CN106734713A - 一种杯体加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种杯体加工方法，对待成型口部的第一杯体中间件，依据给定的尺寸对口部切边，形成口部成型坯件；然后对口部成型坯件的口部向内卷圆，形成口部卷体，记为第二杯体中间件；在杯体的轴向压合口部卷体，消除口部卷体内的容腔。依据本发明其基本原理是容器口部内翻，并压平，以消除口部容腔，从而不会在容器口部藏污纳垢。

Description

一种杯体加工方法

技术领域

本发明涉及一种杯体加工方法。

背景技术

金属材质的杯体是厨房家电中常用的一种杯体，应当理解，在厨房家电技术领域，杯罐同源，实质结构相同，而具有基本相同的制作工艺。例如电水壶是厨房家电的一种，其整体上可以理解为是一种杯体结构，也可以理解为是一种罐体结构，因此，此类具有筒壁和下端通过底封堵的结构，统称为杯体。

受现有制作工艺的限制，杯体底部与杯壁间的配合R角较大。原因在于，由于容器底部R角过小，现有技术通常无法一次性成形，为生产出底部R角满足设计要求的容器，当前本行业使用的办法是基于传统制造工艺的多次拉伸整形法，被加工容器在多个工位经过多个相互不同整形模具的多次拉伸，逐渐减小底部R角，以达到整形目的。

上述多次拉伸整形法尽管能够得到所需要的R角，但该类多次拉伸整形法仍有许多不足：

1.使用多道拉伸工序，并需要转换多个工位，生产工序过于繁琐，加工周期长，生产效率低。

2.过多的生产操作容易产生更多不合格品，废品率高，可以理解的是，拉伸工艺本身就属于容易产生次品的工艺，比如容易产生拉裂，或者局部内应力过大，而容易损坏。

3.占用大型设备多，并投入较多模具、人员，生产成本高。

影响杯体推广应用的再一个关键点在于杯体口部的成型工艺。本领域的技术人员应当理解，容器一般为板材成型，容器口成型后会产生相对锐利的边缘，若不加以修整或者进一步的加工，非常容易划伤人体。一般对容器口进一步的加工，遮蔽其边缘。目前业界多使用卷圆工艺，使容器口卷绕，而使边缘位于所形成的卷的内部，卷的其他部分对其边缘形成遮蔽。

然而，卷圆工艺会使得容器口部的“卷”具有一个相对“封闭”的腔室，卷圆并不能使“卷”充分封闭，从而在使用过程中死于腔室容易藏污纳垢，污垢的成分取决于食材类别，但无论那种类型的污垢因其藏于所述腔室，而无法实现有效的清洗，留下食品使用安全隐患。

可以参考的示例可见于双层不锈钢碗，其碗口采用金属卷绕工艺而将切割基材所产生的刃口包绕在内，但长时间使用后双层结构所形成的容腔内都会有水进入，非常容易滋生细菌。金属卷绕所形成的结构密封性能非常差，污垢及水容易进入，但却没有办法有效的进行清理。

此外制成成品使用后，所述腔室内囤积的污垢容易产生微电池，加上使用环境的潮湿性，极易形成腐蚀，严重降低不锈钢的使用寿命。

现阶段卷圆工艺的实现依赖于滚压成形，此类成型工艺自身也存在着一些缺点，具体如下：

1.依靠工件转动实现对其卷圆的加工，无法对方形等异形容器进行加工，功能性差。

2.加工繁琐，耗时多，效率低，操作人员易与高速运行设备接触，安全性差。

3.加工时使容器口部偏斜、变形，加工面易形成褶皱和明显压痕，或卷圆加工不足，缝隙较大。一致性差，废品率高。

可参考地，如中国专利文献CN201058491Y，尽管其所公开的卷边装置适用于塑料容器口的卷边，但卷边是有效避免容器口边缘暴露在外的有效手段。专利文献CN201058491Y通过环形凹槽实现卷边，卷边后所产生的容器口结构可见于其附图1，大致是一种朝向容器底部的槽，属于比较难以清理的结构，显然，家庭条件下，金属容器口所形成的大致呈圆形的卷的清理是基本无法实现的。

