專(zhuān)利名稱(chēng)：制造金屬桶狀容器頂板的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造金屬桶狀容器頂板的方法和設(shè)備，該頂板具有一個(gè)限定于其上的開(kāi)口，用于將一種材料引入該桶狀金屬容器或從其內(nèi)卸出。
一般的金屬桶狀容器包括一個(gè)圓柱狀桶，一個(gè)封閉該圓柱狀桶底部的盤(pán)狀底板，和一個(gè)封閉該圓柱狀桶頂部的盤(pán)狀頂板。
附圖中的圖6示出了一種金屬桶狀容器的常見(jiàn)的頂板50，頂板50具有一個(gè)限定于其上的開(kāi)口51，用于將一種材料引入金屬桶狀容器或從其內(nèi)卸出。頂板50具有一個(gè)設(shè)在圍繞開(kāi)口51的周邊并由此向上延伸的管狀凸緣52。
一個(gè)圓柱狀附件53插入管狀凸緣52內(nèi)，并具有一帶內(nèi)螺紋的內(nèi)壁面54。圓柱狀附件53用于接受一個(gè)裝入其內(nèi)的、封閉開(kāi)口51的塞子(未示出)。該塞子具有一帶外螺紋的外壁面，將其旋入該圓柱狀附件53的帶內(nèi)螺紋的內(nèi)壁面54，從而封閉開(kāi)口51。
為了防止裝入物從金屬桶狀容器中泄漏出來(lái)，插入管狀凸緣52的圓柱狀附件53必須牢固地與該凸緣52聯(lián)接在一起。如果圓柱狀附件53與管狀凸緣52不是相互牢固地聯(lián)接，那么裝入物就會(huì)從圓柱狀附件53和管狀凸緣52之間的間隙中泄漏出。當(dāng)將塞子從開(kāi)口51中卸下時(shí)，圓柱狀附件53與塞子可能一起轉(zhuǎn)動(dòng)，塞子可能無(wú)法從圓柱狀附件53中卸下。為減輕這個(gè)缺陷，將一個(gè)密封件55插在管狀凸緣52與圓柱狀附件53之間，以使圓柱狀附件53可靠地固定在管狀凸緣52上，與其緊密接觸。但是將密封件55插入的裝配工藝復(fù)雜且成本高。
插入管狀凸緣52內(nèi)的圓柱狀附件53具有一個(gè)徑向向外延伸的周邊56，周邊56伸入到頂板50的內(nèi)表面上，且在其上限定了一個(gè)階梯狀凹口57。在被貯存的材料從金屬桶狀容器中卸出時(shí)，一些材料容易被截留在凹口57中，桶狀金屬容器不能完全排空。當(dāng)為重新使用而清洗金屬桶狀容器的內(nèi)部時(shí)，截留在凹口57中的材料不容易從其中清除出來(lái)。
美國(guó)專(zhuān)利NO.4，852，238(日本專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)NO.1-313119)公開(kāi)了一種制造頂板的方法，該頂板有一個(gè)開(kāi)口，但沒(méi)有分離的附件。
按照所公開(kāi)的方法，頂板限定一個(gè)開(kāi)口的區(qū)域向上升起，在其頂部上形成一個(gè)平盤(pán)，將頂板坯料從盤(pán)的中間向其周邊拉伸。然后，一個(gè)直徑比最終形成的開(kāi)口小的圓孔在盤(pán)上被確定。已經(jīng)朝向盤(pán)的周邊變形的頂板坯料向上升起成一管狀凸緣。同時(shí)，圓孔直徑擴(kuò)大了。然后，將凸緣的頂端的整個(gè)周邊沿垂直方向擠壓以增加凸緣的厚度。然后在凸緣的內(nèi)壁面上加工出內(nèi)螺紋。
增加的凸緣厚度提高了凸緣的機(jī)械強(qiáng)度。通過(guò)與管狀凸緣的內(nèi)螺紋壁面的螺紋嚙合將一個(gè)塞子直接插入到管狀凸緣內(nèi)。
由于無(wú)分離附件，降低了成本，并且該桶狀容器的內(nèi)部可容易清洗。
然而，凸緣和頂板的整體成形產(chǎn)生了如下問(wèn)題用于桶狀容器的頂板通常由厚度范圍在1.0mm至1.2mm的薄鋼板制成，特別是按照熱軋低碳薄鋼板、鋼帶和鋼板的日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)常用的SPHC，或按照冷軋?zhí)间摫“搴弯搸У娜毡竟I(yè)標(biāo)準(zhǔn)常用的SPCC制成。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，該頂板需要有一個(gè)與一個(gè)2英寸(50.8mm)的塞子螺紋接合的開(kāi)口和一個(gè)與一個(gè)3/4英寸(19.05mm)的塞子螺紋接合的開(kāi)口。圍繞開(kāi)口的凸緣高度必須約為8mm，以便在其內(nèi)壁面上加工出與塞子螺紋接合的內(nèi)螺紋長(zhǎng)度大于6mm或更長(zhǎng)。
