方形纸盒构件的冲压成型设备及冲压成型工艺的制作方法
【专利摘要】一种方形纸盒构件的冲压成型设备，包括外模、内模，内模和外模可相对竖向移动，内模呈长方体形，外模形成有可供内模向下嵌入的空腔；所述内模和外模均采用金属制作；其特征在于，所述外模空腔的底部镂空；所述外模空腔分为上下两段；外模空腔上段周围对应的模体为外模模体上段，外模空腔下段周围对应的模体为外模模体下段；其中外模模体上段设有加热构件，外模模体下段设冷却流道；外模空腔上段的深度大于内模最大嵌入深度的两倍以上；外模空腔下段的深度也大于内模最大嵌入深度的两倍以上。本发明制造生产出来的方形纸盒构件型坯棱角方正、分明、锐利，各纸板面平整挺直，且生产速度快。本发明还提供一种方形纸盒构件的冲压成型工艺。
【专利说明】方形纸盒构件的冲压成型设备及冲压成型工艺
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明属于生产包装纸盒的【技术领域】，具体涉及一种方形纸盒构件的冲压成型设备及冲压成型工艺。
【背景技术】
[0003]方形纸盒一般设有方形盒体和方形盖体。其中，方形盒体包括盒底及四面侧壁，盒底分别与四面侧壁垂直连接；而方形盖体则包括盖面及四面盖沿，盖面与四面盖沿同样也是垂直连接。因此，从结构看，方形盒体与方形盖体两者存在有相似之处，其中盒底与盖面对应相似，而四面盖沿则与四面侧壁对应相似。由于两者的结构存在有相似之处，所以，在本申请文件中，将方形盒体或方形盖体统称为“方形纸盒构件”，将方形盒体的盒底或方形盖体的盖面统称为“方形纸盒构件的主板”，将方形盒体的侧壁或方形盖体的盖沿统称为“方形纸盒构件的侧板”。
[0004]如前所述，由于方形盒体与方形盖体两者的结构存在有相似之处，因此两者生产制作工艺及设备也有相似之处。现有上述方形纸盒构件的制作工艺如下:第一步，将纸板冲裁成为如图1所示的准十字形( 之所以称为“准十字形”，是因为它有点象加粗的“十”字，其实质是由一块长方形纸板裁剪去掉四个相同的正方形边角部位而形成)；第二步，将图1所示的准十字形的纸板3放在内模和外模之间(其中外模形成有凹腔，凹腔的形状与准备制作方形纸盒构件的外形相同，凹腔上面敞开而下部密封，外模凹腔的深度等于内模的高度)，使内模向下嵌入外模的凹腔，凹腔的深度一般等于方形纸盒构件的高度，内模和外模冲压后，将准十字形纸板的四个边缘部位沿图1中的虚线折弯90°，于是得到图2所示的方形纸盒构件4 (型坯)，其中虚线包围的部位形成图2中的主板42，虚线之外的四个部位形成图2中的侧板41。负责实施第二步的设备称为方形纸盒构件的冲压成型设备。方形纸盒构件的型坯再被送到下游的其它设备进一步加工。
[0005]现有上述冲压成型设备的缺点是:1、将纸板折弯后，方形纸盒构件的棱角不够方正、不够分明、不够锐利，纸盒构件型坯的各面纸板不够挺直平整；2、方形纸盒构件从外模取出过程比较麻烦，而且取出的动作的作用力不可能均匀地作用于纸盒构件的周边，而是只能作用于局部一两个点，这会影响到刚成型的方形纸盒构件型坯的方正度；3、生产速度慢。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种方形纸盒构件的冲压成型设备及冲压成型工艺，它制造生产出来的方形纸盒构件型坯棱角方正、分明、锐利，各纸板面平整挺直，且生产速度快。
[0007]其目的可以按以下方案实现:该方形纸盒构件的冲压成型设备包括外模、内模，内模和外模可相对竖向移动，内模呈长方体形，外模形成有可供内模向下嵌入的空腔，该外模空腔也呈长方体形，且外模空腔上部敞开；还设有驱动外模与内模相对竖向移动的竖向驱动机构，内模在该竖向驱动机构的驱动作用下可向下嵌入外模空腔；所述内模和外模均采用金属制作；其特征在于，所述外模空腔的底部镂空；所述外模空腔分为上下两段；外模空腔上段周围对应的模体为外模模体上段，外模空腔下段周围对应的模体为外模模体下段；其中外模模体上段设有加热构件，外模模体下段设有可以通入冷却液体的冷却流道；外模空腔上段的深度大于内模最大嵌入深度的两倍以上；外模空腔下段的深度也大于内模最大嵌入深度的两倍以上。
[0008]外模模体上段和外模模体下段之间设有隔热材料层。