中国专利文献CN203265586U公开了一种汤锅口部成型的方法，其口部成型完全依赖于金属流动或者说金属的塑性变形模压成型，汤锅口部基于金属在高压挤压状态下的流动起级，不同于切割所产生的刃口，由金属流动所形成的口部的边棱比较圆钝。应当理解，例如不锈钢材质的容器，所使用基材往往比较薄，难以产生起级所需要的金属流动量，因此，基于金属流动的口部成型方法在很多应用中无法实现。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种在容器口部不容易藏污纳垢的杯体加工方法，基本原理是容器口部内翻，并压平，以消除口部容腔。

依据本发明的实施例中，提供一种杯体加工方法，对待成型口部的第一杯体中间件，依据给定的尺寸对口部切边，形成口部成型坯件；

然后对口部成型坯件的口部向内卷圆，形成口部卷体，记为第二杯体中间件；

在杯体的轴向压合口部卷体，消除口部卷体内的容腔。

依据本发明的实施例，通过先将容器口部内翻，然后将其在杯体的轴向压平的方式，消除了容器口部的容腔，从而不容易在此处藏污纳垢，并且压平后的切割边也没有暴露在外，不会划伤用户。

附图说明

图1为一实施例中杯体加工方法流程图。

图2为相应于图1的工艺卡片图。

图3为一实施例中容器底部整形设备装配结构示意图。

图4为一实施例中转动装置结构示意图。

图5为一实施例中动力装置结构示意图。

图6为一实施例中气动装置结构示意图。

图7为一实施例中容器口部压合设备结构示意图。

图8为一实施例中容器口部压合装置结构示意图。

图9为一实施例中复位盘组件结构示意图。

图10为一实施例中导向柱组件结构示意图。

图11为一实施例中成型块组主视结构示意图（局部剖）。

图12为相应于图11的俯视结构示意图。

图13为一实施例中成型槽块俯视结构示意图。

图14为相应于图12的主视结构示意图。

图15为作为工件的容器在容器口部压合成型装置的工位示意图。

图16为容器口部压合过程流程图。

图中：11.气动装置，12.转动装置，13.按钮，14.控制装置，15.动力装置，6.台架。

1101.气动阀门，1102.整形轮，1103.轮轴，1104.伸缩柱，1105.气缸，1106.气管接头，1107.气管接头，1108.气缸支架，1109.螺母，1110.螺柱，1111.转轴，1112.螺栓，1113.下支架，1114.管路，1115.管路，1116.隔板接头。

1201.螺钉，1202.整形块，1203.键销，1204.转轴，1205.上密封板，1206.螺钉，1207.基座，1208.下密封板，1209.螺钉，1210.径向轴承，1211.螺栓，1212.径向轴承，1213.轴向轴承，1214.轴向轴承。

141.控制板，142.线路。

151.减速器，152.电动机。

161.固定柱，162.工作台。

21.容器口部压合装置，22.控制装置，23.控制面板，24.加工台，25.液压站，26.电动机，27.储油箱，28.阀门组，29.液压缸。

211.导向柱组件，212.复位盘组件，213.成型块组，214.成型槽块，215.底固定板。

2111.定位柱，2112.导向块，2113.固定螺母。

2121.下固定盘，2122.过孔，2123.弹簧，2124.上固定盘，2125.定位螺母，2126.复位销，2127.第一中心孔,2128.圆锥孔。

2131.避让导引孔，2132.成型头，2133.成型块，2134.导引孔2135.弹簧带。

2141.固定螺钉，2142.第二中心孔，2143.成型槽，2144.支撑导引部。

G.工件。

具体实施方式

对于杯体加工方法，依据本发明，其改进之处主要体现在口部加工和底部加工两个层面，下面先就所以用的专用设备进行说明。

首先是底部整形：对于需要进行底部整形的容器，较为常见的可见于例如电饭煲的锅胆，普通的较深的锅等，其底部均需要有一定的R角，一方面为便于清洗，另一方面则是这类产品普遍采用拉深工艺制作，属于冷加工工艺，拉深较深时，往往一次无法成型，需要多次拉深才能够成型，否则容易拉裂。