上面提到的SPHC的鋼厚度是1.6mm或更少，其延伸率為27%，這比通過(guò)拉伸加工的SPHD30%延伸率和通過(guò)深拉伸加工的SPHE31%延伸率都小。同樣，SPCC的鋼厚度是1.6mm或更少，其延伸率為37%，這比通過(guò)拉伸加工的SPCD39%延伸率和通過(guò)深拉伸加工的SPCE的41%的延伸率都小。
按照上面提到的普通生產(chǎn)工藝，在一塊壁厚為1.0mm至1.2mm的SPHC或SPCC的頂板上成型一個(gè)8mm高的凸緣，以確定一個(gè)3/4英寸的開(kāi)口時(shí)，由于有限的延伸率，該凸緣會(huì)受應(yīng)力作用而產(chǎn)生破裂。
凸緣的內(nèi)壁面的螺紋應(yīng)以軋制為好而不是切削加工，因?yàn)榍邢髀菁y會(huì)減小凸緣的機(jī)械強(qiáng)度。如果在拉伸時(shí)凸緣的頂部出現(xiàn)一個(gè)小裂口，在加工凸緣的內(nèi)螺紋時(shí)就會(huì)發(fā)展成一個(gè)較大的裂口，該頂板就不能成為最終產(chǎn)品。即使凸緣上沒(méi)有形成裂口，如果凸緣向其上部邊緣處逐漸變薄，那么在成形內(nèi)螺紋時(shí)凸緣也會(huì)破裂。為了避免這一缺陷，按照上述通常的方法，在深拉伸成形凸緣后將其向下擠壓以防止凸緣的上部邊緣變薄。然而，除成形凸緣的步驟外還要有向下擠壓的步驟，這就使得制造設(shè)備更加復(fù)雜。
鑒于前面述及的用于制造金屬桶狀容器頂板的普通方法和設(shè)備中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用薄鋼板制造的金屬桶狀容器頂板的方法和設(shè)備，該頂板有一帶有在其周?chē)由斓臋C(jī)械強(qiáng)度高的凸緣的開(kāi)口。
按照本發(fā)明，提供了一種制造金屬桶狀容器頂板的方法，頂板具有一個(gè)限定于其上的開(kāi)口和一個(gè)向上伸出并沿開(kāi)口的周邊延伸的管狀凸緣，管狀凸緣有一個(gè)預(yù)定的高度和一個(gè)預(yù)定的內(nèi)徑，該方法包括在薄鋼板的頂板坯料上確定一圓孔，其直徑比該開(kāi)口的內(nèi)徑小，提高并徑向向外擴(kuò)展圓孔的一個(gè)周緣，使其成為基本上是截錐臺(tái)的第一凸緣坯料，第一凸緣坯料具有一圓孔，其直徑比開(kāi)口的內(nèi)徑小，且高度比管狀凸緣的預(yù)定高度要低，提高并徑向向外擴(kuò)展第一凸緣坯料的一鄰近部分的一個(gè)周邊，使其成為一個(gè)基本上是截錐臺(tái)的與第一凸緣坯料接近的第二凸緣坯料。第二凸緣坯料在鄰近部分的周邊之下有一個(gè)較低部分，該較低部分的直徑基本上等于該管狀凸緣的內(nèi)徑，第一和第二凸緣坯料一起用于基本上是截錐臺(tái)的第三凸緣坯料，將第三凸緣坯料拉伸成一個(gè)管狀凸緣，使其具有預(yù)定的內(nèi)徑和預(yù)定的高度。
第三凸緣坯料由一模具成形，該模具包括一形狀與第一凸緣坯料的一內(nèi)壁面互補(bǔ)的上部和一與該上部相鄰的、在形狀上與第二凸緣坯料的一內(nèi)壁面互補(bǔ)的下部。
第三凸緣坯料通過(guò)逐步地向上提高第二凸緣坯料，在提高第二凸緣坯料時(shí)逐步地將該第一凸緣坯料向上成形為第二凸緣坯料的形狀，如同將第一凸緣坯料成形為第二凸緣坯料的形狀那樣，將第一凸緣坯料逐步向上提高。
