CN102431372B - 碗形贵金属产品的制作工艺及用于该制作工艺的模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碗形贵金属产品的制作工艺及用于该制作工艺的模具，其制作方法包括如下工艺步骤：在电脑中设计出产品的碗状外形；根据设计参数进行模具凹、凸模相配合的曲面参数，在碗模具的底面及侧面添加生成浮雕图案文件，用雕刻刀进行浮雕雕刻；按照设计参数冲制或线切割金银碗的金、银坯饼；坯饼预压时在模套中压印，印花时采用开放式压印方式，使得碗边缘自由向外延伸，形成自然美观的边形效果。本发明方法制作的金银碗纪念产品质量稳定，外观精美，合格率高，同时也适用于其他类似碗型贵金属纪念产品的生产制作。

Description

碗形贵金属产品的制作工艺及用于该制作工艺的模具

技术领域

本发明涉及一种贵金属产品的制作工艺，尤其涉及一种碗形贵金属产品的制作工艺及用于该制作工艺的模具，在造币领域中，使得类似碗这样深弧度曲线的贵金属产品生产成为现实。

背景技术

现有的贵金属纪念礼品表面通常呈平面或平缓弧度曲面，外观样式比较单一。其产品的制备也都是按照常规的造币制作工艺，即模具制作、坯饼制作及直接一次压印成形等工序生产出的产品。而“碗”形的贵金属纪念礼品由于其具有很大的曲线弧度，为产品浮雕的设计制作、模具的雕刻、研磨、电镀、坯饼处理及压印成形等工艺步骤带来了很大难度，其结果就是整个工艺环节中如果有任一个环节出现问题，无法实现，那么“碗”形的贵金属纪念礼品的开发就成了纸上谈兵。为此，针对每个工艺环节中可能出现的问题和困难，技术人员经认真分析之后，认为采用传统的造币工艺：模具制作、坯饼处理和压印工艺进行“碗”形产品的制作是不适宜的，不能保证产品的研制成功。

另外，由于是贵金属，与普通材质不同，现有技术中的制碗工艺无法将金、银等贵金属，生产出碗的形状来。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，经过大量的试验和刻苦的专研，提供了一种碗形贵金属产品的制作工艺，解决了现有技术中无法生产出碗形贵金属产品的问题；并且，本发明的制作工艺能保证产品质量、合格率高、生产成本低。

本发明的另一个目的在于，提供了一种用于碗形贵金属产品的制作工艺的模具。

本发明的制备工艺如下：

A、模具的设计制作

a)、利用三维浮雕设计软件，在电脑中设计出碗形贵金属产品的外形尺寸参数和与碗形贵金属产品相匹配的预成形凸、凹模具及印花凸、凹模具的圆弧曲线参数，同时，在印花凸、凹模具的底面或侧面添加生成浮雕图案文件；

b)、按上述设计的碗形贵金属产品的外形尺寸参数和预成形凸、凹模具及印花凸、凹模具的参数，通过数控车床和加工中心进行数控编程，加工预成形凸、凹模具和印花凸、凹模具坯料，即将印花凸、凹模具加工成碗的外形；