此处的拉深与拉伸属于不同的工艺，拉深属于成型工艺，拉伸属于成型工艺之后的处理工艺。拉深本身会使的工件产生冷作硬化，硬度增加，但更脆，容易破裂，拉深后的后续处理，即拉伸会进一步加重冷作硬化，容易产生废品。

如图3所述的一种容器底部整形设备，其大致是一种立式结构，取决于图中所示的转动装置12的设置，其轴线是竖直方向的。就台架16来讲，可以将其分为两个部分，其一是图中所示的固定柱161，另一则是工作台162。尽管在机械领域一般以主轴为主要的参考系，图3中所示的结构大致上可以理解为是一种立式结构，但工作台162的台面是水平的，转动装置12的轴线也是台面的法线，以水平的工作台162为基准，将工作台162定性为卧式结构也能够为本领域的技术人员所理解。相应地，应为图4中所示的转轴1204是一个立轴，可以理解为主轴。

如图3~6所示的一种容器底部整形设备以及其主要部件，其基本结构应该包括台架16、转动装置12、动力装置15，以及与转动装置相匹配的整形轮总成。此外，对于图中所示的控制装置14，对于机电类设备属于常规的配置，在下文中会有简单的描述，在此暂不赘述。

首先，关于台架16，其主体包含两部分，即如前所述的固定柱161和工作台162，其中，工作台162可以作为主架体，除了提供工作台面外，还用作其它部件的安装基础。

其中，固定柱161是一个立柱，提供一个合适的安装高度，容易理解的是，由于整形轮1102的特殊结构，决定了整形轮1102与转动装置12的配合关系，从而也决定了立柱的设置高度。

在图3中，固定柱161位于工作台162的右侧，两者固定装配，使整体结构相对可靠。图中可见，固定柱161需要具有一定的高度，从而能够将所载置的如图中所示的气动装置11具有给定的高度，从而使例如气动装置11输出控制的整形轮1102与转动装置12上的整形块1202的位置相适配。

进而关于转动装置12，其应当具有装配在所述工作台162上的立轴，即如图4所示的转轴1204，同时还包括安装在转轴1204上的整形块1202，整形块1202大致是一圆柱块，圆柱的外径与待整形容器的内径大致相等，使待整形容器能够可靠地套在整形块1202，所产生的径向活动量相对较小。

整形块1202与整形轮1102配合是一种点对应性对位配合，因此需要整形块1202转动，从而使整形块1202与整形轮1102配合实现对待整形容器底部的滚动整形。

进而，整形块1202需要被驱动而产生绕所述转轴1204的转动，转轴1204则需要动力装置15驱动。

整形轮1102为整形轮总成所提供，如图7所示的气动装置11。如图3所示，图中，气动装置11安装在固定柱161上，并向转动装置12所在侧悬伸，适配整形轮1102与整形块1202的配合间隙，从而满足给定的R角条件下待整形容器的整形。

为满足给定的目的，整形轮1102总成首先应当具有伸缩机构，例如图7中所示的气缸1105，以调整整形轮1102与整形块1202间的配合间隙，从而在一个工位上实现分级的整形。

关于整形轮1102则是槽轮，槽轮的轮槽为90度轮槽，具体可见于附图4，图中可见，90度轮槽的轮轴1103与水平面成45度夹角设置时，轮槽的两个壁面的最低处，其一与处于竖直状态，另一则处于水平状态，适配待整形容器的底和侧壁。

整体上不考虑主轴，即如图4中所示的转轴1204，所述工作台可以理解为卧式结构。将立柱，例如固定柱161固定安装在如图3所示的工作台162的右侧。固定柱161的底部独立的支撑在地面上，可以提高其稳定性，以保证整形的可靠进行。