按照本發(fā)明，還提供了一種用于制造金屬桶狀容器頂板的設(shè)備，頂板具有一個(gè)限定于其上的開(kāi)口和一個(gè)向上伸出并沿開(kāi)口的一個(gè)周邊延伸的管狀凸緣，管狀凸緣有一預(yù)定的高度和一預(yù)定的內(nèi)徑，該設(shè)備包括一個(gè)用于在一個(gè)薄鋼板的頂板坯料上形成一個(gè)圓孔的沖孔裝置，圓孔的直徑比開(kāi)口的內(nèi)徑小，擠壓圓孔的周邊，以提高并徑向向外擴(kuò)展該圓孔的周邊，使其成為一個(gè)基本上是截錐臺(tái)的第一凸緣坯料的第一成形裝置，第一凸緣坯料有一個(gè)直徑小于開(kāi)口內(nèi)徑的圓孔，高度小于管狀凸緣的預(yù)定高度;用于提高并徑向向外地?cái)U(kuò)展第一凸緣坯料的一個(gè)鄰近部分的一個(gè)周邊，使其成為一個(gè)基本上是截錐臺(tái)的與第一凸緣坯料相近的第二凸緣坯料的第二成形裝置，第二凸緣坯料有一個(gè)在該鄰近部分周邊之下的下部，該下部直徑基本上等于管狀凸緣的內(nèi)徑，第一和第二凸緣，坯料一起用于一個(gè)基本上是截錐臺(tái)的第三凸緣坯料;和將第三凸緣坯料拉制成具有預(yù)定內(nèi)徑和預(yù)定高度的一個(gè)管狀凸緣的第三成形裝置。
第一，第二和第三成形裝置包括一個(gè)具有一個(gè)圓柱狀底部和一個(gè)頭部的第一模具，頭部包括一個(gè)形狀上與第一凸緣坯料的一個(gè)內(nèi)壁面互補(bǔ)的上部和一個(gè)與上部相鄰的、在形狀上與第二凸緣坯料的一個(gè)內(nèi)壁面互補(bǔ)的下部，和有一個(gè)圓孔的第二模具，第一模具的底部可插入到第二模具的圓孔中。
沖孔裝置包括一個(gè)圓柱狀的第三模具和一個(gè)開(kāi)在第一模具頭部的孔，第三模具可插入孔中。
圓孔的周緣被提高并徑向向外擴(kuò)展，使之成為直徑比最終形成的管狀凸緣小的第一凸緣坯料。因此，形成第一凸緣坯料的延伸相對(duì)要小，以防止在形成第一凸緣坯料時(shí)產(chǎn)生破裂。
然后，將第一凸緣坯料的鄰近部分提高并徑向向外擴(kuò)展成第二凸緣坯料。然后將由第一和第二凸緣坯料構(gòu)成的第三凸緣坯料提高形成管狀坯料，同時(shí)圓孔的直徑增大。由于管狀坯料是通過(guò)相繼地提高和徑向向外擴(kuò)展這些凸緣坯料逐步地從頂板坯料形成的，從而防止了管狀坯料的局部厚度的大量減少。
因此，防止管狀凸緣成形時(shí)其頂端破裂，這樣在頂板上開(kāi)口周?chē)尚蔚墓軤钔咕壘哂邢喈?dāng)高的機(jī)械強(qiáng)度。
本發(fā)明上述的和其它的目的，特征和優(yōu)點(diǎn)將連同下面的附圖的說(shuō)明是顯而易見(jiàn)的，這些附圖通過(guò)實(shí)例描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。


圖1是按照本發(fā)明制造的一個(gè)頂板的局部平面視圖;
圖2是沿圖1中Ⅱ-Ⅱ線截取的橫截面圖;
圖3是按照本發(fā)明的一個(gè)設(shè)備的一個(gè)縱剖面圖;
圖4是圖3所示設(shè)備中的一個(gè)內(nèi)模的放大局部剖面圖;
圖5(a)至圖5(d)是示出了按照本發(fā)明的方法的連續(xù)的步驟的縱剖面圖;
圖6是帶有一個(gè)開(kāi)口和一個(gè)附件的普通的頂板剖面圖。
如圖1和圖2所示，一個(gè)用于一金屬桶狀容器(未示出)上的盤(pán)狀頂板1具有一限定其上的圓形開(kāi)口2。頂板1還有一個(gè)向上伸出并帶有一內(nèi)螺紋的內(nèi)壁面4的管狀凸緣3。一個(gè)帶有外螺紋的外壁面的塞子(未示出)能夠可拆卸地旋入到開(kāi)口2中。
頂板1可由SPCC或SPHC制成，壁厚l1為1.2mm。凸緣3離頂板1的高度l2為8mm，內(nèi)徑l3為25.1mm，因此，通常的3/4時(shí)的塞子能旋入凸緣3中。凸緣3的帶內(nèi)螺紋的內(nèi)壁面4的軸向長(zhǎng)度l4為6mm，其內(nèi)螺紋的內(nèi)壁面4上螺紋的螺距為1/14英寸。
開(kāi)口2通過(guò)一個(gè)由圖3示出的設(shè)備5被限定在頂板1上。設(shè)備5有一個(gè)帶有一確定在其中心的管狀通孔6的下模7，下模7裝在一下底座9上。下模7通常受設(shè)置在下底座9和下模7之間的彈簧8推動(dòng)向上移動(dòng)。一圓柱狀內(nèi)模10垂直地固定安裝在下底座9的中心，并插入下模7的通孔6中。當(dāng)下模下降時(shí)，內(nèi)模10能夠通過(guò)孔6向上延伸并伸出下模7之上。內(nèi)模10的上端部分有一肩部11和一位于肩部11上部的減小直徑的頂部12。內(nèi)模10和下底座9有一在垂直方向上貫穿其中心延伸的通孔13。內(nèi)模10在肩部11之下為一主體部，其外徑等于凸緣3的內(nèi)徑l3。
