技术领域
本发明涉及机械制造加工领域，具体涉及一种易拉盖卷边模具的外卷边环的加工
方法。
背景技术：
易拉罐，分为三片罐和两片罐，三片罐是由罐身、顶盖和底盖组成，而两片罐就是
由带底面的罐身和盖体组成。易拉罐的盖体（包括顶盖和底盖）被称为易拉盖1，其结构如图
1所示，其周向边缘上设有一圈卷边11。
为了加工易拉盖的这一圈卷边就需要运用一套卷边模具，所谓卷边模具见图2，是
由外卷边环2和内卷边环3组成，内卷边环3设于外卷边环2内，外卷边环2与内卷边环3间形
成工作间隙；内卷边环3是一圆环形，其外周面上设有凹槽；而外卷边环2的结构如图3所示，
是一开环体，它看似是圆弧形，而其实是渐开线形，其内周面上设有凹槽21，该凹槽21的截
面形状如图5所示，是由第一转角圆弧211、第一直线段212、槽底圆弧213、第二直线段214以
及第二转角圆弧215连接构成。工作时，外卷边环2固定不动，而内卷边环3旋转带动设在工
作间隙内的易拉盖1自转以及沿工作间隙移动，在此过程中易拉盖1的边缘嵌置在内卷边环
和外卷边环的凹槽中受到挤压而形成卷边。故而，外卷边环2和内卷边环3的凹槽是核心工
作部位，其尺寸精度要求很高，并且还有硬度要求需进行离子渗氮表面处理。
现有技术中，对于外卷边环的凹槽这样工件部位，人们通常会想到用数控车床切
削加工或数控外圆磨磨床磨削加工。但是，实际应用中上述两种加工方式都无法适用，这是
因为：
１、凹槽经离子渗氮表面处理，离子渗氮层的硬度达到HRC70以上，数控车床的刀具无法
加工；
２、外卷边环的尺寸大（直径D=400~800mm），现市场上很少有如此大尺寸的数控外圆磨
磨床，并且其加工精度也无法保证。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种易拉盖卷边模具的外卷边环的加工方法，以满足外卷边环
的高精度加工需要。
为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：一种易拉盖卷边模具的外卷边
环的加工方法，将外卷边环分成一组4-8个圆弧段来加工；
加工后的每个圆弧段具有底面、顶面、两个长度方向的端面、位于圆弧段外侧的外侧周
面以及位于圆弧段内侧的第一弧面、凹槽和第二弧面，凹槽位于第一弧面和第二弧面之间；
本加工方法具体加工包括以下步骤：
第一步，根据圆弧段的最大尺寸备方料作为圆弧段工件；
第二步，用切削方式在圆弧段工件上粗加工出所述第一弧面和所述第二弧面；
第三步，用数控加工中心或数控铣床以切削方式，在圆弧段工件上精加工所述第一弧
面和所述第二弧面，半精加工所述凹槽；
第四步，用线切割或铣削加工方式，根据上一步加工的所述第二弧面或第一弧面的圆
心确定整个工件的位置，在圆弧段工件上切割或铣削加工出所述两个长度方向的端面以及
所述外侧周面；
第五步，对圆弧段工件上的所述凹槽采用离子渗氮方式进行表面处理，保证渗氮厚度
0.2mm以上；
第六步，用磨削或铣削方式在圆弧段工件上加工底面和顶面，具体要求一组圆弧段工
件要一起加工，保证同一组圆弧段工件高度相同；
第七步，利用一工装夹具，将上一步加工好的一组圆弧段工件拼合成整个外卷边环工
件并装夹在数控加工中心或数控铣床上，保证外卷边环工件的所述凹槽所在面为垂直于机
床的XY平面状态，然后用数控加工中心或数控铣床以T型刀为刀具磨削精加工整个外卷边
环工件上的所述凹槽；所述T型刀为圆盘状砂轮，其外缘工作部位为半圆形截面，该半圆形
截面的半径小于所述凹槽的槽底圆弧的半径；具体对所述凹槽的精加工包括以下工步：
第一工步，用外形铣方式磨削加工所述凹槽的槽底中心；
第二工步，用等高铣方式磨削加工所述凹槽上以凹槽槽底中心为基准的下半部分轮
廓，以凹槽槽底中心作为等高铣磨削起点；具体编程时，先将外卷边环工件沿其凹槽槽底中
心的水平面分成上半部分和下半部分，去除上半部分，然后以所述凹槽的下半部分轮廓为
对象用等高铣命令对其磨削轨迹进行编程；
第三工步，用等高铣方式磨削加工所述凹槽上以凹槽槽底中心为基准的上半部分轮
