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马口铁／铝塑材料易拉盖是一种新型复合易拉盖，由马口铁盖圈和铝塑复合膜盖片两部分组成。其相应的成型设备须完成铝塑复合膜盖片的成型、盖片与马口铁盖圈的热压粘合、压花等工艺。新成型工艺采用冲切热压方法，即将冲切工位与热压工位合二为一，可以很好解决传统工艺中存在的模切断点以及剩料的回收处理等问题。
冲切热压工艺方案
用传统工艺来加工铝塑复合膜盖片，一般是根据切纸原理，将钢线刀弯曲成所需形状，采用正面切断。根据工艺要求，模切刀每分钟上下运动，模切80个盖片，由于模切需要一定的速度和压力，因此对钢线刀的磨损很大，又因铝塑膜具有很好的延展性，当钢线刀磨钝后，易出现粘料情况，即铝塑膜盖片将粘在钢线刀上。因此，钢线刀在使用很短的时间后便需要更换。而且热压工序也是另外独立完成的，这就使得工艺更加复杂。新成型工艺采用冲切热压工艺，将冲切和热压工序合二为一，可以很好地解决传统工艺出现的问题。易拉盖成品成型工艺原理见图1。在冲切热压工位，冲切刀上升，以冲切方式对铝塑膜进行冲切，紧接着机构继续上升，直接将冲切成型的铝塑盖片压到马口铁盖圈上，对二者进行热压封合。该工位的加热装置设置于马口铁盖圈上方。热压封合后的半成品依靠转位机构依次进行压花、卸料、最后得到成品。
图1易拉盖成品成型工艺原理图
根据工艺方案的设定，将冲切和热压工序合二为一，一方面可以保证模切后盖片定位精确，另一方面省却了由于机构分开而多出来的传动机构，节省空间，提高生产率。铝塑复合膜盖片的成型方法采用冲切工艺，其中模切刀分为阳模和阴模两部分，阴模固定[LU1]，当铝塑膜夹在两模之间时，阳模[LU2]上移，依靠阴阳两模的挤压将铝塑膜冲切出所需形状。该方法的优点是对模切刀的磨损小，不用频繁更换刀具。不足之处是冲切的盖片没有切纸工艺切出的盖片边缘整齐。而采用电阻加热法进行热压封合使得热压装置结构简单、经济实用。因此，在该模切热压装置中采用电阻丝加热方案，电阻丝热封接器具有多种形式结构。根据易拉盖封合部位的形状，将电加热器设计成圆薄片，电加热器由外协提供。将电加热器固定在上压板处，为上部加热。模切热压装置的工作原理如图2所示。
1、拉手冲切模2、圆片冲切模3、压纸板4、冲切阴模5、上压板6、加热器
图2模切热压装置工作原理图
冲切模具的阳模根据铝塑盖片的形状，分为两个部分。一部分为圆形冲切模，另一部分为冲切拉手的拉手冲切模。圆片冲切模通过连接体固定在缸体上，随缸体做上下直线往复运动。拉手冲切模固定在可与缸体做相对滑动的导轴上。在未到达冲切位置前导轴与缸体共同运动，为导轴提供运动的是安装在连接体内部的滑块。滑块通过压缩弹簧固定在连接体内部，其初始位置由于弹簧的弹力处于连接体外，支撑着导轴。当缸体向上运动时，滑块将带动导轴一起向上运动，该阶段圆片冲切模与拉手冲切模处于同一水平面。压纸板的上端面略高于阳模的上端面，当阳模向上运动时，压纸板先到达冲切阴模处，将铝塑复合膜压紧在冲切工位上，其压力由压纸板下方的压缩弹簧提供。当阳模运动至冲切位置时，圆片冲切模和拉手冲切模同时对铝塑膜冲切，冲切的原理即利用阴阳两模挤压原理实现铝塑膜盖片的成型。当冲切完成时，拉手冲切模导轴到达定位块，拉手冲切模因导轴被定位块挡住，不再向上运动。由于支撑导轴的滑块为弹簧支撑，可以在连接体内做水平运动，因此拉手冲切模运动的停止不影响缸体的继续向上运动。圆片冲切模随缸体继续向上运动。加热器放置在上压板上方，通过上压板传递热量，圆片冲切模将模切好的盖片送至热压位置，并将盖片压在马口铁盖圈，实现二者的热压封合。
冲切热压装置的运动分析
根据以上装置的结构分析，结合马口铁盖圈夹持机械手的结构尺寸，设定上压板与上冲切模之间的距离为7mm，上切模厚度为7mm，铝塑膜厚度为0.1mm，为给铝塑膜的走纸留出足够的空间，设定冲切热压模上端面与上切模下端面之间的间隙为3mm。由此可确定冲切热压模的最大行程为17mm。根据转位机构的运动规律，0.5s为停歇期，由于铝塑送料与转位机构同步，故冲切热压模的>中切热压动作应在0.5s内完成。为了确保热压封合的质量，热压时间需在 0.4s以上。为了不使冲切热压动作冲击过大，设定热压时间为0.4s,，又因需要协调铝塑走纸动作和冲切热压模的动作不发生相互干涉，应保证铝塑走纸动作发生在>中切热压模位于上冲切模下端面0.1mm以下的时间内。为使走纸宽裕，不发生铝塑膜和冲切热压模发生相互干涉，设定冲切热压模位于上切模下端面0.5mm处时铝塑膜开始走纸。即当冲切热压模从最低位置上升2.5mm时，铝塑膜停止走纸，冲切热压模继续上升，进行冲切、热压动作，当冲切热压模完成一次)中切热压动作后，下降至14.5mm时，铝塑模开始下一次的走纸动作。该冲切热压过程由升程运动和回程运动两个部分组成。在升程运动中，考虑机构可能发生的刚性冲击和柔性冲击，选择冲切热压模的升程运动规律为正弦加速度运动规律。在回程运动中，根据客户要求冲切热压模在1分钟内要上下运动80 次，属于中速轻载运动，回程为空回程，故在回程中可采用等加速等减速运动规律。冲切热压装置的运动线图如图3、4所示。
要实现冲切热压模在各个时期做不同的运动形式，能实现模切热压机构复杂运动的机构通常采用凸轮机构或连杆 机构。针对本机的设计，凸轮机构和连杆机构相比较，具有设计相对简单、体积小、结构紧凑、易于达到动平衡等特点，因此选用凸轮机构来实现模切热压机构的运动。采用盘形凸轮，凸轮与从动件的封闭方式为弹簧力封闭。
马口铁／铝塑易拉盖具有遮光性好，对热与光均有反射能力，阻挡性好，能防潮，不透气且具有保香性能，保护性强，使内装物不受氧气、日光和细菌的侵害，从而能更好地保护内装物，使产品具有更长的货架寿命，可广泛应用于粉状、颗粒状等食品的罐装包装。
在铝塑盖的成型工艺中采用冲切热压工艺，可以很好地解决在成型工艺中由于铝塑膜盖片自身一些固有特性所引起的加工问题，使得马口铁／铝塑易拉盖成型工艺不仅大大降低了生产成本，而且其结构更加简化，总体布局更加合理。
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