設(shè)備5還包括一個(gè)位于下模7之上并與其正對(duì)著的上模15，上模15有一管形成形區(qū)域14，其直徑與開(kāi)口2的直徑相一致。上模15裝在一個(gè)安裝在一上底座18上的導(dǎo)向件16上，且通常受一個(gè)在上模15和導(dǎo)向件16之間的彈簧17的推動(dòng)，同時(shí)由導(dǎo)向件16引導(dǎo)向下移動(dòng)。導(dǎo)向件16有一個(gè)沖孔棒19固定其上并從其下端中心向下伸出。沖孔棒19的直徑與內(nèi)模10的通孔13的內(nèi)徑相對(duì)應(yīng)，這樣，沖孔棒19能夠插入通孔13中。上底座18可由一控制器(未示出)控制其向下移動(dòng)。
內(nèi)模10和沖孔棒19將參考圖4予以詳細(xì)的描述。
以l5標(biāo)出的通孔13的內(nèi)徑?jīng)Q定著已成形的凸緣3的高度。內(nèi)徑l5越小，凸緣3就越高。如果內(nèi)徑l5太小，凸緣3在成形時(shí)可能破裂。因此，內(nèi)徑l5應(yīng)根據(jù)所需凸緣3的高度適當(dāng)?shù)剡x擇。如果所需凸緣3的高為8mm，內(nèi)徑l5應(yīng)選定10.5mm為好。
內(nèi)模10的頂部12有一個(gè)寬度為l6的平面12a。平面12a有一邊緣12b圍繞著通孔13的上開(kāi)口端，邊緣12b用作切緣與沖孔棒19配合將頂板1的坯料沖孔。如果寬度l6太小，內(nèi)模10的頂部12會(huì)由于施加于頂部12的負(fù)荷而損壞。如果寬度l6太大，當(dāng)凸緣3成形時(shí)，其頂端會(huì)破裂。因此，應(yīng)適當(dāng)選擇寬l6，以避免頂部12損壞和凸緣3的破裂。如果內(nèi)模10是根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的SKD11或美國(guó)鋼鐵學(xué)院美國(guó)測(cè)試材料標(biāo)準(zhǔn)(AISI ASTM)的D2制成，寬度l6應(yīng)該在1.0mm至1.5mm范圍內(nèi)，最好在1.2mm至1.3mm范圍內(nèi)，這樣才能滿足成形凸緣3的條件。
內(nèi)模10的肩部11由繞其整個(gè)環(huán)周面延伸的第一，第二和第三環(huán)形部分R1、R2、R3構(gòu)成。第一環(huán)形部分R1是最上面的環(huán)形部分，它與頂部12的平面12a鄰接并具有一個(gè)徑向向外凸出的曲面。第二環(huán)形部分R2是最低的環(huán)形部分，與肩部11下的內(nèi)模10的圓柱狀部分相鄰并且有一徑向向外凸出的曲面。第三環(huán)形部分R3位于第一和第二環(huán)形部分R1，R2之間并有一徑向向內(nèi)凹陷的曲面。
第一和第二環(huán)形部分R1，R2基本上用于向上拉拔在頂板坯料上由沖孔棒19形成的，直徑小于第一和第二環(huán)形部分R1，R2的圓孔20的周邊，同時(shí)提高圓孔20的周邊，使其成為一個(gè)基本上呈截錐臺(tái)形，并徑向向外擠壓周邊。特別是如圖4中虛線所示，圓孔20的周邊基本上沿第一和第二環(huán)形部分R1，R2成形。最初，頂板坯料不與第三環(huán)形部分R3接觸。當(dāng)圓孔20的周邊移過(guò)第三環(huán)形部分R3時(shí)，周邊彈性變形回復(fù)與第三環(huán)形部分R3接觸。當(dāng)圓孔20的周邊移過(guò)第三環(huán)形部分R3時(shí)，周邊沿第三環(huán)形部分的輪廓運(yùn)動(dòng)，釋放了當(dāng)周邊由第一環(huán)形部分R1成形時(shí)在其上迅速積累的應(yīng)力。此后，通過(guò)第二環(huán)形部分R2將圓孔20的周邊向上提起大致呈截錐臺(tái)形，并徑向向外擴(kuò)展至所需直徑。