[0009]外模的竖向位置固定，内模可相对外模竖向移动，所述竖向驱动机构驱动连接内模。
[0010]外模模体上段的加热构件为可以通入加热液体的加热流道。
[0011 ] 外模模体上段的加热构件为电热元件。
[0012]外模空腔上段的深度相当于内模最大嵌入深度的3-6倍；外模空腔下段的深度也相当于内模最大嵌入深度的3-6倍。
[0013]一种方形纸盒构件的冲压成型工艺，其特征在于采用上述冲压成型设备，并包括以下步骤:
(1)、向冷却流道通入冷却水，对外模模体下段进行冷却；同时向加热流道通入加热油，对外模模体上段进行加热；
(2)、将准十字形纸板放在外模上面，准十字形纸板的中央部位对准外模的空腔，竖向驱动机构使内模相对外模向下移动，内模嵌入外模空腔，内模和外模共同作用而将准十字形纸板的四个边缘区域折弯90°，形成方形纸盒构件型坯；然后竖向驱动机构使内模向上移动，内模从外模空腔脱出，方形纸盒构件型坯则停留在外模空腔中接受进一步地加热定型；
(3)、不断重复上述第(2)步骤，各次冲压得到的方形纸盒构件型坯上下叠置；在每一次冲压过程中，新冲压得到的方形纸盒构件型坯将推动外模空腔中其它的方形纸盒构件型坯向下移动，每一次向下移动的距离等于一个方形纸盒构件型坯的高度；当方形纸盒构件型坯在外模空腔上段中移动时，方形纸盒构件型坯接受加热，其侧板及转角部位接受外模模体上段内表面的烫熨；当方形纸盒构件型坯从外模空腔上段进入到外模空腔下段后，方形纸盒构件型坯接受冷却，使方形纸盒构件型坯的形状得到进一步固定；
(4)、当最下端的方形纸盒构件型坯移动到外模空腔下端的镂空口时，该方形纸盒构件型坯从该镂空口自然向下脱出掉落，完成方形纸盒构件型坯的加工过程，方形纸盒构件型坯可以进入下游的设备接受进一步的加工。
[0014]所谓内模最大嵌入深度，是指在每一个冲压过程中，内模相对于外模向下移动到其冲压行程的极限位置时，内模嵌入外模内腔的深度。
[0015]本发明具有以下优点和效果:
一、本发明在冲压过程中以及冲压后，纸盒构件可以在外模上段中接受加热及烫熨，使纸盒构件升温，纸质变得柔顺，纸板变得更易接受折弯，纸盒构件的纤维更会贴服于金属模具的平整表面，因此可以使冲压得到的纸盒构件的棱角方正、分明、锐利，纸盒构件各面更加平整；接着，该纸盒构件被急促推到外模下段，迅速急骤接受冷却，纸板纤维分子受到急骤冷却时，会在新的位置上进行整齐排列并使其固定下来，使外模上段加工出来的方正形状在外模下段得到定型，而且纸盒构件在冷却定型的过程仍一直保持处于方正的模腔中，意味着在充分冷却定型之前，纸盒构件型坯一直没有脱离方正的模腔，只有在固化定型后才离开模腔，这样，确保在外模上半段得到的优良形状不会在冷却过程(分子重新排列过程)变形；最后，经过一热一冷、充分热熨后急骤冷却定型的纸盒构件型坯可以从外模空腔的下端镂空口自然脱出，从而得到形状方正、刚度好的纸盒构件型坯。
[0016]二、在冲压某一个纸盒构件型坯时，前几次冲压得到的纸盒构件型坯仍然可以留在外模空腔中接受加热(冷却)，这意味着每个纸盒构件型坯接受加热(冷却)的时间较长，具体地说，对每个纸盒构件的加热(冷却)时间长度均大于每一个冲压动作周期的两倍，使纸板受热后的贴服效果更好，冷却后的固化定型效果也更好，最后得到的纸盒构件型坯棱角方正、分明、锐利，纸盒构件型坯各面挺直、挺括。
[0017]三、方形纸盒构件的冲压成型设备只是纸盒生产线的一个组成部分。冲压成型设备每一个冲压动作周期将对应产生出一个纸盒构件，冲压动作周期长度决定了纸盒构件的产出速度，而纸盒构件的产出速度是整条生产线生产速度的瓶颈，因此冲压动作周期长度可以决定了整条生产线的生产速度。
[0018]在传统结构中，内外模每一次冲压后，只能将纸盒构件从外模取走后才能进行下一次冲压，所以，即使在传统成型设备的外模上增设加热构件，则其受外模加热的时间长度必定小于冲压动作周期时间长度，冲压动作周期必定大于需要的加热时间。如果传统结构为了确保足够的加热时间，则只能延长冲压动作周期长度，这将极大地限制了整条生产线的生产速度。
[0019]而本发明中，在将纸盒构件离开外模之前已经可以进行下一次冲压动作，因此不管纸盒构件加热(冷却)时间如何延长，都不会限制冲压动作周期长度，这极大地有利于提高整条生产线的生产速度。
