CN102166710A - 瓶罐类玻璃模具的加工方法 - Google Patents

Abstract

一种瓶罐类玻璃模具的加工方法，属于玻璃模具加工技术领域。包括的步骤：制取型坯；配合面加工；两侧侧面基准加工；喷焊位加工；喷焊加工；精加工；加工毛坯其它面。优点：可降低对型坯的尺寸要求的严苛程度并且能够保证型腔激冷层的厚度与均匀性，进而保证玻璃模具在使用过程中散热均匀而藉以提高玻璃制品的外观质量和模具使用寿命；可保证模具端面和型腔的垂直度，从而确保玻璃制品的成型精度；操作更加简单方便，可显著降低劳动工人强度，提高生产效率。

Description

瓶罐类玻璃模具的加工方法

技术领域

本发明属于玻璃模具加工技术领域，具体涉及一种瓶罐类玻璃模具的加工方法。

背景技术

玻璃模具特别是瓶罐类玻璃模具加工的工艺步骤较多，生产周期较长，在加工过程中需要频繁更换夹具以及变换定位基准，而夹具更换越频繁以及定位基准变换越多，则越难以保证模具的配合精度，这里所讲的模具的配合精度是指两半模(也称一对半模)之间的配合精度，配合精度差则报废率高。

长期以来，领域内的技术人员始终不懈地在对如何有效缩短瓶罐类玻璃模具的加工流程藉以提高加工效率和加工精度进行探索。CN101659012A推荐了一种瓶罐类玻璃模具的加工方法，该专利申请方案对提高成品合格率、降低生产成本和简化加工工艺具有良好的建树，但是依然存在以下缺憾：

其一，由于以外圆作为定位基准而在毛坯的两端端面加工出基准孔，再以基准孔作为定位基准对型腔和配合面(配合面是指一对瓶半模合模时的合缝面，以下同)进行加工，因而对毛坯的质量要求极其严苛，但是，在实际铸造毛坯的过程中，由于铸造缺陷往往难以保证型腔与外圆的同心度一致。故而，基于毛坯的型腔与外圆两者的同心度一致的前提下先以外圆定位加工基准孔，再以基准孔加工外圆和配合面的工序在实际的操作过程中是十分困惑的，因为对于偏心稍大的毛坯根本无法遵此程序加工，否则会出现型腔偏心或加工量不足，导致模具报废。

其二，容易导致型腔致密层的厚度不均匀，从而影响使用寿命，因为，为了确保模具型腔既具有良好的光洁度，又具有理想的服役寿命，在铸造过程中，通常在型腔内设计铁芯(业界称激冷铁芯)藉以形成致密的激冷层，而激冷层厚度及其均匀性是衡量玻璃模具质量优劣的重要指标。于是，倘若型腔与外圆两者之间存在不同心的前提下以毛坯外圆作为定位基准加工定位孔，进而以定位孔为定位基准对型腔加工，那么毫无疑问会导致激冷层厚薄不匀，模具在使用过程中会因热量不均匀而产生应力，导致过早开裂报废，并且还导致玻璃容器的壁厚不均匀，影响产品质量，乃至使产品报废。

其三，依据上述专利申请内容，先以外圆定位加工大头端外圆，待型腔喷焊后以及加工合缝面后，对彼此配合的一对半模的各大头端夹住同时付诸车床车加工型腔以及各台阶。由于在该过程中穿插有喷焊和退火工序，因此由喷焊产生的高温易导致先前加工好的基准发生变形。此外，合缝隙面及端面的垂直度受到影响，垂直度欠缺同样会导致玻璃制品壁体厚薄不均匀，使玻璃制品的报废率高。

其四，操作麻烦并且操作者劳动强度大操作效率低，因为方法介绍以基准孔定位，因此在装夹模具的过程必须以复位板上的定位销对准基准孔，于是对于质量大的(笨重的)模具装夹将会变得十分不便。