當(dāng)圓孔20的周邊被第一和第二環(huán)形部分R1，R2徑向向外擴(kuò)展時(shí)，其擴(kuò)展的程度在第一和第二環(huán)形部分R1，R2的下部區(qū)域減小。
為使第一，第二和第三環(huán)形部分R1，R2，R3形成凸緣3而不發(fā)生破裂，并且凸緣3的上緣厚度基本與頂板坯料的厚度相同，必須滿足下列條件圓孔20的周邊由通過(guò)第一環(huán)形部分R1從平面12a延至第三環(huán)形部分R3的中間位置的一區(qū)域A成形的程度與通過(guò)第三環(huán)形部分R3的中間位置延至第二環(huán)形部分R2的下端的區(qū)域B所成形的程度之間相互關(guān)系如下在徑向向外方向上，周邊由區(qū)域A所成形程度比由區(qū)域B在徑向向外方向上所成形的程度大。特別是周邊由區(qū)域A徑向向外所成形的程度為周邊被成形的整個(gè)程度的55至65%，最好為60%，而周邊由區(qū)域B徑向向外所成形的程度為周邊被成形的整個(gè)程度的35～45%，最好為40%。若周邊由區(qū)域A徑向向外所成形的程度大于整個(gè)成形程度的65%，那么凸緣在成形時(shí)易于破裂。若周緣由區(qū)域A徑向向外所成形的程度小于55%，那么所成形的凸緣會(huì)得不到所需的高度。
在凸緣的高度方向，即軸向上，周邊由區(qū)域A所成形的程度基本上等于或小于由區(qū)域B所成形的程度。特別是周邊由區(qū)域A在軸向上成形的程度為其軸向上成形的整個(gè)程度的40至50%，最好為45%至49%，而由區(qū)域B在軸向上成形的程度為其軸向上成形的整個(gè)程度的50至60%，最好為51至55%。若周邊由區(qū)域A在軸向上成形的程度小于整個(gè)程度的40%，那么所形成的凸緣在成形時(shí)就得不到所需的高度。如果周邊由區(qū)域A在軸向上成形的程度大于50%，那么凸緣成形時(shí)易于破裂。
為了滿足拉拔凸緣3的這些條件，區(qū)域A的徑向長(zhǎng)度l7在4.0mm至4.8mm范圍內(nèi)，區(qū)域B的徑向長(zhǎng)度l8在2.6mm至3.3mm范圍內(nèi)，區(qū)域A的軸向長(zhǎng)度l9在3.8至4.8mm范圍內(nèi)，區(qū)域B的軸向長(zhǎng)度l10在4.8至5.7mm范圍。
第一環(huán)形部分R1的曲率γ1最好應(yīng)小于第二環(huán)形部分R3的曲率γ2。第三環(huán)形部分R3的曲率γ3最好應(yīng)大于曲率γ1，γ2。在拉伸凸緣3的條件下，曲率γ1的半徑在5.0mm至7.0mm范圍內(nèi)，曲率γ2的半徑在6.0至8.0mm范圍內(nèi)，曲率γ3的半徑在8.0mm至12.0mm范圍內(nèi)。
為了無(wú)破裂地形成凸緣3，當(dāng)在頂板坯料上確定圓孔20時(shí)，最好將沖孔棒19與內(nèi)模10上的通孔13的邊緣之間的間隙l11減至最小。最好間隙l11應(yīng)在0.03mm至0.05mm范圍內(nèi)。若間隙l11過(guò)大，已由沖孔棒19切出的圓孔20的周邊和通孔13的邊緣將被沖孔棒19壓入通孔13中，這將阻礙圓孔20的周邊在徑向向外方向上的擴(kuò)大。
利用設(shè)備5成形凸緣2的工藝過(guò)程將在下面參考圖3，圖4及圖5(a)至5(d)加以描述。
如圖3所示，一個(gè)頂板坯料1被放在下模7的上表面上，將確定開(kāi)口2的一個(gè)區(qū)域與通孔6對(duì)準(zhǔn)。
然后如圖5(a)所示，將上底座18向下移動(dòng)，直到頂板坯料1在上模15和下模7之間被夾住。繼續(xù)向下移動(dòng)上底座18，使沖孔棒19刺穿頂板坯料1進(jìn)入通孔13，從而在頂板坯料1上限定一圓孔20。這樣所限定的圓孔20的直徑小于與開(kāi)口2(圖2)內(nèi)徑相應(yīng)的內(nèi)模10的外徑。
如圖5(b)所示，使上底座18下移并下壓下模7，從而使內(nèi)模10的上部伸出下模7之上。由內(nèi)模10的肩部11的區(qū)域A將圓孔20的周邊提高，與此同時(shí)將其徑向向外擴(kuò)展為一個(gè)基本上是截錐臺(tái)形的第一凸緣坯料21。第一凸緣坯料21的直徑和寬度都小于圍繞在頂板1上的開(kāi)口2形成的凸緣3的直徑和寬度。