廓，以凹槽槽底中心作为等高铣磨削起点；具体编程时，先将外卷边环工件沿所述凹槽槽底
中心的水平面分成上半部分和下半部分，去除下半部分，将上半部分以凹槽槽底中心的水
平面为基准镜像形成一虚拟体，以该虚拟体上的凹槽的轮廓为对象用等高铣命令对其磨削
轨迹进行编程生成虚似加工刀路，然后，将该虚似加工刀路以凹槽槽底中心的水平面为基
准镜像，并将该镜像后的虚似加工刀路向下平移一个所述T型刀的厚度值，作为实际刀路；
第八步，对所述凹槽抛光处理，该抛光时要用工装夹具将同一组圆弧段工件拼合成整
个外卷边环工件，然后对其上所述凹槽整体抛光。
上述方案中，在第七步的第三工步后还设有第四工步，该第四工步为：同一装夹状
态下，在所述第一弧面或第二弧面上加工一段拼接安装基准弧面，该拼接安装基准弧面与
凹槽的槽底轨迹平行。
为达到上述目的，本发明采用的另一种技术方案是：一种易拉盖卷边模具的外卷边环
的加工方法，将外卷边环分成一组4-8个圆弧段来加工；
加工后的每个圆弧段具有底面、顶面、两个长度方向的端面、位于圆弧段外侧的外侧周
面以及位于圆弧段内侧的第一弧面、凹槽和第二弧面，凹槽位于第一弧面和第二弧面之间；
本加工方法具体加工包括以下步骤：
第一步，根据圆弧段的最大尺寸备方料作为圆弧段工件；
第二步，用切削方式在圆弧段工件上粗加工出所述第一弧面和所述第二弧面；
第三步，用数控加工中心或数控铣床以切削方式，在圆弧段工件上精加工所述第一弧
面和所述第二弧面，半精加工所述凹槽；
第四步，用线切割或铣削加工方式，根据上一步加工的所述第二弧面或第一弧面的圆
心确定整个工件的位置，在圆弧段工件上切割或铣削加工出所述两个长度方向的端面以及
所述外侧周面；
第五步，对圆弧段工件上的所述凹槽采用离子渗氮方式进行表面处理，保证渗氮厚度
0.2mm以上；
第六步，用磨削或铣削方式在圆弧段工件上加工底面和顶面，具体要求一组圆弧段工
件要一起加工，保证同一组圆弧段工件高度相同；
第七步，利用一工装夹具，将上一步加工好的一组圆弧段工件拼合成整个外卷边环工
件并装夹在数控加工中心或数控铣床上，保证外卷边环工件的所述凹槽所在面为垂直于机
床的XY平面状态，然后用数控加工中心或数控铣床以T型刀为刀具磨削精加工整个外卷边
环工件上的所述凹槽；所述T型刀为圆盘状砂轮，其外缘工作部位为半圆形截面，该半圆形
截面的半径小于所述凹槽的槽底圆弧的半径；具体对所述凹槽的精加工包括以下工步：
第一工步，用外形铣方式磨削加工所述凹槽的槽底中心；
第二工步，用等高铣方式磨削加工所述凹槽上以凹槽槽底中心为基准的上半部分轮
廓，以凹槽槽底中心作为等高铣磨削起点；具体编程时，先将外卷边环工件沿所述凹槽槽底
中心的水平面分成上半部分和下半部分，去除下半部分，接着，将上半部分以凹槽槽底中心
的水平面为基准镜像形成一虚拟体，以该虚拟体上的凹槽的轮廓为对象用等高铣命令对其
磨削轨迹进行编程生成虚似加工刀路，然后，将该虚似加工刀路以凹槽槽底中心的水平面
为基准镜像，并将该镜像后的虚似加工刀路向下平移一个所述T型刀的厚度值，作为实际刀
路；
第三工步，用等高铣方式磨削加工所述凹槽上以凹槽槽底中心为基准的下半部分轮
廓，以凹槽槽底中心作为等高铣磨削起点；具体编程时，先将外卷边环工件沿其凹槽槽底中
心的水平面分成上半部分和下半部分，去除上半部分，然后以所述凹槽的下半部分轮廓为
对象用等高铣命令对其磨削轨迹进行编程；
第八步，对所述凹槽抛光处理，该抛光时要用工装夹具将同一组圆弧段工件拼合成整
个外卷边环工件，然后对其上所述凹槽整体抛光。
上述方案中，在第七步的第三工步后还设有第四工步，该第四工步为：同一装夹状
态下，在所述第一弧面或第二弧面上加工一段拼接安装基准弧面，该拼接安装基准弧面与
凹槽的槽底轨迹平行。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明通过将外卷边环分成4-8个圆弧段分别加工，然后拼接后用CNC数控加工中心或