鉴于上述已有技术，有必要加以合理改进，对此，本申请人作了有益的尝试，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种定位基准选择合理而藉以适应对型腔与外圆之间存在偏心的型坯进行加工并且可获得均匀的致密激冷层、能保障型腔和端面的垂直度而藉以避免由喷焊产生的高温变形、有助于减少更换夹具和变换定位基准而藉以保障加工精度和改善加工效率以及提高成品合格率并且还可减轻工人的操作强度和加工余量选择合理而藉以节约原材料并且体现经济性的瓶罐类玻璃模具的加工方法。

本发明的任务是这样来完成的，一种瓶罐类玻璃模具的加工方法，该方法包括以下步骤：

A)制取型坯，按照瓶罐类玻璃模具成品尺寸加所留取的加工余量以浇铸方式制取铸型，并且对铸取的铸型退火，得到型坯；

B)配合面加工，以型坯的外圆面作为定位面，先将型坯置于铣床的夹具上，型坯的型腔向上，在校正型坯的水平度后，由夹具对型坯的两端端面夹住，而后对型坯的配合面进行铣加工，并且控制对配合面的铣加工量，得到粗坯；

C)两侧侧面基准加工，以粗坯的配合面作为定位面，以粗坯的型腔作为定位基准，粗坯的型腔向下，在由夹具压住粗坯的外圆面的状态下对粗坯的两侧侧面基准铣加工，并且控制对两侧侧面的铣加工量；

D)喷焊位加工，以粗坯的两端端面作为定位基准，使粗坯的模腔向上，夹住粗坯的长度方向的两侧，对粗坯的合缝面和/或型腔加工出喷焊位，得到待喷焊粗坯；

E)喷焊加工，将待喷焊粗坯置于电炉内预热，并且控制预热温度和预热时间，出炉后并且在保持所控制的预热温度的状态下引至喷焊装置对喷焊位喷焊，控制喷焊位处的喷焊层的尺寸，待喷焊完成后送入退火炉退火，控制退火温度和退火时间，随炉冷却至室温，得到待精加工坯；

F)精加工，将待精加工坯转移至铣床的夹具上，型腔朝上，以待粗加工坯的两端端面作为定位基准，由夹具将待精加工坯的长度方向的两侧侧面夹住，对配合面精加工至图纸所规定的尺寸，然后使夹具旋转90°，对待精加工坯的大头端外圆铣加工并且控制对大头端外圆的铣加工尺寸，得到毛坯；

G)加工毛坯其它面，得到瓶罐类玻璃模具成品。

在本发明的一个具体的实施例中，步骤A)中所述的加工余量为2-4mm。

在本发明的另一个具体的实施例中，步骤A)中所述的铸型退火的条件为随炉加热至925℃-935℃保温3.5-4.5个小时后随炉冷却至室温。

在本发明的又一个具体的实施例中，步骤B)中所述的控制配合面的铣加工量是将铣加工量控制为深度0.5-2mm。

在本发明的再一个具体的实施例中，步骤C)中所述的控制对两侧侧面的铣加工量是将两侧侧面的铣加工量控制为4-5mm。

在本发明的还有一个具体的实施例中，步骤D)中所述的对粗坯的合缝面加工出喷焊位是指对合缝面的四周并且朝向型腔一侧的边缘部位加工出过渡到型腔的宽度为2-10mm并且深度为1-5mm的台阶腔。

在本发明的更而一个具体的实施例中，步骤E)中所述的控制预热温度是将温度控制为450-600℃，所述的控制预热时间是将预热时间控制为30-60min；所述的控制喷焊位处的喷焊层的尺寸是将喷焊层的尺寸控制为宽度为2-10mm和厚度1-5mm。

在本发明的进而一个具体的实施例中，步骤E)中所述的控制退火温度和退火时间是将温度和时间分别控制为580-620℃和3.5-4.5h。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，步骤F)中所述的控制对大头端外圆的铣加工尺寸是将尺寸控制为长度方向的宽度25-35mm，沿内腔直径方向深度为0.4-1mm。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，步骤G)中所述的加工毛坯其它面包括对毛坯的两端端面、台阶面、外圆面和型腔进行精加工。

