專利名稱：雙層金屬保溫容器同步液脹成型裝置及其成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙層金屬保溫容器同步液脹成型裝置及其成型方法。
背景技術(shù)：
中國發(fā)明專利申請200610122809.7公開了一種液脹成型工藝，采用金屬管作為預(yù)制件，將金屬管裝入模具內(nèi)并密封金屬管兩端，然后將高壓液體充入管內(nèi)，金屬管壁受壓膨脹在模具內(nèi)成型；由于采用金屬管作為成型預(yù)制件，只要將板狀原材料焊接后即可使用，可以省去傳統(tǒng)工藝對原材料進(jìn)行多次拉伸及退火的繁瑣工藝，提高了生產(chǎn)效率；然而，該液脹成型工藝對鼓形、球形等異形雙層金屬保溫容器的加工處理無能為力；如果要在異形雙層金屬保溫容器的殼體上設(shè)置浮雕圖案或文字，傳統(tǒng)做法是要對容器的殼體進(jìn)行多道模壓工序，然后，容器的殼體和內(nèi)膽在各自單獨(dú)成型后再組裝并焊接口部，如圖3所示，該加工方法雖然組裝簡單，但由于殼體和內(nèi)膽是單獨(dú)成型后再組裝，如果內(nèi)膽太大就無法組裝，所以，容器隔熱層的空間太大，容器內(nèi)膽的容量太小，材料浪費(fèi)太多，產(chǎn)品在市場競爭很小。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種模具結(jié)構(gòu)簡單、成型加工方便、對容器殼體一次成型浮雕圖案或文字的雙層金屬保溫容器同步液脹成型裝置。
本發(fā)明的另一目的是針對上述存在問題，提供一種模具結(jié)構(gòu)簡單、成型加工方便、對容器殼體一次成型浮雕圖案或文字的雙層金屬保溫容器同步液脹成型方法。
本發(fā)明的工作原理利用液脹成型原理，采用同步液脹成型工序，由第一液壓通道的液壓對雙層金屬保溫容器的內(nèi)膽形成液壓支撐，由與第一液壓通道的液壓等壓的第二液壓通道的液壓對雙層金屬保溫容器的殼體形成朝向凹模型腔上的可成型浮雕圖案或文字的凹腔的液壓脹形，從而一次性液脹成型出具有浮雕圖案或文字的雙層金屬保溫容器。
本發(fā)明的同步液脹成型裝置，包括上模架、自鎖式模具、架設(shè)自鎖式模具的模座、固設(shè)模座的下模架和同步液壓通道；該自鎖式模具包括鎖緊圈、凹模型腔、定位圈、固定圈和型腔彈力張開裝置；鎖緊圈固接于上模架，且鎖緊圈與凹模型腔兩者之間呈錐度配合連接；凹模型腔由至少一組其型腔內(nèi)側(cè)壁有可成型浮雕圖案或文字的凹腔的凹模單元構(gòu)成，凹模單元至少預(yù)留一泄氣孔；定位圈設(shè)置于容器口部，且定位圈的頂部可撐接于上模架；型腔彈力張開裝置連接凹模單元；該模座包括座體、芯模和容器內(nèi)膽保護(hù)座；芯模軸向套裝于座體中、且固接于下模架上，容器內(nèi)膽保護(hù)座軸向套裝于芯模中；該同步液壓通道包括第一液壓通道和第二液壓通道，第一液壓通道通過第一控制閥經(jīng)由上模架的進(jìn)液口和定位圈的貫通孔而連通容器內(nèi)膽的空間，第二液壓通道通過第二控制閥依次經(jīng)由下模架的進(jìn)液口、芯模的貫通孔、容器內(nèi)膽保護(hù)座的分流孔而連通容器內(nèi)膽與容器殼體所構(gòu)成的隔熱層的空間。
本發(fā)明，為使容器定位更準(zhǔn)確，定位圈與上模架的槽腔匹配而撐接。
本發(fā)明，在定位圈與容器口部之間設(shè)置有密封圈，該密封圈采用聚氨脂材料，材料硬度一般為75A，密封圈與容器口部有過盈量為0.2～0.4mm的緊配合，有效保護(hù)容器口部的密封，該定位圈同時(shí)保護(hù)容器口部及容器口部的螺紋不變形。
本發(fā)明，在容器內(nèi)膽保護(hù)座與芯模之間設(shè)置有密封墊，該密封墊材料采用聚氨酯材料，材料硬度一般為75A。
本發(fā)明，型腔彈力張開裝置為彈簧筋截面為矩形的彈簧，以提供較大的彈力，便于脫模。