数控铣床以特珠的T型刀对凹槽进行整体磨削，提高了产品的精度、表面光洁度，降低了生
产成本。并且，由于CNC数控加工中心或数控铣床的现有数控编程软件都带有的防干涉的保
护功能，按现有技术直接编程根本无法加工，本发明则在编程时运用虚似去除、镜像等一系
列具体操作方式克服了此因干涉保护而无法加工的问题，成功地用CNC数控加工中心或数
控铣床来磨削出了凹槽。
附图说明
图1为易拉盖结构剖视示意图；
图2为易拉盖卷边原理示意图；
图3为外卷边环的立体示意图；
图４为本发明实施例一外卷边环中一个圆弧段的立体示意图；
图５为本发明实施例一外卷边环中一个圆弧段的截面示意图；
图６为本发明实施例一外卷边环中一个圆弧段的俯视平面示意图；
图7为本发明实施例一中4个圆弧段在工装夹具上拼合的结构示意图；
图8为本发明实施例一的T型刀示意图；
图9为本发明实施例一的第一步的圆弧段工件的状态示意图；
图10为本发明实施例一的第三步的圆弧段工件的状态示意图；
图11为本发明实施例一的第五步的圆弧段工件的状态示意图；
图12为本发明实施例一的第六步的圆弧段工件的状态示意图。
以上附图中：1、易拉盖；11、卷边；2、外卷边环；20、圆弧段；21、凹槽；211、第一转角
圆弧；212、第一直线段；213、槽底圆弧；214、第二直线段；215、第二转角圆弧；22、第一弧面；
23、第二弧面；24、通孔；25、底面；26、顶面；27、端面；28、端面；29、外侧周面；3、内卷边环；4、
工装夹具。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：参见图4~图12所示：
一种易拉盖卷边模具的外卷边环的加工方法，将外卷边环分成一组4-8个圆弧段20来
加工。
加工后的每个圆弧段20，如图4及图6所示，具有底面25、顶面26、两个长度方向的
端面27、28、位于圆弧段外侧的外侧周面29以及位于圆弧段内侧的第一弧面22、凹槽21和第
二弧面23，凹槽21位于第一弧面22和第二弧面23之间。
本加工方法具体加工包括以下步骤：
第一步，根据圆弧段20的最大尺寸备方料作为圆弧段工件，材料：渗氮钢，如38CrMoAl，
方料如图9所示。
第二步，调质处理，使材料提高综合性能易于粗加工处理。
第三步，用切削方式在圆弧段工件上粗加工出所述第一弧面22和所述第二弧面
23，具体是将圆弧段工件以凹槽21所在面垂直的形式装夹在数控加工中心或数控铣床上，
校准工件的中心，以切削方式粗加工所述第一弧面22和第二弧面23，且单边留0.2mm余量。
完成本步骤后圆弧段工件的形状如图10所示。
第四步，用磨床磨削(也可用其他方式，如铣削)在圆弧段工件上加工除凹槽21所
在面之外的其他五个面，在圆弧段工件的高度h上留0.1mm余量（与渗氮变形量相关），其他
方向上的面磨光，保证工件的各相邻面垂直。
第五步，用数控加工中心或数控铣床以切削方式，在圆弧段工件上精加工所述第
一弧面和所述第二弧面，半精加工所述凹槽。具体是先将圆弧段工件以凹槽21所在面向
上，其侧面垂直于机床XY平面的形式装夹于数控加工中心或数控铣床上，找到工件在机床
XY平面上的中心，并以刀具在零位点碰到所述第一弧面21或第二弧面22的位置作为Z0点，
然后以切削方式精加工所述第一弧面21和第二弧面23至目标尺寸，接着用球形刀半精加工
出凹槽21，该凹槽21处单边留0.03mm余量。此完成此步骤后，圆弧段工件的形状如图11所
示。
第六步，用线切割或铣削加工方式，根据上一步加工的所述第二弧面23或第一弧
面22的圆心确定整个工件的位置，在圆弧段工件上切割或铣削加工出所述两个长度方向的
端面27、28以及所述外侧周面29。最佳是采用慢走丝线切割机。完成此步骤后，圆弧段工件
形状如图12所示。
第七步，对圆弧段工件上的所述凹槽采用离子渗氮方式进行表面处理，保证渗氮
厚度0.2mm以上。
第八步，用磨削或铣削方式在圆弧段工件上加工底面25和顶面26，具体要求一组
圆弧段工件要一起加工，保证加工出的同一组圆弧段20高度相同。完成此步骤后，圆弧段工