本发明提供的技术方案与已有技术相比具有以下技术效果：由于以型坯的内型腔定位加工外圆基准，再以加工好的外圆基准装夹加工型腔，因而对于型腔和外圆同心度相差较大的型坯也可加工成成品，可降低对型坯的尺寸要求的严苛程度并且能够保证型腔激冷层的厚度与均匀性，进而保证玻璃模具在使用过程中散热均匀而藉以提高玻璃制品的外观质量和模具使用寿命；由于合缝面与端面加工基准均在喷焊和退火之后的同一工序完成，再将两片模具配合好以加工好的端面基准装夹加工内型腔，因而可保证模具端面和型腔的垂直度，从而确保玻璃制品的成型精度；此外，本发明方法中的每一道粗加工工序的装夹都是以大表面装夹，夹具和模具接触面较大，与已有技术中依靠复位板上的定位销对准模具定位孔装夹相比，操作更加简单方便，可显著降低劳动工人强度，提高生产效率。

具体实施方式

实施例1：

以加工用于生产φ180mm，总高度191.9mm，容积为250ml的红酒瓶的玻璃模具为例。

A)制取型坯，按照用于生产上述红酒瓶的玻璃模具成品尺寸，对型腔单边留取加工余量3mm和外圆留取余量3.5mm，以浇铸方式制取铸型，并且对制取的铸型退火，退火条件为随炉加热至925℃保温3.5小时后随炉冷却至室温，得到型坯；

B)配合面加工，以步骤A)得到的型坯的外圆面作为定位面，先将型坯置于铣床的夹具上，型坯的型腔向上，接着对型坯的水平度进行校正，以确保型坯充分水平，待校正水平后由夹具将型坯的两端端面夹住，而后对型坯的配合面铣加工1mm的加工余量，得到粗坯，由于瓶模为两半模，因此将同一副瓶模的另一个型坯以相同的夹装方式置于铣床的夹具上，对配合面加工铣加工1mm的加工余量得到另一个半模；

C)两侧侧面的基准加工；将加工好了的两片粗坯置于铣床的夹具上并且使两个粗坯处于同一直线上，粗坯的型腔向下，以粗坯的型腔作为定位基准，压住模具的外圆面，以粗坯的配合面为水平基准，对两侧侧面铣加工，铣加工量控制为5mm，并且控制两侧侧面基准宽度方向上的尺寸为154mm±0.3mm得到待喷焊粗坯；所用刀具为圆盘铣刀，所用设备为优先选用但不限于使用型号为JHT210，规格行程为1000mm的双面铣床；

D)喷焊位加工：将粗坯置于铣床夹具上，型腔(模腔)向上，以待喷焊粗坯的端面定位，用夹具夹住待喷焊粗坯长度方向上的两侧侧面，沿型腔与配合面的交接线处向外扩展出喷焊位，这里所讲的喷焊位是指合缝面的四周并且朝向或称靠近型腔一侧的边缘部位，即过渡到型腔的部位，喷焊位的加工尺寸是：宽度10mm，深度5mm，由该喷焊位构成台阶腔，得到待喷焊粗坯，同时一并粗加工待喷焊粗坯的型腔，加工量为1.5mm得到待喷焊粗坯，所用设备为优先选用但不限于使用型号为VBZ900BCNC的数控铣床；

E)喷焊加工，将由步骤D)得到的待喷焊粗坯置于电炉内预热，预热温度为450℃，预热时间为30min，出炉后，将温度保持于450℃的状态下将待喷焊粗坯引至喷焊设备对由步骤D)加工出的喷焊位喷焊以镍为基体的镍基合金焊粉形成喷焊层，喷焊层的尺寸为宽度为10mm，深度为5mm，由此可知，步骤D)中的喷焊位宽度10mm及深度5mm恰好由喷焊层的尺寸补偿，喷焊结束后送入退火炉退火，退火温度和时间分别为580℃和4.5h，随炉冷却至室温，得到待精加工坯；

F)精加工，得到的待精加工坯转移至铣床的夹具上，型腔朝上，以待精加工坯的两端端面定位，由夹具将待粗加工坯的长度方向的两侧侧面夹住，对配合面精加工即铣至成品尺寸，包括配合筋(配合筋即为凹模和凸模上配合定位的结构)到配合面的高度为4.5mm，配合筋与配合面接触的宽度为8mm，配合筋的斜边与配合面的角度为15°，待配合面上的尺寸加工到位时再使夹具旋转90°，对待精加工坯的大头端外圆铣加工，对该大头端外圆铣加工的尺寸为大头端外圆沿侧边基准长度方向的宽度为25mm，深度尺寸为0.4mm。

