与上切刃适配的下切刃，凹模的下端固定在下模座上。
[0006]本发明的罐盖多级复合气压反向成型模包括上模与下模，上模与下模均为多个圆环状单模内外同心套叠的组合结构，上下模的结合端面与罐盖的外形相匹配。其中上模的中心为上模芯，上模芯的中央与吸盖气室连通，用于在上模升起时提起罐盖，上模芯的另一端与上模高压气室连接；上模芯的外侧套设一个可以上下移动的打盖圈，打盖圈的上端与压料气室连接，打盖圈的下端面与罐盖的上弧面部分适配；打盖圈的外侧是一个与上模座固定的凸凹模，凸凹模下端面外沿的设置上切刃用于罐盖的落料，凸凹模下端面的内沿与罐盖的外翻边部分适配；凸凹模外侧套设一个可以上下移动的卸料圈，卸料圈的上端与弹性顶杆连接，这样卸料圈在受压后可以压缩弹性顶杆并向上移动，使凸凹模的下端的上切刃露出，用于切断罐盖材料；而卸料圈在压力消失后受弹性顶杆的弹力作用并复位，从而将废料推离上模；卸料圈的外侧套设限位圈，用于限定卸料圈的位置。下模的中央设置下模内芯，下模内芯的上端用于罐盖埋头筋的成型，下模内芯的下端与下模高压气室连接；下模内芯的外侧是与下模座固定的下模芯，下模芯外侧套设一个可以上下移动的压边圈，压边圈主要用于固定罐盖材料，压边圈的下端与压边气室连接；压边圈的外侧是与下模座固定的凹模，凹模的内沿设置下切刃用于罐盖的落料。
[0007]本发明的罐盖多级复合气压反向成型模工作时，上模高压气室、压料气室及压边气室进气，使其位于初始位置，上模下行罐盖材料并由卸料圈压住罐盖材料，凸凹模与凹模共同冲压罐盖材料完成下料工作，上模继续下行，在压边圈与凸凹模的夹持下上模芯向下拉伸成型罐盖的钩边结构与罐盖所需的全部材料，实现下料后正向拉伸时将盖体埋头筋成型所需材料一次性拉够(通过增加拉伸高度实现)，以便于拉伸时材料的流动，减少拉伸时材料的变薄量。在压料气室的作用下，此时打盖圈与下模芯已将罐盖夹持在两者之间，上模到达下死点后上模开始向上回程，此时下模高压气室进气，下模内芯在下模高压气室通过下模内芯座的推动下，将罐盖材料的中间部分压入上模芯中，从而完成罐盖中部结构的反向成型，此工序只是将正向拉出的材料整理拉成盖体的形状，对罐盖材料不再产生强的拉薄过程，可以有效减少材料的拉薄量。下模内芯座在下模芯的限位下，停止上行，罐盖则在吸盖气室负压的作用下随上模继续上行，在上模的上行过程中，弹性顶杆推动卸料圈，使废料从凸凹模上卸下，进入下一次的送料进程之中，当上模上行至规定的出盖位时，吸盖气室的负压释放，罐盖从上模落下，从而完成罐盖的冲压。这样，本发明通过变换罐盖材料的夹持点，对罐盖材料进行正反向的拉伸成型，有效地解决了现有技术的罐盖冲压时局部材料变薄严重，需采用较大厚度的材料制作罐盖，产生很大的浪费的问题；根据实际测算，采用本发明模具冲压的罐盖，其变薄量通常在8%-12%之间，与现有技术的变薄量25%-28%相比，减少了 13%-20%，由于罐盖生产材料成本占比达85%左右，因此采用本发明的模具可以在不增加工序与更改冲床的情况下，利用较薄的材料成型罐盖，同时满足罐头食品包装的要求，具有