[0020]四、如果纸板附设有胶黏剂，或者在冲压时内模四周侧面带有涂着胶黏剂的内衬板，则外模加热有利于胶黏剂固化，更能确保成型质量。
[0021]五、定型后的纸盒构件型坯可以从外模空腔下端的镂空口自然脱出，避免从外模取出纸盒构件的麻烦，而且在推出纸盒构件的过程中，纸盒构件的四周边缘全周长一直均匀受力(竖向力)，因此避免了传统方式从外模向上纸盒构件取出的过程中，由于外力作用而使纸盒构件变形的问题。
[0022]六、每一次冲压时，方形纸盒构件型坯主板与侧板之间的棱角部位将受到一次竖向压力的折压作用，使该棱角不断变得更方正、更分明。
[0023]七、由于纸盒构件经过冷却，因此在离开冲压成型设备进行下一步加工工序时不易变形。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是准十字形的纸板的形状示意图。
[0025]图2是利用准十字形纸板折弯得到的方形纸盒构件型坯的立体形状示意图。
[0026]图3是本发明第一种具体实施例的结构示意图。[0027]图4是图3中内模嵌入外模后的水平剖面示意图。
[0028]图5是准备第一次冲压时的状态示意图。
[0029]图6是第一次冲压后的状态示意图。
[0030]图7是准备第二次冲压时的状态示意图。
[0031]图8是第二次冲压后的状态示意图。
[0032]图9是多次冲压后的状态示意图。
[0033]图10是方形纸盒构件型坯即将从外模空腔下端的镂空口脱出时的状态示意图。
【具体实施方式】
[0034]实施例一
图3、图4所示，该方形纸盒构件的冲压成型设备包括外模2、内模1，外模2固定安装在机架上，因此其竖向位置固定，内模I呈长方体形，外模2形成有可供内模向下嵌入的空腔21，该外模空腔21也呈长方体形，且外模空腔21上部敞开，外模空腔的底部镂空而形成有出口 210 ;内模I可相对外模2竖向移动，还设有竖向驱动机构(图中未示出)，该竖向驱动机构驱动连接内模1，内模I在该竖向驱动机构的驱动作用下可向下嵌入外模空腔21。
[0035]所述内模和外模均采用金属制作；所述外模空腔21分为上下两段；外模空腔上段周围对应的模体为外模模体上段22，外模空腔下段周围对应的模体为外模模体下段23 ;其中外模模体上段22设有可以通入加热油的加热流道24，流道加热24设有进油口 241和出油口 242 ;外模模体下段23设有可以通入冷却水的冷却流道25，冷却流道25设有进水口251和出水口 252 ;外模空腔上段的深度约相当于内模最大嵌入深度的4倍；外模空腔下段的深度也约相当于内模最大嵌入深度的6倍，其中，外模空腔上段的深度如图6中尺寸线η所示，外模空腔下段的深度如图6中尺寸线h所示，内模最大嵌入深度如图6中尺寸线b所
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[0036]外模的模体上段和模体下段之间设有隔热材料层26。
[0037]上述外模空腔上段的深度也可以改为相当于内模最大嵌入深度的3倍，或者6倍；外模空腔下段的深度也可以改为相当于内模最大嵌入深度的3倍，或者4倍。
[0038]上述外模模体上段的加热构件也可以为电热元件。
[0039]实施例二
一种方形纸盒构件的冲压成型工艺，其特征在于采用实施例一的冲压成型设备，并包括以下步骤:
(1)、冷却流道25通入冷却水，对外模模体下段23进行冷却；同时加热流道24通入加热油，对外模模体上段22进行加热；
(2)、将图1所示形状的准十字形纸板3放在外模2上面，准十字形纸板3的中央部位对准外模的空腔21，如图5所示；竖向驱动机构使内模I向下冲压，内模I和外模2共同作用而将准十字形纸板的四个边缘区域沿图1所示虚线部位折弯90°，形成方形纸盒构件型坯4，如图6所示，所得的方形纸盒构件型坯4的立体形状如图2所示；然后竖向驱动机构带动内模I向上移动，内模I从外模空腔21脱出，方形纸盒构件型坯4则停留在外模空腔21中接受进一步地加热定型，如图7所示；