c)、将上述生成的浮雕图案文件转换成数控电脑雕刻机的雕刻文件，由数控电脑雕刻机在印花凸、凹模具坯料上进行浮雕雕刻；

d)、将上述雕刻成的印花凸、凹模具和预成形凸、凹模具一起进行热处理淬火和外形精确加工处理；

e)、将上述印花凸、凹模具和预成形凸、凹模具进行表面处理；

f)、将上述表面处理后的印花凸、凹模具和预成形凸、凹模具进行镀硬铬处理；即完成了模具的成品加工；

B、坯饼和模套的制作

a)、根据碗形贵金属产品的外形尺寸，及贵金属坯饼的压印变形量确定相应的坯饼和模套的尺寸；

b)、根据上述尺寸，利用车床、加工中心和线切割设备加工出相应的冲子和冲母，冲制出碗形贵金属产品的坯饼，线切割出碗形贵金属产品的模套；

c)、对上述坯饼进行抛光、磨光；

C、装模压印

a)、首先进行坯饼的预成形压印，将预成形凸模作为下印模安装在压印机的下边，将预成形凹模作为上印模安装在压印机的上边，同时放置模套套住下印模；

b)、在压印机上施加20-40吨的压印力，使坯饼发生预变形，之后进行中间退火处理；

c)、将印花凹模作为下印模安装在压印机的下边，将印花凸模作为上印模安装在压印机的上边，不使用模套，通过上、下印模的压印，坯饼的边缘自由向外延伸至规定尺寸。

所述的模具的设计制作步骤中，用长刀柄雕刻刀，在碗形贵金属产品的曲面上进行浮雕雕刻。

所述的模具的设计制作步骤中，表面处理步骤中，预成形凸、凹模具进行表面抛光、电镀；印花凸、凹模具在表面抛光的基础上进行喷砂喷珠处理。

所述的模具的设计制作步骤中，通过仿形阳极的方法对凹模进行镀铬。

所述的贵金属为金、银。

用于碗形贵金属产品的制作工艺的模具，包括坯饼的预成形凹模、凸模和印花凹模、凸模；预成形凸模作为下印模，预成形凹模作为上印模，模套套住下印模；印花凹模作为下印模，印花凸模作为上印模。

本发明的优点效果如下：

本发明形成的碗形贵金属产品图纹饱满、质量上乘，形状精美逼真，金银材质又为其增添了华贵气质，具备了极高的可观赏性和收藏价值。

本发明运用Artcam三维浮雕设计软件雕刻技术，采用先进、科学的模具浮雕制作工艺，结合传统的造币技术，设计出曲线弧深度是我们呈推出的金银盘曲线弧深的5-8倍的金银碗产品，是迄今为止，贵金属纪念币品市场上的首款产品。该金银碗产品独特的外观，起伏自如的曲面流线，再加上金银材质的高贵本色，更加突现了该产品的华贵和造币的精湛技艺。更重要的是该产品的设计制作，无论是坯饼制作还是专门的模具制作都采用了最先进的造币工艺技术，是造币史上的一次工艺突破。同时，经试制证明该金银碗贵金属纪念产品的制作方法具有工艺合理、产品质量稳定、合格率高、加工周期短、生产效率高和原料消耗量小等综合经济效益好的特点。新型的造币技术在贵金属工艺品上的应用，为今后类似深曲线弧度碗型贵金属纪念产品的生产开辟了一个新的工艺方法。

附图说明

图1是碗形贵金属产品的纵向剖面结构示意图；

图2是本发明预成形凹模、凸模纵向剖面结构示意图；

图3是本发明印花凹模、凸模的纵向剖面结构示意图。

图中，1、上模，2、下模，3、坯饼，4、套子。

具体实施方式

本发明的内容通过实施例加以详细描述，但不被实施例所限。

实施例

本发明以制备50克银碗为例，其碗口直径为60mm，碗底小平面直径为22.64mm，碗深为15.23mm。首先选择根据设计好碗的形状参数，通过三维浮雕设计软件，设计生成碗凸、凹印模侧面的曲面形状参数，为使碗的外形更接近真实用碗，碗侧面的曲面是由三段弧相切扫描而成。为了使碗模具在压印时能够配合的更好，将产品图纹压足，经计算坯饼厚度为1.5mm，所以在设计碗侧向曲面半径时，将凸模和凹模的各段曲面半径设计成不同的数值，如凸模与碗底相切的曲面半径为22.55mm，凹模与碗底相切的曲面半径为24.79mm，凸模的曲面半径小于凹模的曲面半径；将碗的整体模型建立起来之后再将由二维图稿设计生成的三维或二维浮雕添加在碗模具凹凸表面，考虑到后期研磨制作的难度，碗浮雕的设计多以线条构成为主，且图纹高度较同规格的平面产品要降低60％-70％。50克银碗最高图纹高度为0.09mm；在浮雕文件导入电脑数控雕刻机中后，生成的雕刻刀路文件，在预先加工好的模具坯料上进行浮雕雕刻，雕刻由粗刀至细刀分阶段进行，粗刀用球头雕刻刀，刀尖直径分别为1mm、0.5mm，细刀用锥刀，刀尖直径为0.06mm，碗底沟槽深度为0.4mm，沟槽线宽1.0mm，由于印花时是开放式压印，碗产品又无清边，为避免压印时模具边部崩角，碗凹凸模具外形直径为Φ65mm。为使压印后成品碗口直径为Φ60mm，经反复试验，预成形坯饼设置为Φ64mm，由预压模在30吨的压印力下压印后变为Φ58mm，经中间退火后，进行印花，将碗的印花凹模作为下印模放在压印机的下边，预成形坯饼放在凹模里，再将印花凸模轻放在印花凹模上，使之与预成形坯饼充分接触，240吨压5次成形，图纹饱满，形状精美，银材质光亮逼人，完全达到了贵金属纪念产品的质量要求。