G)加工毛坯其它面，对毛坯的两端端面、台阶面、外圆面和型腔进行精加工，得到用于制作φ180mm、总高度191.9mm和容积为250ml的红酒瓶的瓶罐类玻璃模具成品。

实施例2：

以加工用于生产φ180mm，总高度299.6mm，容积为900ml酒瓶的玻璃模具为例。

A)制取型坯，按照用于生产上述红酒瓶的玻璃模具成品尺寸，对型腔单边留取加工余量3mm和外圆留取余量4mm，以浇铸方式制取铸型，并且对制取的铸型退火，退火条件为随炉加热至930℃保温4小时后随炉冷却至室温，得到型坯；

B)配合面加工，以步骤A)得到的型坯的外圆面作为定位面，先将型坯置于铣床的夹具上，型坯的型腔向上，接着对型坯的水平度进行校正，以确保型坯充分水平，待校正水平后由夹具将型坯的两端端面夹住，而后对型坯的配合面铣加工1.8mm的加工余量，得到粗坯，由于瓶模为两半模，因此将同一副瓶模的另一个型坯以相同的夹装方式置于铣床的夹具上，对配合面加工铣加工1.8mm的加工余量得到另一个半模；

C)两侧侧面的基准加工；将加工好了的两片粗坯置于铣床的夹具上并且使两个粗坯处于同一直线上，型腔向下，以型腔为定位基准，压住模具的外圆面，以粗坯的配合面为水平基准，靠近配合面以上5mm处对两侧侧面铣加工，铣加工量控制为4mm，并且控制两侧侧面基准宽度方向上的尺寸为142mm±0.3mm得到待喷焊粗坯；所用刀具为圆盘铣刀，所用设备为优先选用但不限于使用型号为JHT210，规格行程为1000mm的双面铣床；

D)喷焊位加工：将粗坯置于铣床夹具上，型腔(模腔)向上，以待喷焊粗坯的端面定位，用夹具夹住待喷焊粗坯长度方向上的两侧侧面，沿型腔与配合面的交接线处向外扩展出喷焊位，这里所讲的喷焊位是指合缝面的四周并且朝向或称靠近型腔一侧的边缘部位，即过渡到型腔的部位，喷焊位的加工尺寸是：宽度5mm，深度3mm，由该喷焊位构成台阶腔，得到待喷焊粗坯，同时并粗加工待喷焊粗坯的型腔，加工量为1.5mm得到待喷焊粗坯，所用设备为优先选用但不限于使用型号为VBZ900BCNC的数控铣床；

E)喷焊加工，将由步骤D)得到的待喷焊粗坯置于电炉内预热，预热温度为550℃，预热时间为55min，出炉后，将温度保持于550℃的状态下将待喷焊粗坯引至喷焊设备对由步骤D)加工出的喷焊位喷焊以镍为基体的镍基合金焊粉形成喷焊层，喷焊层的尺寸为宽度为5mm，深度为3mm，由此可知，步骤D)中的喷焊位宽度5mm及深度3mm恰好由喷焊层的尺寸补偿，喷焊结束后送入退火炉退火，退火温度和时间分别为620℃和3.5h，随炉冷却至室温，得到待精加工坯；

F)精加工，得到的待粗加工坯转移至铣床的夹具上，型腔朝上，以待精加工坯的两端端面定位，由夹具将待粗加工坯的长度方向的两侧侧面夹住，对配合面精加工即铣至成品尺寸，包括配合筋(配合筋即为凹模和凸模上配合定位的结构)到配合面的高度为4.5mm，配合筋与配合面接触的宽度为8mm，配合筋的斜边与配合面的角度为15°，待配合面上的尺寸加工到位时再使夹具旋转90°，对待精加工坯的大头端外圆铣加工，对该大头端外圆铣加工的尺寸为大头端外圆沿侧边基准长度方向的宽度为30mm，深度尺寸为0.7mm。

