專利名稱：金屬瓶熱壓吹制法的制作方法
所屬技術(shù)領(lǐng)域金屬瓶熱壓吹制法是一種金屬容器成型法。它利用金屬材料在高溫下，屈服應(yīng)力降低，可塑性增強(qiáng)原理，采用高壓使加熱金屬瓶坯在封閉模具中一次成型的工藝。該發(fā)明確保金屬瓶坯在適當(dāng)?shù)臏囟扰c壓力下，順利成型，防止爆瓶。所形成的金屬容器可廣泛應(yīng)用于飲料、酒類、化妝品等民用及工業(yè)包裝。具有耐壓、抗壓、易回收再利用的特點(diǎn)。
背景技術(shù)：
目前雙片式金屬容器(容器和容器蓋)的制造主要是采用沖壓成型的工藝，所形成的容器限于圓柱狀的外型，外形單一(如易拉罐)，外型更新工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用新的熱壓吹瓶工藝，能夠生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜的金屬容器，并使非圓柱體外型的金屬容器成為可能，如正方體或不規(guī)則形狀的金屬瓶。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是利用金屬材料在高溫下，屈服應(yīng)力降低，可塑性增強(qiáng)原理，采用高壓使加熱金屬瓶坯在封閉模具中一次成型的工藝。成型機(jī)由模具座、左右側(cè)模、底模、壓力導(dǎo)管及加熱裝置所組成。成型前，瓶坯被固定于左右側(cè)模和底模所形成的腔體中，并被壓力導(dǎo)管所密閉。加熱裝置將瓶坯加熱致成型要求溫度后，壓力氣體通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入瓶坯，使瓶坯受壓膨脹，形成所需形狀。成型時(shí)，模具腔體保持壓力，使瓶坯形成背壓，以防止瓶坯爆裂。腔體壓力應(yīng)小于成型壓力。同時(shí)，成型時(shí)，導(dǎo)管應(yīng)抵住瓶坯底部，防止瓶坯底部因瓶胚膨脹而抬升，失去與底模接觸而爆瓶。在金屬瓶成型后，左右側(cè)模分開(kāi)，以取出成型瓶。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明工藝結(jié)構(gòu)及工藝過(guò)程進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1是工藝結(jié)構(gòu)2是瓶坯的形狀圖3是工藝剖視圖(A-A剖視圖)圖4是瓶坯受壓膨脹圖(B-B剖視圖)圖5是瓶坯膨脹擴(kuò)展圖(B-B剖視圖)圖6是瓶坯膨脹擴(kuò)展底部細(xì)節(jié)7是瓶坯最后成型1至圖7中，1是側(cè)模；2是瓶坯；3是底模；4是模具座；5是壓力導(dǎo)管；6是加熱捧。
具體實(shí)施例方式
1.工藝結(jié)構(gòu)金屬瓶熱壓吹制法的工藝結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，它由模具座、左右側(cè)模、底模、壓力導(dǎo)管及加熱裝置所組成。
1)瓶坯瓶坯是形成金屬容器前的坯子，它可以通過(guò)傳統(tǒng)的沖壓拉拔工藝形成。瓶坯的長(zhǎng)度應(yīng)該和容器的長(zhǎng)度相當(dāng)或略長(zhǎng)，其直徑是根據(jù)容器最后形狀而決定。瓶坯通常是縮頸的瓶坯(如圖2)。
2)側(cè)模(左右側(cè)模)和底模側(cè)模和底模用來(lái)形成封閉的腔體，其形狀決定金屬容器的最終形狀。將封閉的腔體分成左右側(cè)模和底模是便于瓶坯的放置和成型容器的取出。左右側(cè)模之間，側(cè)模和底模之間均有定位銷，便于鎖定整個(gè)腔體。側(cè)模和底模上可以加裝加熱棒，使模具變成預(yù)熱模，可以適用不同的金屬瓶坯的加熱需要。