关于伸缩机构，其输出端构造在一伸缩柱1104上，伸缩柱1104与固定柱161成45度夹角。

伸缩柱1104伸出的端部构造出整形轮1102的轮座，大致是一个槽型结构，整形轮1102通过图中所示的轮轴1103装配在槽型结构内。

轮轴1103与水平面大致呈45度配置，并且该位置需要保证具有相对确定的可靠性，否则在进行整形时，受容器底部的反作用力的影响，可能会产生轮轴1103的偏斜，而产生废品。

此外，伸缩柱1104的角度设置属于设计要求，加以保证的是固定柱161的刚度，以及图中所示的例如气缸支架1108、下支架1113的整体刚度。

由于存在装配间隙，设计要求通常无法得到可靠的保证，因此，在优选的实施例中，配置调整伸缩柱1104与水平面夹角的调整装置。

具体地，如图6所示，图中伸缩机构，例如气缸1105的缸体在图中的缸体左端（位置靠下）通过水平的转轴1111安装在固定柱161的上端左侧，也就是靠近转动装置12的一侧，而使伸缩机构具有绕转轴1111轴线转动的自由度，在此自由度条件下，使伸缩机构能够摆动，控制摆角或者转角即实现了所需要的调整。

调整涉及两个方面的内容，一方面能够实现调节，另一方面，调节完毕后，应当使相应的角度得到相对可靠地保持。加以保证的，整形轮总成还包括控制伸缩机构转角的调整装置。调整装置调整完毕后，应当能够锁紧。常见的机械中可以进行调整后直接锁紧的结构是自锁螺纹结构。

自锁螺纹结构是大部分螺纹连接的特点，最常见的螺栓与螺母的连接通常都是能够自锁的，在于其压力角小于摩擦角，没有额外的动力螺母与螺栓不会脱开。

在图6中，即采用螺纹连接结构，具体地，在固定柱161的上端右侧设有一竖直的螺柱1110，气缸支架1108对位螺柱1110的位置开有螺栓孔，气缸支架1108在设有该螺栓孔的位置是一板形件，在板形件的上下侧，也就是螺栓孔的上下端各设有一个螺母1109，为了实现可靠地锁紧，螺母1109的个数可以为四个，两两实现所在侧的锁紧。

另外，加以限定的伸缩机构转动确定的伸缩柱1104的摆动路径所在的平面过转动装置的转动轴线，如此一来，能够保证整形轮1102与整形块1202之间的可靠配合。

关于转轴位111，其可以位于固定柱161朝向转动装置12的一侧，也可以位于与该侧相对的一侧，只不过位于转动装置12所在一侧时，有利于调整装置的设置。

在图6所示的实施例中，伸缩机构的伸缩组件为气缸1105，气缸1105的推杆与所述伸缩柱1104固定连接。

气缸的优点是响应速度快，但位置精度不高。

在一些实施例中，可以采用液压缸，液压缸的速度相对比较慢，但位置精度相对较高。

在一些实施例中，伸缩机构可以采用丝母丝杠机构，丝母丝杠机构属于螺纹副的应用，螺纹副的典型特点是高精度，因此，优选为丝母丝杠机构，相应地，丝母的位置固定，丝杠带动伸缩柱1104产生移动。

在一些实施例中，丝杠的位置固定，丝母带着伸缩柱1104移动。

在一些可以替代的实施例中，还可以采用例如齿轮齿条机构，齿条被导轨导向，齿轮驱动齿条移动，齿条连接伸缩柱1104。

相对而言，例如齿轮机构和丝母丝杠机构，通常都采用电动机进行驱动，其接线相对比较简单，并且不必考虑气体或者液体泄漏的问题。

如果采用气缸1105，其管路1114、管路1115的配置相对于电路要麻烦一些，需要考虑走管以及气密性问题。

此外，还需要为管路1114和管路1115配置控制阀组，如图6中所示的气动阀门1101，图6中悬空的管路为气源管路，接入控制阀组。

为使整体的外观相对比较简洁，气缸的控制阀组安装在工作台162内。

加以匹配的，工作台162的主体为柜式结构，从而，其具有容纳空间，容纳孔间可以用于其它部件的安装，例如前述的控制阀组，并且如图1所示，图中所述动力装置15也位于工作台的容纳空间内，而使的容器底部整形设备的整体结构变得非常简洁。

在图5所示的结构中，动力装置15包括电动机152和与电动机152相配的减速器151。

其中减速器151的输出轴与所述立轴连接。

在图4所示的结构中，所述工作台162设有用于安装转轴1204的基座207，该基座1207提供竖直的轴承座孔.