然后，如圖5(c)所示，使上底座18繼續(xù)下移，以下壓下模7，從而使內(nèi)模10的上部進(jìn)一步伸出下模7之上。由肩部11的區(qū)域B將第一凸緣坯料21的一個(gè)相鄰部分的周邊提起，并徑向向外擴(kuò)展，從而在此形成一個(gè)向下與第一凸緣坯料21鄰接的基本上是截錐臺(tái)形的第二凸緣坯料22。現(xiàn)在第一與第二凸緣坯料21，22一起構(gòu)成一個(gè)基本上是截錐臺(tái)形的第三凸緣坯料23。該第三凸緣坯料23的下部的內(nèi)徑與最后成形的凸緣3的內(nèi)徑接近。
然后如圖5(d)所示，使上底座18繼續(xù)下移，下壓下模7，從而內(nèi)模10的上部進(jìn)一步伸出下模7之上。同時(shí)由在肩部11下的內(nèi)模10的外壁面23和上模15的成形區(qū)14將第三凸緣坯料23拉成凸緣3。
如上所述，凸緣3相繼由內(nèi)模10的頂部12，肩部11和外壁面23成形。以這種方式防止了凸緣3的破裂，并使其具有與頂板坯料基本上相同的壁厚。
此后，用帶溝槽的軋輥(未示出)軋制出凸緣3的內(nèi)壁面4(見(jiàn)圖2)上的內(nèi)螺紋。這樣，在頂板1上限定了圍繞凸緣3的開(kāi)口2。
雖然一個(gè)優(yōu)選的本發(fā)明的實(shí)施例已詳細(xì)地示出并加以描述，但應(yīng)理解為在不超出本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)范圍的情況下可以對(duì)其進(jìn)行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種制造金屬桶狀容器頂板的方法，該頂板有一個(gè)限定于其上的開(kāi)口和一個(gè)向上伸出并沿該開(kāi)口的一周邊延伸的管狀凸緣，該管狀凸緣有一預(yù)定的高度和預(yù)定的內(nèi)徑，其特征在于，所述方法包括(a)在一薄鋼板的頂板坯料上限定一圓孔，所述圓孔的直徑小于所述開(kāi)口的內(nèi)徑；(b)將所述圓孔的一個(gè)周邊提高并徑向向外擴(kuò)展成為一個(gè)基本上是截錐臺(tái)形的第一凸緣坯料，所述第一凸緣坯料有一直徑小于所述開(kāi)口的內(nèi)徑，高度小于所述管狀凸緣的預(yù)定高度的圓孔；(c)將所述第一凸緣坯料的一個(gè)鄰近部分的一個(gè)周邊提起并徑向向外擴(kuò)展成一個(gè)與所述第一凸緣坯料相近的基本上是截錐臺(tái)形的第二凸緣坯料，所述第二凸緣坯料有一個(gè)在所述鄰近部分周邊下的下部，所述下部的直徑基本上等于所述管狀凸緣的內(nèi)徑，所述第一和第二凸緣坯料一起用于構(gòu)成一基本上是截錐臺(tái)形的第三凸緣坯料；和(d)將所述第三凸緣坯料拉伸成一個(gè)具有所述預(yù)定內(nèi)徑和所述預(yù)定高度的管狀凸緣。
2.如權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于，還包括在步驟(d)之后，在所述管狀凸緣的內(nèi)壁面上形成內(nèi)螺紋的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于，所述頂板坯料包含一塊熱軋低碳鋼薄板，或者一塊冷軋?zhí)间摫“濉?br> 4.如權(quán)利要求3所述的一種方法，其特征在于，所述熱軋低碳鋼薄板的厚度在1.0mm至1.6mm范圍內(nèi)，延伸率為27%或更低，所述冷軋?zhí)间摫“宓暮穸仍?.0mm至1.6mm范圍內(nèi)，延伸率為37%或更低。
5.如權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于，所述步驟(a)，(b)，(c)，和(d)連續(xù)進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于，所述步驟(c)包括逐漸向上提起所述第二凸緣坯料，然后逐漸向上提起所述第一凸緣坯料的步驟。