3)模具座模具座是各種模具安裝的基礎(chǔ)，它配有氣動(dòng)、液動(dòng)或機(jī)械的傳動(dòng)裝置，用于趨動(dòng)側(cè)模和座模的分合。
4).壓力氣體導(dǎo)管和內(nèi)置加熱棒氣體導(dǎo)管是將高壓氣體引入瓶坯的裝置，它使瓶坯內(nèi)部形成密封的高壓，而強(qiáng)迫瓶坯膨脹成型，氣體導(dǎo)管同時(shí)兼有另外二項(xiàng)重要功能。
a)導(dǎo)管受氣動(dòng)或液動(dòng)傳動(dòng)形成向下預(yù)壓力，封閉瓶坯，使瓶坯內(nèi)形成封閉腔體，有利于形成高壓。
b)在金屬瓶成型時(shí)，導(dǎo)管底部始終抵住瓶坯底部，以保持瓶坯底部與底模始終接觸，防止爆瓶。如果沒(méi)有導(dǎo)管，瓶坯由于側(cè)向膨脹變形，形成抬升，和底模失去接觸，于容器成型的最后階段，形成爆瓶。
內(nèi)置式加熱棒可以迅速加熱瓶坯以形成一定的溫度梯度，便于瓶坯成型。
2.金屬瓶熱壓吹制法工藝過(guò)程金屬瓶熱壓吹制法工藝過(guò)程主要包括瓶坯的殘余應(yīng)力的去除和預(yù)熱，瓶坯加入模具腔體，瓶坯成型和脫模。
1)瓶坯的殘余應(yīng)力的去除和預(yù)熱瓶坯在成型之前須去除殘余應(yīng)力，這樣可以使金屬獲得最大的塑性變形，便于瓶坯的成型。瓶坯的預(yù)熱通常有二種方法，一種是腔體外預(yù)熱，形成一定的溫度和溫度梯度，然后進(jìn)入模具中成型。另一種是腔體中加熱，達(dá)到一定的成型溫度和溫度梯度之后加壓成型。
瓶坯的溫度和溫度梯度的大小是由容器的材料，形狀所決定的。在瓶坯上形成不同溫度梯度是為了控制瓶坯加壓后初始膨脹的部位，以利于控制容器的形狀。因?yàn)槠颗鳒囟雀叩牟课?，屈服?yīng)力低，在加壓后將最先膨脹。
2)瓶坯加入模具腔體被加熱的/未被加熱的瓶坯(內(nèi)部加熱)置于底模上，左右側(cè)模合攏，底模抬升，形成一個(gè)密閉的腔體(如圖3)。然后，壓力導(dǎo)管深入瓶坯，產(chǎn)生向下預(yù)壓，封閉瓶坯口并產(chǎn)生向下預(yù)壓，便于壓力加載(如果是腔體加熱，加熱棒及預(yù)熱的側(cè)模及底模將加熱瓶坯，使其達(dá)到成型溫度后，再加載成型)。
3)瓶坯成型被加熱的瓶坯有較大的塑性。高壓氣體通過(guò)氣體導(dǎo)管進(jìn)入封閉的加熱瓶坯，將迫使瓶坯向外膨脹(如圖3)。其間，成型的過(guò)程可分為三個(gè)步驟a)瓶坯受壓膨脹為了防止初始加載壓力過(guò)大而造成爆瓶，初始?jí)毫?yīng)線性增加。當(dāng)成型壓力P1達(dá)到材料屈服應(yīng)力時(shí)，將迫使瓶坯溫度高的部位向外膨脹。同時(shí)當(dāng)成型壓力P1線性加載時(shí)，模具腔體壓力P2也同時(shí)加載，腔體壓力P2是通過(guò)底模上的壓力孔導(dǎo)入腔體。腔體壓力的作用是對(duì)瓶坯形成背壓，防止成型壓力P1過(guò)大而爆瓶。在成型過(guò)程中，腔體壓力P2應(yīng)小于成型壓力P1。(如圖3、圖4所示)b)成型壓力升高膨脹擴(kuò)展隨著成型壓力P1的升高，瓶坯的膨脹將擴(kuò)展。為了防止瓶坯的膨脹而造成瓶坯底部抬升，與底模失去接觸所引起的爆瓶，氣體導(dǎo)管應(yīng)始終抵住瓶坯底部，使瓶坯底部保持和底模接觸。這樣也利于形成均勻的壁厚。(如圖5、圖6所示)c)最后成型在瓶坯成型的最后階段，壓力可以突然加大，形成容器的底部。(如圖7所示)4)脫模成型后的瓶坯(容器)，通過(guò)缷壓，導(dǎo)管抬升，左右模分離而取出容器，成型后的容器是高溫的，可以通過(guò)風(fēng)冷或氣冷，冷卻至常溫。