图4中设有四个轴承，从下至上依序是径向轴承1210、径向轴承1212、轴向轴承1213和轴向轴承1214，与整形时整形轮1102施加通过工件施加给整形块1202的力相适配，包括竖直方向的分力和水平方向的分力。

此外，可以理解的是轴承组还可以全部采用角接触轴承。

相应地，转轴1204通过轴承组安装在轴承座孔内。

进而，如图4所示，图中轴承所纳入的轴承室是一种密封结构，避免灰尘进入，影响轴承的润滑和使用寿命。

具体地，在轴承室的上部设有上密封板1205，在轴承室的下部设有下密封板1208。

上密封板1205和下密封板1208都采用螺钉1206或螺钉1209加装密封圈进行装配。

再看容器口部的成型装置，参照说明书附图15，图中，工件G所表示的是一种桶形容器，在加工位置，即工位，容器口部在下，图15以及图16的前两个步骤可见，容器口部的边缘通过向内卷绕，以使其相对锐利的边缘不暴露在外，对于常规的容器口部，图中所示的结构并没有卷绕到位，但能够满足本实施例中相关容器口部压合设备的进一步成型。

有图15可知，工件的口部形成藏污纳垢的空腔，而容易滋生细菌，在容器中导入例如热水，空腔会受热，内部的部分污垢可能会随着膨胀的空气排出而进入容器，从而有比较高的卫生安全隐患。

同时，如图15和16所示，依据本发明的实施例，相关容器口部压合装置及设备适用于容器口部边缘向内卷绕的容器。关于内外，本领域的技术人员应有清楚的理解，是关于容器内和容器外所确定的基础参考系。

对于图7中所示的容器口部压合设备，其整体上是一种上下结构，压合的作动方向为上下方向，且为图10的导向柱组件211的轴向所确定，即压合的作动方向为导向柱组件211的轴向。

此外，应当理解，图中导向柱组件211理想状态下，优选为与成型块组213、复位盘组件212以及成型槽块214具有理想的同轴度，以此确定另外一个参考，即以同轴度所保证的基准轴为基础，本实施例中的轴向、径向以及周向均以此为基础，有额外说明时，在描述特定的部件时除外。

图16示出了容器口部压合的成型过程，或者说流程，工件G放置在容器口部压合装置21的加工位置时，导向柱组件211还没有作动，成型块组213处于图16的最左边状态，成型块组213的成型头2132支撑在成型槽块214的支撑导引部2144上。若实现图16中间和最右边成型头2132的移动，加以保证的是楔形结构的配置，本实施例中表现为锥形的导向块2112与导引孔2134的配合，导引孔2134与导向块2112的锥度相同，当导向块2112下行时，能够使成型块2133产生径向移动。同时，受例如图11中所示的弹簧带2135的反作用，成型块组213会有一定的下压力，当下压力达到容器口部变形所需要的应变力时，就能够压合容器口部。

进而，成型块2133的径向移动会逐渐的使其脱离支撑导引部2144的支撑，而进入成型槽2143，进而对位于成型槽2143内的容器口部进行压合。

本领域的技术人员据上述的各种技术条件可知，加以对应的，成型块2133径向移动到一定程度后，或者说成型块组213的成型头2132进入成型槽2143后，成型块2133的径向移动受到抑制，而变为向下或者轴向的移动，对容器口部进行压合。

加以实现的，参照本发明所提供的附图说明如下：

容器口部压合装置压合卷绕所形成的容腔，从而消除藏污纳垢的容腔，其基本结构包括成型槽块214,、成型块组213和导向柱组件211，以及驱动导向柱组件211的作动部件，作动部件提供导向柱组件211轴向的移动，基础的运动形式是直线运动，例如液压缸29活塞杆所提供的推拉运动。