G)加工毛坯其它面，对毛坯的两端端面、台阶面、外圆面和型腔进行精加工，得到用于制作φ180mm、总高度299.6mm和容积为900ml的红酒瓶的瓶罐类玻璃模具成品。

实施例3：

以加工用于生产φ180mm，总高度299.6mm，容积为860ml红酒瓶的玻璃模具为例。

A)制取型坯，按照用于生产上述红酒瓶的玻璃模具成品尺寸，对型腔单边留取加工余量2.5mm和外圆留取余量3.5mm，以浇铸方式制取铸型，并且对制取的铸型退火，退火条件为随炉加热至935℃保温4.5小时后随炉冷却至室温，得到型坯；

B)配合面加工，以步骤A)得到的型坯的外圆面作为定位面，先将型坯置于铣床的夹具上，型坯的型腔向上，接着对型坯的水平度进行校正，以确保型坯充分水平，待校正水平后由夹具将型坯的两端端面夹住，而后对型坯的配合面铣加工1.5mm的加工余量，得到粗坯，由于瓶模为两半模，因此将同一副瓶模的另一个型坯以相同的夹装方式置于铣床的夹具上，对配合面加工铣加工1.5mm的加工余量得到另一个半模；

C)两侧侧面的基准加工；将加工好了的两片粗坯置于铣床的夹具上并且使两个粗坯的中心轴线处于同一直线上，型腔向下，以型腔为定位基准，压住模具的外圆面，以粗坯的配合面为水平基准，靠近配合面以上5mm处对两侧侧面铣加工，铣加工量控制为4.5mm，并且控制两侧侧面基准宽度方向上的尺寸为164mm±0.3mm得到待喷焊粗坯；所用刀具为圆盘铣刀，所用设备为优先选用但不限于使用型号为JHT210，规格行程为1000mm的双面铣床；

D)喷焊位加工：将粗坯置于铣床夹具上，型腔(模腔)向上，以待喷焊粗坯的端面定位，用夹具夹住待喷焊粗坯长度方向上的两侧侧面，沿型腔与配合面的交接线处向外扩展出喷焊位，这里所讲的喷焊位是指合缝面的四周并且朝向或称靠近型腔一侧的边缘部位，即过渡到型腔的部位，喷焊位的加工尺寸是：宽度10mm，深度5mm，由该喷焊位构成台阶腔，得到待喷焊粗坯，同时并粗加工待喷焊粗坯的型腔，加工量为1.5mm得到待喷焊粗坯，所用设备为优先选用但不限于使用型号为VBZ900BCNC的数控铣床；

E)喷焊加工，将由步骤D)得到的待喷焊粗坯置于电炉内预热，预热温度为450℃，预热时间为30min，出炉后，将温度保持于450℃的状态下将待喷焊粗坯引至喷焊设备对由步骤D)加工出的喷焊位喷焊以镍为基体的镍基合金焊粉形成喷焊层，喷焊层的尺寸为宽度为10mm，深度为5mm，由此可知，步骤D)中的喷焊位宽度10mm及深度5mm恰好由喷焊层的尺寸补偿，喷焊结束后送入退火炉退火，退火温度和时间分别为580℃和4.5h，随炉冷却至室温，得到待精加工坯；

F)精加工，得到的待粗加工坯转移至铣床的夹具上，型腔朝上，以待精加工坯的两端端面定位，由夹具将待粗加工坯的长度方向的两侧侧面夹住，对配合面精加工即铣至成品尺寸，包括配合筋(配合筋即为凹模和凸模上配合定位的结构)到配合面的高度为4.5mm，配合筋与配合面接触的宽度为8mm，配合筋的斜边与配合面的角度为15°，待配合面上的尺寸加工到位时再使夹具旋转90°，对待精加工坯的大头端外圆铣加工，对该大头端外圆铣加工的尺寸为大头端外圆沿侧边基准长度方向的宽度为35mm，深度尺寸为1mm。

G)加工毛坯其它面，对毛坯的两端端面、台阶面、外圆面和型腔进行精加工，得到用于制作φ180mm，总高度299.6mm，容积为860ml的红酒瓶的瓶罐类玻璃模具成品。