(3 )、不断重复上述第(2 )步骤，各次冲压得到的方形纸盒构件型坯4上下叠置，如图8、图9所示；在每一次冲压过程中，新冲压得到的方形纸盒构件型坯将推动外模空腔中其它的方形纸盒构件型坯(即位于新冲压得到的方形纸盒构件型坯下方的其它方形纸盒构件型坯)向下移动，每次向下移动的距离等于一个方形纸盒构件型坯的高度；当方形纸盒构件型坯在外模空腔上段22中移动时，方形纸盒构件型坯4接受加热，其侧板及转角部位接受外模空腔平整内表面的烫熨；并且每一次冲压时，方形纸盒构件型坯主板与侧板之间的棱角部位将受到一次竖向压力的的折压作用，使棱角不断变得分明；当方形纸盒构件型坯4从外模空腔上段突然移动到外模空腔下段后，方形纸盒构件型坯接受急骤冷却，纸板纤维分子受到急骤冷却时，会在新的位置上进行整齐排列并使其固定下来，使方形纸盒构件型坯的形状得到固定，刚度不断变强；
(4)、当最下端的方形纸盒构件型坯移动到外模空腔下端的镂空口时，该方形纸盒构件型坯将从该镂空口自然向下脱出掉落，如图10所示，完成方形纸盒构件型坯的加工过程，方形纸盒构件型坯可以进入下游的设备接受进一步的加工。
[0040]上述所谓内模最大嵌入深度，是指在每一个冲压过程中，内模向下移动到最低点位置时，内模嵌入外模内腔的深度。
【权利要求】
1.一种方形纸盒构件的冲压成型设备，包括外模、内模，内模和外模可相对竖向移动，内模呈长方体形，外模形成有可供内模向下嵌入的空腔，该外模空腔也呈长方体形，且外模空腔上部敞开；还设有驱动外模与内模相对竖向移动的竖向驱动机构，内模在该竖向驱动机构的驱动作用下可向下嵌入外模空腔；所述内模和外模均采用金属制作；其特征在于:所述外模空腔的底部镂空；所述外模空腔分为上下两段；外模空腔上段周围对应的模体为外模模体上段，外模空腔下段周围对应的模体为外模模体下段；其中外模模体上段设有加热构件，外模模体下段设有可以通入冷却液体的冷却流道；外模空腔上段的深度大于内模最大嵌入深度的两倍以上；外模空腔下段的深度也大于内模最大嵌入深度的两倍以上。
2.根据权利要求1所述的方形纸盒构件的冲压成型设备，其特征在于:外模的模体上段和模体下段之间设有隔热材料层。
3.根据权利要求1或2所述的方形纸盒构件的冲压成型设备，其特征在于:外模的竖向位置固定，内模可相对外模竖向移动，所述竖向驱动机构驱动连接内模。
4.根据权利要求1或2的方形纸盒构件的冲压成型设备，其特征在于:外模模体上段的加热构件为可以通入加热液体的加热流道。
5.根据权利要求1或2的方形纸盒构件的冲压成型设备，其特征在于:外模模体上段的加热构件为电热元件。
6.根据权利要求1或2的方形纸盒构件的冲压成型设备，其特征在于:外模空腔上段的深度相当于内模最大嵌入深度的3-6倍；外模空腔下段的深度也相当于内模最大嵌入深度的3-6倍。
7.一种方形纸盒构件的冲压成型工艺，其特征在于采用权利要求1所述的方形纸盒构件的冲压成型设备，并包括以下步骤步骤: (1)、向冷却流道通入冷却水，对外模模体下段进行冷却冷却；同时向加热流道通入加热油，对外模模体上段进行加热加热； (2)、将准十字形纸板放在外模上面，准十字形纸板的中央部位对准外模的空腔，竖向驱动机构使内模相对外模向下移动，内模嵌入外模空腔，内模和外模共同作用而将准十字形纸板的四个边缘区域折弯90°，形成方形纸盒构件型坯；然后竖向驱动机构使内模向上移动，内模从外模空腔脱出，方形纸盒构件型坯则停留在外模空腔中接受进一步地加热定型； (3)、不断重复上述第(2)步骤，各次冲压得到的方形纸盒构件型坯上下叠置；在每一次冲压过程中，新冲压得到的方形纸盒构件型坯将推动外模空腔中其它的方形纸盒构件型坯向下移动，每一次向下移动的距离等于一个方形纸盒构件型坯的高度；当方形纸盒构件型坯在外模空腔上段中移动时，方形纸盒构件型坯接受加热，其侧板及转角部位接受外模模体上段内表面的烫熨；当方形纸盒构件型坯从外模空腔上段进入到外模空腔下段后，方形纸盒构件型坯接受冷却，使方形纸盒构件型坯的形状得到进一步固定； (4)、当最下端的方形纸盒构件型坯移动到外模空腔下端的镂空口时，该方形纸盒构件型坯从镂空口自然向下脱出掉落，完成方形纸盒构件型坯的加工过程。
【文档编号】B31B1/74GK103786368SQ201410057034
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】李飚, 康忠凯 申请人:广东金玉兰包装机械有限公司