7.如權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于，所述步驟(d)包括逐漸向上提起所述第二凸緣坯料，當(dāng)所述第二凸緣坯料被提起時(shí)，使所述第一凸緣坯料逐漸向上成形為所述第二凸緣坯料的形狀，和當(dāng)所述第一凸緣坯料成形為所述第二凸緣坯料的形狀時(shí)，逐漸向上提起所述第一凸緣坯料的步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的一種方法，其特征在于，在所述步驟(d)中還包括當(dāng)將所述第一凸緣坯料逐漸向上提高成形為所述第二凸緣坯料的形狀時(shí)，釋放在徑向向外擴(kuò)展圓孔的周邊時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力的步驟。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)包括以一個(gè)基本上是截錐臺(tái)形的模擠壓該固定著的頂板坯料上的圓孔的周邊的步驟。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)包括以一個(gè)基本上是截錐臺(tái)形的模擠壓固定著的所述第一凸緣坯料的鄰近部分的周邊的步驟。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)和(c)由一個(gè)模實(shí)施，該模包括一個(gè)形狀上與所述第一凸緣坯料的一內(nèi)壁面互補(bǔ)的上部和一個(gè)與所述上部相鄰的、在形狀上與所述第二凸緣坯料的一個(gè)內(nèi)壁面互補(bǔ)的下部。
12.如權(quán)利要求11所述的一種方法，其特征在于，所述模有一平面在其頂部，其直徑大于所述圓孔的直徑，一圍繞所述上部的第一環(huán)形部分，所述第一環(huán)形部分徑向向外凸出，和一圍繞所述下部的第二環(huán)形部分，所述第二環(huán)形部分徑向向外凸出。
13.如權(quán)利要求12所述的一種方法，其特征在于，所述模還包括一個(gè)位于所述第一和第二環(huán)形部分之間的、徑向向內(nèi)凸出的第三環(huán)形部分。
14.如權(quán)利要求12所述的一種方法，其特征在于，第一環(huán)形部分的曲率半徑小于所述第二環(huán)形部分的曲率半徑。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一環(huán)形部分的曲率半徑小于所述第二環(huán)形部分的曲率半徑，而所述第三環(huán)形部分的曲率半徑大于所述第一和第二環(huán)形部分的曲率半徑。
16.如權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于，所述步驟(b)，(c)，和(d)由一個(gè)具有一圓柱形基部和一頭部的第一模實(shí)施，所述頭部包括一在形狀上與所述第一凸緣坯料的內(nèi)壁面互補(bǔ)的上部和一與所述上部相鄰的、形狀上與所述第二凸緣坯料的內(nèi)壁面互補(bǔ)的下部，和一個(gè)有一圓孔的第二模實(shí)施，所述第一模的基部可插入所述第二模的圓孔中。
17.如權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于，所述第一凸緣徑向向外成形的程度是該管狀凸緣最終徑向向外成形程度的55%至65%。
18.如權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于，所述第一凸緣坯料軸向成形的程度為該管狀凸緣最終軸向成形程度的55%至65%。