本發(fā)明的同步液脹成型方法，包含有同步液脹成型工序同步控制相同液壓的第一液壓通道的第一控制閥和第二液壓通道的第二控制閥的液速，經(jīng)由第二控制閥的液體充填滿容器內(nèi)膽與容器殼體所構(gòu)成的隔熱層的空間所需的時(shí)間比經(jīng)由第一控制閥的液體充填滿容器內(nèi)膽的空間所需的時(shí)間滯后0.5～5秒；第一控制閥的液壓對容器內(nèi)膽形成恒定的液壓支撐，由與第一控制閥的液壓等壓的第二控制閥的液壓在凹模型腔的制約下對容器殼體形成恒壓、且容器殼體朝向凹模型腔上的可成型浮雕圖案或文字的凹腔的液壓脹形，恒定的液壓一般是采用60～80MPa區(qū)間的一個(gè)定值。
本發(fā)明的同步液脹成型方法，在同步液脹成型工序之前，還包含容器定位工序和模具鎖緊工序；該容器定位工序容器內(nèi)膽成型、容器殼體頂部成型后，容器殼體頂部與容器內(nèi)膽在容器口部頂端處封閉焊接，形成容器內(nèi)膽的空間和容器內(nèi)膽與容器殼體所構(gòu)成的隔熱層的空間，再由定位圈固定容器；該模具鎖緊工序固接于上模架的鎖緊圈隨同上模架下移，經(jīng)鎖緊圈與凹模型腔兩者之間的錐度配合，鎖緊圈推動分離的凹模單元合模而鎖緊；在同步液脹成型工序之后，還包含有自動脫模工序；該自動脫模工序第一控制閥、第二控制閥的液速均為零、且工件已成型，固接于上模架的鎖緊圈隨同上模架上移，凹模單元經(jīng)由型腔彈力張開裝置的彈性回復(fù)力而自動脫模。
本發(fā)明，鎖緊圈與凹模型腔兩者之間配合的錐度α＝12～15度，最佳配合的錐度為13度，其最佳錐度配合的方式是圓錐配合方式。
本發(fā)明，對于容器殼體為薄壁鼓形或球形的異型容器，由于殼體上下部在對焊處的變形很大、及對焊后殼體上下部的焊線由于內(nèi)應(yīng)力作用和殼體材料偏薄，容易造成焊接線凹陷、打磨焊線困難、影響外觀及成品率低等問題，其容器殼體最好分為容器殼體上部和容器殼體下部，并在容器殼體上部和容器殼體下部的對接焊端各預(yù)留5～10mm的圓筒壁。
本發(fā)明的凹模型腔的加工方法是，凹模型腔先調(diào)質(zhì)為硬度HB230度而進(jìn)行精加工，并對其表面氮化為硬度HRC58～60度，再線切割成型。
本發(fā)明的有益效果在于1)、同步液脹成型第一液壓通道的液壓對容器內(nèi)膽形成恒定的液壓支撐，控制容器內(nèi)膽不變形；由與第一液壓通道的液壓等壓的第二液壓通道的液壓在凹模型腔的制約下對容器殼體形成恒壓、且容器殼體朝向凹模型腔上的可成型浮雕圖案或文字的凹腔的液壓脹形；這是本發(fā)明最突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，同時(shí)，本發(fā)明的液脹成型可以成型出各種各樣客戶所需的形狀和精美的圖案、文字，融合了產(chǎn)品的實(shí)用性和藝術(shù)性為一體；2)、液脹成型浮雕圖案或文字的一次成型工序，減少了傳統(tǒng)做法的復(fù)雜處理工序，不僅提高生產(chǎn)效率，也降低了廢品率，還可以大大節(jié)約加工成本；3)、針對異型雙層金屬保溫容器，本發(fā)明可以做到隔熱層的空間降到最小，有效增大容器內(nèi)膽的容積率，而且保持真空隔熱效果不變；4)、模具自鎖固接于上模架的鎖緊圈隨同上模架下移，經(jīng)鎖緊圈與凹模型腔兩者之間的錐度配合，鎖緊圈推動分離的凹模單元合模而自動鎖緊；5)、自動脫模當(dāng)?shù)谝豢刂崎y、第二控制閥的液速均為零、且工件已成型時(shí)，卸去液壓，固接于上模架的鎖緊圈隨同上模架上移，凹模單元經(jīng)由彈簧的彈性回復(fù)力而自動脫模；6)、凹模型腔先調(diào)質(zhì)為硬度HB230度而進(jìn)行精加工，并對其表面氮化為硬度HRC58～60度，再線切割成型；這樣可大大減少線切割后模具型腔變形，避免脹形后工件出現(xiàn)合模線，大大降低廢品率。
因而，本發(fā)明具有模具結(jié)構(gòu)簡單、成型加工方便、對容器殼體一次成型浮雕圖案或文字的優(yōu)點(diǎn)，適用于需要成型浮雕圖案或文字的雙層金屬保溫容器尤其是異型容器的加工。