参见说明书附图13~16，关于所述成型槽块214，其在图中，整体上是一个盘形件，具有上盘面和下盘面，其中其下盘面与图7中的加工台24的台面接合，然后装配在加工台24上。

成型槽块214在一些实施例中可以采用螺栓连接的方式固定在加工台24上，螺栓可以分布在成型槽2143之外，也可以位于成型槽2143之内，以不干涉成型为准。

在图13所示的结构中，固定螺钉2141位于成型槽2143的外围，减少对成型槽的影响。不过可以理解的是，在一些实施例中，固定螺钉2141可以位于成型槽2143内，采用沉孔，不影响成型，并且此处相对较薄，利于螺钉的穿设和固定。

成型槽块214根据容器的口部形状来确定，大部分的容器口部是圆形口，因此，在大多数的应用中，成型槽块214可以是圆盘形，而一些容器口部是例如矩形结构，成型槽块214可以配置为矩形盘。

可以理解的是，当容器口部为矩形口部结构时，成型槽块214也可以是矩形结构。

成型槽块214的上盘面或者说上表面设有成型槽2143，由于大多数的容器口部是圆形口部结构，因此，在图13~16所示的结构均以适配于具有圆形结构的容器口部结构。

成型槽2143是一个环形槽，尽管成型块组213张开后，成型块2133之间存在间隙，但并不影响压制成型，首先，从图16中可以看出，成型块2133的工作行程并不大，换言之，完全张开后，匹配附图16最右边的图，成型块2133之间的间隙并不大，而金属受金属组织的影响，即便成型块组213张开后并不能压制全在容器口部周缘，但对最终的压合效果影响并不大。

所述成型槽块214开有中心孔，即图14中所示的第二中心孔2142，该第二中心孔2142的轴线为环形槽的轴线，同样是成型槽块214的轴线，换言之，第二中心孔2142的轴线是成型槽块214的型心轴线。

如图14所示，图中约束出成型槽2143的结构包括位于成型槽2143内侧的部分，此处的内侧表示在成型槽2143径向方向上的内外，记为支撑导引部2144，其最基本的功能是支撑功能，在图16的左边所示的状态，用于初始状态时，对成型块组213的支撑。

图16加工阶段的依序变化和成型块组213与成型槽块2143的配合直接相关。进而，关于成型块组213，其包含一组成型块2133，各成型块2133完全相同，成型块2133为扇形块，所有成型块2133的圆心角总和为360度，从而当所有成型块向心组配后，形成如图12的俯视状态的整圆柱结构。

成型块2133组配完后，使用例如图11中所示的弹簧带2135抱箍，利用弹簧带2135的弹力使所形成的成型块组213保持相对可靠的整体，当成型块2133受力而向离心侧移动时，弹簧带2135会受到进一步的拉伸，产生的回复力会更大。

如前所述，例如弹簧带2135应具有一定的劲度系数，从而使成型头2132的作用力足以将卷绕的容器口部压合。

产生成型块2133张开的结构配置为首先是成型块组213所具有的结构，其开有中心孔，该中心孔为上大下小的锥形导引孔，即为导引孔2134，当导引孔2134的壁面受到向下的作用力时，会产生作用于成型块2133径向的分力，该径向的分力会驱动成型块2133向离心侧移动。

相应地，与导引孔2134相配合的结构则是导向柱组件211，导向柱组件211包括一导引块2112，导引块2112的锥度与导引孔2134的锥度相同，两者在图8中可见形成锥面配合，当导引块2112下行时，会产生扩张导引孔2134的力，从而使成型块2133产生径向移动。

产生径向移动的再一个条件是，成型块2133不跟随导引块2112下行，因此，产生如图16最左端的状态，需要支撑导引部2144在该阶段支撑成型头2132。

当成型块2133径向移动到一定距离后，而与支撑导引部2144脱开，成型头2132会直接作用于容器口部而进入压合阶段。

随着成型块2133跟随导向柱组件211的下行，而将容器口部压合，产生如图16最右端图示的状态，容器口部的容腔被消除。

加以匹配的结构还有如前所述的成型头2132，成型头2132位于成型块2133的下端，是压头结构，初始状态时成型头2132支撑在所述初始支撑部上，即支撑导引部2144上。