19.一種用于制造金屬桶狀容器頂板的設(shè)備，該頂板具有一個(gè)限定于其上的開(kāi)口和一個(gè)向上伸出并沿該開(kāi)口的一個(gè)周邊延伸的管狀凸緣，該管狀凸緣有一個(gè)預(yù)定的高度和一個(gè)預(yù)定的內(nèi)徑，所述設(shè)備包括用于在一個(gè)薄鋼板的頂板坯料上確定一個(gè)圓孔的沖孔裝置，所述圓孔的直徑小于所述開(kāi)口的內(nèi)徑。用于擠壓所述圓孔的周邊，從而將其提高并徑向向外擴(kuò)展成一個(gè)基本上是截錐臺(tái)形的第一凸緣坯料的第一成形裝置，所述第一凸緣坯料有一圓孔，其直徑小于所述開(kāi)口的內(nèi)徑，和其高度小于所述管狀凸緣的預(yù)定高度。用于提高并徑向向外擴(kuò)展所述第一凸緣坯料的一個(gè)鄰近部分的周邊，使其成為一個(gè)與所述第一凸緣坯料相鄰的、基本上是截錐臺(tái)形的第二凸緣坯料的第二成形裝置，所述第二凸緣坯料在所述相鄰部分的周邊下面有一下部，所述下部的直徑基本上等于所述管狀凸緣的內(nèi)徑，所述第一與第二凸緣坯料一起用于基本上是截錐臺(tái)形的第三凸緣坯料;和用于將所述第三凸緣坯料拉伸成一個(gè)具有所述預(yù)定內(nèi)徑和所述預(yù)定高度的管狀凸緣的第三成形裝置。
20.如權(quán)利要求19所述的一種設(shè)備，其特征在于，所述第一成形裝置包括一個(gè)基本上是截錐臺(tái)形的模。
21.如權(quán)利要求19所述的一種設(shè)備，其特征在于，所述第二成形裝置包括一個(gè)基本上是一截錐臺(tái)形的模。
22.如權(quán)利要求19所述的一種設(shè)備，其特征在于，所述第二成形裝置位于所述第一成形裝置的下面，所述第三成形裝置位于所述第二成型裝置的下面。
23.如權(quán)利要求19所述的一種設(shè)備，其特征在于，還包括一個(gè)模，所述第一成形裝置位于所述模的一個(gè)上部，所述第二成形裝置位于所述模的一個(gè)下部，所述第一成形裝置在形狀上與所述第一凸緣坯料的內(nèi)壁面互補(bǔ)，所述第二成形裝置在形狀上與所述第二凸緣坯料的內(nèi)壁面互補(bǔ)。
24.如權(quán)利要求23的一種設(shè)備，其特征在于，所述模在其頂部有一個(gè)平面，其直徑比所述圓孔的直徑大，所述第一成形裝置包括一個(gè)與所述平面相鄰的、徑向向外凸出的第一環(huán)形部分，所述第二成形裝置包括一個(gè)徑向向外凸出的第二環(huán)形部分。
25.如權(quán)利要求24所述的一種設(shè)備，其特征在于，所述模還包括一個(gè)在所述第一與第二環(huán)形部分之間的，徑向向內(nèi)凸出的第三環(huán)形部分。
26.如權(quán)利要求24所述的一種設(shè)備，其特征在于，所述第一環(huán)形部分的曲率半徑比所述第二環(huán)形部分的曲率半徑要小。
27.如權(quán)利要求25所述的一種設(shè)備，其特征在于，所述第一環(huán)形部分的曲率半徑比所述第二環(huán)形部分的曲率半徑要小，所述第三環(huán)形部分的曲率半徑比所述第一和第二環(huán)形部分的曲率半徑要大。
28.如權(quán)利要求19所述的一種設(shè)備，其特征在于，所述第一，第二和第三成形裝置包括一個(gè)具有一圓柱狀基部和一頭部的第一模，所述頭部包括一在形狀上與所述第一凸緣坯料的內(nèi)壁面互補(bǔ)的上部和與所述上部相鄰的、形狀上與所述第二凸緣坯料的內(nèi)壁面互補(bǔ)的下部，和一個(gè)帶有一圓孔的第二模，所述第一模的基部可插入所述第二模的所述圓孔中。
29.如權(quán)利要求28所述的一種設(shè)備，其特征在于，所述沖孔裝置包括一個(gè)圓柱狀的第三模，和一個(gè)開(kāi)在所述第一模頭部的孔，所述第三?？刹迦胨隹字?。
全文摘要
在一個(gè)薄鋼板的頂板坯料上限定一圓孔，將圓孔的周邊提高并徑向向外擴(kuò)展成一個(gè)基本上是截錐臺(tái)形的第一凸緣坯料。然后將該第一凸緣坯料的一相鄰部分的一周邊提高并徑向向外擴(kuò)展成一個(gè)與該第一凸緣坯料相鄰的，基本上是截錐臺(tái)形的第二凸緣坯料，第二凸緣坯料有一在該鄰近部分周邊下面的下部。最后，將第三凸緣坯料拉伸成一個(gè)具有預(yù)定內(nèi)徑和預(yù)定高度的管狀凸緣。
文檔編號(hào)B21D51/40GK1063631SQ91105878
公開(kāi)日1992年8月19日 申請(qǐng)日期1991年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月23日
發(fā)明者都筑駿男 申請(qǐng)人:丹南工業(yè)株式會(huì)社