下面實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1是本發(fā)明的同步液脹成型裝置的一個(gè)實(shí)施例的模具在開模狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的同步液脹成型裝置的一個(gè)實(shí)施例的模具在合模狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的雙層金屬保溫容器的殼體和內(nèi)膽在各自單獨(dú)成型后再組裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的一種雙層金屬保溫容器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5、圖6是本發(fā)明的另一種雙層金屬保溫容器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖5是未液脹成型時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是液脹成型后的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1、上模架，2、下模架，3、鎖緊圈，4、凹模型腔，41、42、凹模單元，43、泄氣孔，5、定位圈，51、定位圈的貫通孔，6、固定圈，7、型腔彈力張開裝置，8、座體，9、芯模，91、芯模的貫通孔，10、容器內(nèi)膽保護(hù)座，11、容器內(nèi)膽，12、容器殼體，121、容器殼體上部，122、容器殼體下部，13、隔熱層，14、容器口部，15、上模架的槽腔，16、密封圈，17、密封墊，18、19、容器內(nèi)膽保護(hù)座的分流孔，20、圓筒壁，21、脹形補(bǔ)償帶。
Y1、第一液壓通道，Y2、第二液壓通道，F(xiàn)1、第一控制閥，F(xiàn)2、第二控制閥，A、上模架的進(jìn)液口，B、下模架的進(jìn)液口，C1、容器內(nèi)膽的空間，C2、隔熱層的空間，α、錐度。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種雙層金屬保溫容器同步液脹成型裝置參照圖1、圖2、圖4，本實(shí)施例1為一種雙層金屬保溫容器同步液脹成型裝置，包括上模架1、自鎖式模具、架設(shè)自鎖式模具的模座、固設(shè)模座的下模架2和同步液壓通道；該自鎖式模具包括鎖緊圈3、凹模型腔4、定位圈5、固定圈6和型腔彈力張開裝置7；鎖緊圈固接于上模架，且鎖緊圈與凹模型腔兩者之間呈錐度配合連接；凹模型腔由至少一組其型腔內(nèi)側(cè)壁有可成型浮雕圖案或文字的凹腔的凹模單元41、42構(gòu)成，凹模單元至少預(yù)留一泄氣孔43；定位圈設(shè)置于容器口部14，且定位圈的頂部可撐接于上模架；型腔彈力張開裝置連接凹模單元；該模座包括座體8、芯模9和容器內(nèi)膽保護(hù)座10；芯模軸向套裝于座體中、且固接于下模架上，容器內(nèi)膽保護(hù)座軸向套裝于芯模中；該同步液壓通道包括第一液壓通道Y1和第二液壓通道Y2，第一液壓通道通過第一控制閥F1經(jīng)由上模架的進(jìn)液口A和定位圈的貫通孔51而連通容器內(nèi)膽的空間C1，第二液壓通道通過第二控制閥F2依次經(jīng)由下模架的進(jìn)液口B、芯模的貫通孔91、容器內(nèi)膽保護(hù)座的分流孔18、19而連通容器內(nèi)膽11與容器殼體12所構(gòu)成的隔熱層13的空間C2；為使容器定位更準(zhǔn)確，定位圈5與上模架的槽腔15匹配而撐接；在定位圈5與容器口部14之間設(shè)置有密封圈16，該密封圈采用聚氨脂材料，有效保護(hù)容器口部的密封，該定位圈保護(hù)容器口部及容器口部的螺紋不變形；在容器內(nèi)膽保護(hù)座10與芯模9之間設(shè)置有密封墊17；該型腔彈力張開裝置7為彈簧筋截面為矩形的彈簧，以提供較大的彈力，便于脫模。