值得一提的是碗模具的研磨采用了机械抛光和手工抛光相结合的制作手段，图纹喷砂喷珠采用了与以往不同的多段切割方式，喷砂压力较低，一次完成喷制无需补喷。模具电镀采用了铅合金仿形阳极的电镀方法。

Claims (7)

1.碗形贵金属产品的制作工艺，其特征在于包括下述步骤：

A、模具的设计制作

a)、利用三维浮雕设计软件，在电脑中设计出碗形贵金属产品的外形尺寸参数和与碗形贵金属产品相匹配的预成形凸、凹模具及印花凸、凹模具的圆弧曲线参数，同时，在印花凸、凹模具的底面或侧面添加生成浮雕图案文件；

b)、按上述设计的碗形贵金属产品的外形尺寸参数和预成形凸、凹模具及印花凸、凹模具的参数，通过数控车床和加工中心进行数控编程，加工预成形凸、凹模具和印花凸、凹模具坯料，即将印花凸、凹模具加工成碗的外形；

c)、将上述生成的浮雕图案文件转换成数控电脑雕刻机的雕刻文件，由数控电脑雕刻机在印花凸、凹模具坯料上进行浮雕雕刻；

d)、将上述雕刻成的印花凸、凹模具和预成形凸、凹模具一起进行热处理淬火和外形精确加工处理；

e)、将上述印花凸、凹模具和预成形凸、凹模具进行表面处理；

f)、将上述表面处理后的印花凸、凹模具和预成形凸、凹模具进行镀硬铬处理；即完成了模具的成品加工；

B、坯饼和模套的制作

a)、根据碗形贵金属产品的外形尺寸，及贵金属坯饼的压印变形量确定相应的坯饼和模套的尺寸；

b)、根据上述尺寸，利用车床、加工中心和线切割设备加工出相应的冲子和冲母，冲制出碗形贵金属产品的坯饼，线切割出碗形贵金属产品的模套；

c)、对上述坯饼进行抛光和磨光；

C、装模压印

a)、首先进行坯饼的预成形压印，将预成形凸模作为下印模安装在压印机的下边，将预成形凹模作为上印模安装在压印机的上边，同时放置模套套住下印模；

b)、在压印机上施加20-40吨的压印力，使坯饼发生预变形，之后进行中间退火处理；

c)、将印花凹模作为下印模安装在压印机的下边，将印花凸模作为上印模安装在压印机的上边，不使用模套，通过上、下印模的压印，坯饼的边缘自由向外延伸至规定尺寸。

2.根据权利要求1所述的碗形贵金属产品的制作工艺，其特征在于所述的模具的设计制作步骤中，用长刀柄雕刻刀，在碗形贵金属产品模具的曲面上进行浮雕雕刻。

3.根据权利要求1所述的碗形贵金属产品的制作工艺，其特征在于所述的模具的设计制作步骤中，表面处理步骤中，预成形凸、凹模具进行表面抛光和电镀；印花凸、凹模具在表面抛光的基础上进行喷砂和喷珠处理。

4.根据权利要求1所述的碗形贵金属产品的制作工艺，其特征在于所述的模具的设计制作步骤中，通过仿形阳极的方法对凹模进行镀硬铬。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的碗形贵金属产品的制作工艺，其特征在于所述的贵金属为金或银。

6.用于权利要求1所述的碗形贵金属产品的制作工艺的模具，其特征在于包括坯饼的预成形凹模、凸模和印花凹模、凸模；预成形凸模作为下印模，预成形凹模作为上印模，模套套住下印模；印花凹模作为下印模，印花凸模作为上印模。

7.根据权利要求6所述的模具，其特征在于所述的预成形凸模的曲面半径小于预成形凹模的曲面半径；印花凸模的曲面半径小于印花凹模和的曲面半径。 

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