Claims (10)

1.一种瓶罐类玻璃模具的加工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

A）制取型坯，按照瓶罐类玻璃模具成品尺寸加所留取的加工余量以浇铸方式制取铸型，并且对铸取的铸型退火，得到型坯；

B）配合面加工，以型坯的外圆面作为定位面，先将型坯置于铣床的夹具上，型坯的型腔向上，在校正型坯的水平度后，由夹具对型坯的两端端面夹住，而后对型坯的配合面进行铣加工，并且控制对配合面的铣加工量，得到粗坯；

C）两侧侧面基准加工，以粗坯的配合面作为定位面，以粗坯的型腔作为定位基准，粗坯的型腔向下，在由夹具压住粗坯的外圆面的状态下对粗坯的两侧侧面基准铣加工，并且控制对两侧侧面的铣加工量；

D）喷焊位加工，以粗坯的两端端面作为定位基准，使粗坯的模腔向上，夹住粗坯的长度方向的两侧，对粗坯的合缝面和/或型腔加工出喷焊位，得到待喷焊粗坯；

E）喷焊加工，将待喷焊粗坯置于电炉内预热，并且控制预热温度和预热时间，出炉后并且在保持所控制的预热温度的状态下引至喷焊装置对喷焊位喷焊，控制喷焊位处的喷焊层的尺寸，待喷焊完成后送入退火炉退火，控制退火温度和退火时间，随炉冷却至室温，得到待精加工坯；

F）精加工，将待精加工坯转移至铣床的夹具上，型腔朝上，以待粗加工坯的两端端面作为定位基准，由夹具将待精加工坯的长度方向的两侧侧面夹住，对配合面精加工至图纸所规定的尺寸，然后使夹具旋转90°，对待精加工坯的大头端外圆铣加工并且控制对大头端外圆的铣加工尺寸，得到毛坯；

G）加工毛坯其它面，得到瓶罐类玻璃模具成品。

2.根据权利要求1所述的瓶罐类玻璃模具的加工方法，其特征在于步骤A）中所述的加工余量为2-4㎜。

3.根据权利要求1所述的瓶罐类玻璃模具的加工方法，其特征在于步骤A）中所述的铸型退火的条件为随炉加热至925℃-935℃，保温3.5-4.5小时。

4.根据权利要求1所述的瓶罐类玻璃模具的加工方法，其特征在于步骤B）中所述的控制配合面的铣加工量是将铣加工量控制为深度0.5-2㎜。

5.根据权利要求1所述的瓶罐类玻璃模具的加工方法，其特征在于步骤C）中所述的控制对两侧侧面的铣加工量是将两侧侧面的铣加工量控制为4-5㎜。

6.根据权利要求1所述的瓶罐类玻璃模具的加工方法，其特征在于步骤D）中所述的对粗坯的合缝面加工出喷焊位是指对合缝面的四周并且朝向型腔一侧的边缘部位加工出过渡到型腔的宽度为2-10㎜并且深度为1-5㎜的台阶腔。

7.根据权利要求1所述的瓶罐类玻璃模具的加工方法，其特征在于步骤E）中所述的控制预热温度是将温度控制为450-600℃，所述的控制预热时间是将预热时间控制为30-60min；所述的控制喷焊位处的喷焊层的尺寸是将喷焊层的尺寸控制为宽度为2-10㎜和厚度1-5㎜。

8.根据权利要求1所述的瓶罐类玻璃模具的加工方法，其特征在于步骤E）中所述的控制退火温度和退火时间是将温度和时间分别控制为580-620℃和3.5-4.5h。

9.根据权利要求1所述的瓶罐类玻璃模具的加工方法，其特征在于步骤F）中所述的控制对大头端外圆的铣加工尺寸是将尺寸控制为长度方向的宽度25-35㎜，沿内腔直径方向深度为0.4-1㎜。

10.根据权利要求1所述的瓶罐类玻璃模具的加工方法，其特征在于步骤G）中所述的加工毛坯其它面包括对毛坯的两端端面、台阶面、外圆面和型腔进行精加工。