件的形状还是如图12所示。此步骤的作用主要是修正渗氮处理时的变形，并保证了同一组
圆弧段20的高度相同，以便后续在工装夹具上的拼合。
第九步，利用一工装夹具4，将上一步加工好的一组圆弧段工件拼合成整个外卷边
环工件并装夹在数控加工中心或数控铣床上，如图7所示，保证外卷边环工件的所述凹槽所
在面为垂直于机床的XY平面状态，然后用数控加工中心或数控铣床以T型刀为刀具磨削精
加工整个外卷边环工件上的所述凹槽。所述T型刀，如图8所示，为圆盘状砂轮，其外缘工作
部位为半圆形截面，该半圆形截面的半径R小于所述凹槽的槽底圆弧213的半径。具体，T型
刀的半圆形截面的半径R为0.71mm，其厚度为1.42mm。
具体对所述凹槽的精加工又包括以下工步：
第一工步，用外形铣方式磨削加工所述凹槽的槽底中心，刀具转速每分钟9500r/min，
刀具进给每分钟3000mm/min。如在UG4.0加工模块中用外形铣CAVITY_MILL命令。
第二工步，用等高铣方式磨削加工所述凹槽上以凹槽槽底中心为基准的下半部分
轮廓，以凹槽槽底中心作为等高铣磨削起点。具体编程时，先将外卷边环工件沿其凹槽槽底
中心的水平面分成上半部分和下半部分，去除上半部分，然后以所述凹槽的下半部分轮廓
为对象用等高铣命令对其磨削轨迹进行编程。刀具转速每分钟9500r/min，刀具进给每分钟
3000mm/min，层切量0.02mm，零位加工，如在UG4.0加工模块中用等高铣ZLEVEL_PROFILE命
令，程序内加补正命令G41。
第三工步，用等高铣方式磨削加工所述凹槽上以凹槽槽底中心为基准的上半部分
轮廓，以凹槽槽底中心作为等高铣磨削起点。具体编程时，先将外卷边环工件沿所述凹槽槽
底中心的水平面分成上半部分和下半部分，去除下半部分，将上半部分以凹槽槽底中心的
水平面为基准镜像形成一虚拟体，以该虚拟体上的凹槽的轮廓为对象用等高铣命令对其磨
削轨迹进行编程生成虚似加工刀路，然后，将该虚似加工刀路以凹槽槽底中心的水平面为
基准镜像，并将该镜像后的虚似加工刀路向下平移一个所述T型刀的厚度值，作为实际刀
路。刀具转速每分钟9500r/min，刀具进给每分钟3000mm/min，层切量0.02mm，零位加工，如
在UG4.0加工模块中用等高铣ZLEVEL_PROFILE命令，修改程序内补正命令G42。
第四工步，同一装夹状态下，在所述第一弧面22或第二弧面23上加工一段拼接安
装基准弧面，该拼接安装基准弧面与凹槽的槽底轨迹平行，在使用时就用该安装基准弧面
作为基准来检测，保证使用时的拼接和加工的拼接相同。
第十步，对所述凹槽21抛光处理，该抛光时要用工装夹具将同一组圆弧段工件拼
合成整个外卷边环工件，然后对其上所述凹槽21整体抛光，使其光洁度达到0.2。此步骤中
使用的工装夹具可以是第九步中使用的相同，也可以不同。
实际中，在第二步和第三步之间还可增加一铣孔的步骤，即在圆弧段工件上加工
出两个通孔24，以便后续的安装定位。
在第九步中，圆弧段工件装夹在工装夹具4上的形式如图7所示，是在各圆弧段20
的通孔24内穿置螺钉以锁固在工装夹具4上。具体要求有：
１、工装夹具4上放工件的槽底面要平整且与机床工作台面平行；
２、工装夹具4上的与第一弧面22相靠的弧面要加工到位，用于贴紧工件；
３、各圆弧段20放置在工装夹具4上时要按顺序平整摆放，连接处要贴紧。
实施例二：
一种易拉盖卷边模具的外卷边环的加工方法，将外卷边环分成一组4-8个圆弧段20来
加工，与实施例一的不同之处仅在于：所述第九步中的第二工步和第三工步顺序互换。其他
均同实施例一，这里不再赘述。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人
士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明
精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。