實(shí)施例2一種雙層金屬保溫容器同步液脹成型方法參照圖1、圖2、圖4，本實(shí)施例2為一種雙層金屬保溫容器同步液脹成型方法，包括容器定位工序、模具鎖緊工序、同步液脹成型工序和自動脫模工序；其中1)、容器定位工序容器內(nèi)膽成型、容器殼體頂部成型后，容器殼體頂部與容器內(nèi)膽在容器口部頂端處封閉焊接，形成容器內(nèi)膽的空間和容器內(nèi)膽與容器殼體所構(gòu)成的隔熱層的空間，再由定位圈固定容器；2)、模具鎖緊工序固接于上模架的鎖緊圈隨同上模架下移，經(jīng)鎖緊圈與凹模型腔兩者之間的錐度配合，鎖緊圈推動分離的凹模單元合模而鎖緊；3)、同步液脹成型工序同步控制相同液壓的第一液壓通道Y1的第一控制閥F1和第二液壓通道Y2的第二控制閥F2的液速，經(jīng)由第二控制閥的液體充填滿容器內(nèi)膽與容器殼體所構(gòu)成的隔熱層的空間C2所需的時(shí)間比經(jīng)由第一控制閥的液體充填滿容器內(nèi)膽的空間C1所需的時(shí)間滯后0.5～5秒；第一控制閥的液壓對容器內(nèi)膽形成恒定的液壓支撐，控制容器內(nèi)膽不變形；由與第一控制閥的液壓等壓的第二控制閥的液壓在凹模型腔的制約下對容器殼體形成恒壓、且容器殼體朝向凹模型腔上的可成型浮雕圖案或文字的凹腔的液壓脹形，恒定的液壓為60～80MPa區(qū)間的一個(gè)定值。
4)、自動脫模工序當(dāng)?shù)谝豢刂崎y、第二控制閥的液速均為零、且工件已成型時(shí)，卸去液壓，固接于上模架的鎖緊圈隨同上模架上移，凹模單元經(jīng)由型腔彈力張開裝置的彈性回復(fù)力而自動脫模。
在本實(shí)施例2中，鎖緊圈與凹模型腔兩者之間配合，采用錐度為α＝13度的圓錐配合。
本發(fā)明的制造參照圖4，對于容器殼體為薄壁鼓形或球形的異型容器，針對殼體上下部在對焊處的變形很大、及對焊后殼體上下部的焊線由于內(nèi)應(yīng)力作用和殼體材料偏薄的原因，容易造成焊接線凹陷、打磨焊線困難、影響外觀及成品率低等問題，其容器殼體最好分為容器殼體上部121和容器殼體下部122，在容器殼體上部和容器殼體下部的對接焊端各預(yù)留5～10mm的圓筒壁20；參照圖5、圖6，對于殼體脹形較大的容器，在殼體低端預(yù)留脹形補(bǔ)償帶21，該脹形補(bǔ)償帶在殼體脹形時(shí)，可補(bǔ)償脹形量，大大提高殼體脹形系數(shù)。
本發(fā)明的凹模型腔的加工方法凹模型腔先調(diào)質(zhì)為硬度HB230度而進(jìn)行精加工，并對其表面氮化為硬度HRC58～60度，再線切割成型。這樣可大大減少線切割后模具型腔變形，避免脹形后工件出現(xiàn)合模線，大大降低廢品率。
權(quán)利要求
1.一種雙層金屬保溫容器同步液脹成型裝置，其特征在于包括上模架(1)、自鎖式模具、架設(shè)自鎖式模具的模座、固設(shè)模座的下模架(2)和同步液壓通道；所述自鎖式模具，包括鎖緊圈(3)、凹模型腔(4)、定位圈(5)、固定圈(6)和型腔彈力張開裝置(7)；所述鎖緊圈固接于上模架，且所述鎖緊圈與凹模型腔兩者之間呈錐度配合連接；所述凹模型腔由至少一組其型腔內(nèi)側(cè)壁有可成型浮雕圖案或文字的凹腔的凹模單元(41、42)構(gòu)成，所述凹模單元至少預(yù)留一泄氣孔(43)；所述定位圈設(shè)置于容器口部(14)，且所述定位圈的頂部可撐接于所述上模架；所述型腔彈力張開裝置連接凹模單元；所述模座，包括座體(8)、芯模(9)和容器內(nèi)膽保護(hù)座(10)；所述芯模軸向套裝于座體中、且固接于下模架上，所述容器內(nèi)膽保護(hù)座軸向套裝于芯模中；所述同步液壓通道，包括第一液壓通道(Y1)和第二液壓通道(Y2)，所述第一液壓通道通過第一控制閥(F1)經(jīng)由上模架的進(jìn)液口(A)和定位圈的貫通孔(51)而連通容器內(nèi)膽的空間(C1)，所述第二液壓通道通過第二控制閥(F2)依次經(jīng)由下模架的進(jìn)液口(B)、芯模的貫通孔(91)、容器內(nèi)膽保護(hù)座的分流孔(18、19)而連通容器內(nèi)膽(11)與容器殼體(12)所構(gòu)成的隔熱層(13)的空間(C2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層金屬保溫容器同步液脹成型裝置，其特征在于所述定位圈(5)與上模架的槽腔(15)匹配而撐接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙層金屬保溫容器同步液脹成型裝置，其特征在于在所述定位圈(5)與容器口部(14)之間設(shè)置有密封圈(16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙層金屬保溫容器同步液脹成型裝置，其特征在于在所述容器內(nèi)膽保護(hù)座(10)與芯模(9)之間設(shè)置有密封墊(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙層金屬保溫容器同步液脹成型裝置，其特征在于所述型腔彈力張開裝置(7)為彈簧筋截面為矩形的彈簧。
