金屬罐蓋一次沖壓成型及卷口工藝

摘要：隨著社會高速發展，傳統工藝產能低、投入設備多、人工成本高等已成為阻礙工業制造進步的一大阻力，因此簡化工藝、降低成本是當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金屬罐蓋一次沖壓成型及卷口工藝，目的是提供一種集數道工序于一體的裝置，簡化工藝，降低成本，最終提升工廠效益，推動金屬包裝制罐裝備行業的智能升級。

關鍵詞：沖壓模具；一次沖剪成型；卷口工藝

中圖分類號：TG386文獻標志碼：A文章編號：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濟的增長，食品、飲料、化工等相關聯行業的消費需求呈增長態勢，我國金屬包裝容器制造業發展迅速，據統計2021年營業收入較上一年增長超20%。雖然營業收入快速增長，但由于原材料價格上漲、競爭激烈、疫情影響等原因，利潤率有所下降，給金屬包裝企業帶來不小壓力。在此背景下，提高科學技術水平、提高產品品質、提升企業效益，是金屬包裝企業發展的重中之重。

沖壓成型是指靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，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上，材料通過沖壓成型，再經圓邊、注膠、烘干、集蓋等工序完成出蓋。部分蓋型經多次沖壓工序成型，例如餅干盒蓋，需配置多臺沖床，操作復雜且成本較高。因此，我公司研發了金屬罐蓋一次性完成沖壓成型及卷口的工藝。圖1為某企業金屬罐蓋產品。

1傳統工藝

傳統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、預卷最后再卷口；另一種是沖剪并拉伸成型、修邊、預卷再卷口。這兩種工藝方式均存在工序繁瑣、模具和沖床數量多、維護難度大、成本高等缺點。圖2為傳統工藝流程示意圖。

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，生產線由4到5臺沖床壓力機單獨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預卷工序、第5卷口工序分別由沖床滑塊給上模提供一個沖壓動作，下模由成型模芯與活塞氣缸或彈簧提供一個反作用動力從而產生成品；第3修邊工序則由滑塊給上刀模具提供動力，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與送蓋機構進行傳送。

為此，本文對現有復雜工藝進行改良設計，提出了一種集成模具，它不僅能夠完全替代傳統工藝且做出產品質量穩定、高效，大大提升了產品自動簡便性及生產現場管理的水平。

2工藝設計

圖3所示為一種金屬罐蓋一次沖壓成型模具結構示意圖，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，首先經過精密的計算及試驗得出的結果確定模坯材料精準沖剪尺寸；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，并留余料預卷；在沖壓成型完成后沖床回位過程中用內部壓緊力頂住上脫料模固定罐蓋坯，再由下卷口模靠外部氣缸精準頂力對罐蓋坯進行沖壓卷口，如圖4所示，最后再由打料模柄經沖床外部帶進動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，模柄對于模具位置起到一個定位作用；打料柄頭下方彈簧收縮是使用于模具回位；上壓料模可以根據模具刀口需要單獨調節行程與壓力；上脫料模與打料柄頭可根據卷口量大小及動作機構調整行程與壓力；上刀口可根據卷口后罐蓋坯高度單獨調整；下卷口模根據不同卷口尺寸可以更換調整。

3價值分析

一次沖壓成型及卷口工藝主要應用于金屬罐蓋的成型加工，經加工成型的金屬容器在技術、經濟及應用等方面的價值體現如下：

（1）技術創新。該工藝采用新型復合模具技術，精簡工藝，獨特的工藝為產品搭建了極具挑戰的應用平臺。

（2）設備經濟性。生產設備與傳統工藝對比具有成本低、工藝簡化、設備占地面積小、人工少、節能、環保、市場區域布局容易等特點。

（3）工藝應用。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，同時對于罐蓋內卷口工藝一樣適用，廣泛應用于金屬包裝制罐：如化工油漆罐蓋、禮品盒包裝罐蓋等。

（4）產品質量。產品由幾道工序縮減至一道工序，質量穩定可靠，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，產品品質更有保障。

4結束語

傳統金屬罐蓋沖壓成型及卷口工藝存在諸多不足因素，本文在對傳統工藝進行深入分析的基礎上，對傳統金屬罐蓋沖壓成型及卷口工藝的不足之處進行總結，并在此基礎上對于進行了改良優化，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、維護方便、質量穩定、高效節能等優點，且可推廣至其它領域應用。致力于將金屬包裝生產線不斷優化升級，以技術為力量，實現金屬包裝生產線的降本增效，推動金屬包裝行業智能化升級。

參考文獻：

[1]陳森昌.金屬成形技術的可持續發展觀[J].鑄造設備研究， 1999（5）：19-23.

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

作者簡介：王少輝（1987-），男，廣東汕頭人，大學專科，助理工程師，研究領域為金屬包裝制罐設備。

（編輯：刁少華）