3.金屬瓶熱壓吹制法的特點(diǎn)1)由于側(cè)模和底模決定瓶坯的最后形狀，而側(cè)模和底模可以是任何形狀的組合，所以最后容器可以是任何復(fù)雜形狀。
2)變形的極限是由金屬材料、成型溫度，成型壓力和時(shí)間所共同決定的。
3)成型容器的是一體式的，可用于各種民用及工業(yè)用途，壓力容器或非壓力容器。
4)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，便于規(guī)模生產(chǎn)。
5)可以成型細(xì)小的特征，如浮雕等效果。
權(quán)利要求
1.金屬瓶熱壓吹制法是一種金屬容器成型法。它利用金屬材料在高溫下，屈服應(yīng)力降低，可塑性增強(qiáng)原理，采用高壓使加熱金屬瓶坯在封閉模具中一次成型的工藝。成型機(jī)由模具座、左右側(cè)模、底模、壓力導(dǎo)管及加熱裝置所組成。成型前，瓶坯被固定于左右側(cè)模和底模所形成的腔體中，并被壓力導(dǎo)管所密閉。加熱裝置將瓶坯加熱致成型要求溫度后，壓力氣體通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入瓶坯，使瓶坯受壓膨脹，形成所需形狀。成型時(shí)，模具腔體保持壓力，使瓶坯形成背壓，以防止瓶坯爆裂。腔體壓力應(yīng)小于成型壓力。成型時(shí)，導(dǎo)管抵住瓶坯底部，防止瓶坯底部因瓶坯膨脹而抬升，失去與底模接觸而爆瓶。金屬瓶熱壓吹制法是適用于金屬瓶坯在一定的溫度和壓力條件下吹制而形成一體式金屬容器的工藝方法。
2.金屬瓶坯成型時(shí)，模具腔體需保持一定壓力，使瓶坯外部形成背壓，背壓須小于瓶坯成型壓力，用于防止瓶坯迅速膨脹時(shí)，而形成的爆瓶現(xiàn)象。腔體背壓和瓶坯成型壓力通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制。
3.金屬瓶坯成型前，壓力導(dǎo)管必須向下形成預(yù)壓，抵住瓶坯底部，以防止瓶坯膨脹時(shí)而引起的底部抬升，失去與底模接觸而形成爆瓶。
全文摘要
金屬瓶熱壓吹制法是一金屬容器成型法。利用金屬材料在高溫下，屈服應(yīng)力降低，可塑性增強(qiáng)原理，采用高壓使加熱金屬瓶坯在封閉模具中成型的工藝。成型機(jī)由模具座、左右側(cè)模、底模、壓力導(dǎo)管及加熱裝置所組成。成型前，瓶坯被固定于左右側(cè)模和底模所形成的腔體中，并被壓力導(dǎo)管所密閉。加熱裝置將瓶坯加熱致成型溫度后，壓力氣體通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入瓶坯，使瓶坯受壓膨脹，形成所需形狀。成型時(shí)，模具腔體保持壓力對(duì)瓶坯形成背壓，以防止瓶坯爆裂。腔體壓力小于成型壓力。成型時(shí)，導(dǎo)管抵住瓶坯底部，防止瓶坯底部抬升失去與底模接觸而爆瓶。此法可運(yùn)用于各種金屬容器成型。形成的容器具有壁厚均勻，過(guò)渡流暢的特點(diǎn)。適用于復(fù)雜容器成型，便于大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B21D26/02GK101032727SQ20061002439
公開(kāi)日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2006年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月6日
發(fā)明者謝靖佳 申請(qǐng)人:謝靖佳