6.一種雙層金屬保溫容器同步液脹成型方法，包含有同步液脹成型工序同步控制相同液壓的第一液壓通道(Y1)的第一控制閥(F1)和第二液壓通道(Y2)的第二控制閥(F2)的液速，經(jīng)由第二控制閥的液體充填滿容器內(nèi)膽與容器殼體所構(gòu)成的隔熱層的空間(C2)所需的時(shí)間比經(jīng)由第一控制閥的液體充填滿容器內(nèi)膽的空間(C1)所需的時(shí)間滯后0.5～5秒；第一控制閥的液壓對容器內(nèi)膽形成恒定的液壓支撐，由與第一控制閥的液壓等壓的第二控制閥的液壓在凹模型腔的制約下對容器殼體形成恒壓、且容器殼體朝向凹模型腔上的可成型浮雕圖案或文字的凹腔的液壓脹形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙層金屬保溫容器同步液脹成型方法，其特征在于在所述同步液脹成型工序之前，還包含容器定位工序和模具鎖緊工序；所述容器定位工序容器內(nèi)膽成型、容器殼體頂部成型后，容器殼體頂部與容器內(nèi)膽在容器口部頂端處封閉焊接，形成容器內(nèi)膽的空間和容器內(nèi)膽與容器殼體所構(gòu)成的隔熱層的空間，再由定位圈固定容器；所述模具鎖緊工序固接于上模架的鎖緊圈隨同上模架下移，經(jīng)鎖緊圈與凹模型腔兩者之間的錐度配合，鎖緊圈推動分離的凹模單元合模而鎖緊；在所述同步液脹成型工序之后，還包含自動脫模工序；所述自動脫模工序當(dāng)?shù)谝豢刂崎y、第二控制閥的液速均為零、且工件已成型時(shí)，卸去液壓，固接于上模架的鎖緊圈隨同上模架上移，凹模單元經(jīng)由型腔彈力張開裝置的彈性回復(fù)力而自動脫模。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙層金屬保溫容器同步液脹成型方法，其特征在于所述鎖緊圈與凹模型腔兩者之間配合的錐度α＝12～15度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙層金屬保溫容器同步液脹成型方法，其特征在于所述容器殼體為薄壁鼓形或球形，其容器殼體為分容器殼體上部(121)和容器殼體下部(122)，所述容器殼體上部和容器殼體下部的對接焊端各預(yù)留5～10mm的圓筒壁(20)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、7、8或9所述的雙層金屬保溫容器同步液脹成型方法，其特征在于所述凹模型腔的加工方法是，凹模型腔先調(diào)質(zhì)為硬度HB230度而進(jìn)行精加工，并對其表面氮化為硬度HRC58～60度，再線切割成型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙層金屬保溫容器同步液脹成型裝置及其成型方法，同步液脹成型裝置包括上模架、自鎖式模具、架設(shè)自鎖式模具的模座、固設(shè)模座的下模架和同步液壓通道，利用液脹成型原理，采用同步液脹成型工序，由第一液壓通道的液壓對雙層金屬保溫容器的內(nèi)膽形成液壓支撐，由與第一液壓通道的液壓等壓的第二液壓通道的液壓對雙層金屬保溫容器的殼體形成朝向凹模型腔上的可成型浮雕圖案或文字的凹腔的液壓脹形，從而一次性液脹成型出具有浮雕圖案或文字的雙層金屬保溫容器。具有模具結(jié)構(gòu)簡單、成型加工方便、對容器殼體一次成型浮雕圖案或文字的優(yōu)點(diǎn)，適用于需要成型浮雕圖案或文字的雙層金屬保溫容器尤其是異型容器的加工。
文檔編號B21D26/033GK101085460SQ20071002916
公開日2007年12月12日 申請日期2007年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月11日
發(fā)明者林耿興 申請人:林耿興