导引块2112需要在其轴向被驱动，如图10所示，配置一在轴向连接该导引块2112的定位柱2111，定位柱2111继续向下延伸，以连接驱动定位柱2111的结构。

对定位柱2111驱动的部件记为作动部件，如图7中所示的液压缸29，图中所示的液压缸29是单作用缸，即只能向下拉，可以理解的是，可以采用双作用缸，在采用双作用缸时，可以不配置如图7和8中所示的复位盘组件212，此处需要考虑导向块2112能够从导引孔2134中顺利的退出，对此在下文中会有详细的描述，在此暂不赘述。

成型完毕后，工件G向上取走，而把成型头2132从成型槽2143中带出，此时作动部件可以起作用，例如向上的作动，也可以解除作动，例如单作用缸处于单纯的泄油状态。

在优选的实施例中，作动部件可以选择丝母丝杠机构，丝母丝杠机构的主运动副为螺纹副，精度比较高，且工作也非常平稳。

图13中，支撑导引部2144用于构建成型槽2143的面为上部向心、下部离心的凸曲面，从而能够在成型头2132压入成型槽2143的过程中产生相对可靠地导引。

以下再看成型块组213的具体结构，如前所述，其大致是一个圆柱或者棱柱结构，通过具有一定劲度系数的弹性部件抱箍起来，需要考虑抱箍的相对稳定性。

图7中可见，省略弹性部件，例如去除弹簧带2135后，成型块组213的表面形成有三条环形槽，这三条环形槽分别对应三条弹簧带2135中的各一个，用于形成可靠地约束，使成型块组213的张开相对可控。

为获得良好的成型效果，成型块组213中的成型块2133个数越多越好，但组配成成型块组213的难度也就越大，所述成型块组中成型块的个数为8~16个，优选为12个。

在图16左端所示的初始状态下，成型块组213的长径比为1：1.8~1:2.5，该长径比的设计需要考虑两个方面的因素，一方面的因素是弹性部件在成型块组213上的设置，需要保证其抱箍的可靠性，同时，在张开时也需要有足够的稳定性，而不至于散开，因此，需要成型块组213有相对比较长的轴向长度，以便于布设多道弹性部件，使成型块2133在其轴向各个部分受到的径向力相对均衡，而不至于产生偏斜导致失稳。

另一方面的因素必然是成型块组213越长，其装配难度就会越大，对其他部件，例如导向柱组件211的长度要求就会越高。

在前文中指出，可以在成型块组213上设置用于容置或者部分容置例如弹簧带2135的环槽，从而提高弹簧带2135抱箍成型块的稳定性。进而，关于弹簧带2135的选择，其相对于其他的弹性部件，劲度系数的一致性相对较好，即不同的弹簧带2135可以做到劲度系数大致相等。而对于例如橡胶带，其劲度系数不容易做到一致。

另外，涉及到抱箍的整体稳定性，需要为成型块组213提供一定数量的弹簧带2135，如图11所示，图中显示有三条弹簧带2135，从上至下均匀设置。

进而，优选地，弹簧带组最好选择奇数个弹簧带2135，从而在成型块组的轴向，弹簧带2135均匀排布。

当采用奇数个弹簧带2135时，其具有这样的优势，可以在成型块组213的中间设置一个弹簧带2135，记为中间弹簧带，其余弹簧带与该中间弹簧带的距离可以稍大，并且，位于中间弹簧带上方的弹簧带组与位于中间弹簧带下方的弹簧带组关于中间弹簧带对称，在此条件下，所获得的成型块组213的稳定性会更好。

在图16所示的流程中，成型块组213上的成型块2133随着工进，逐渐的靠近工件G的内壁，但应当避免成型块组213与工件G产生接触，一旦产生接触，一方面会产生附加的退料力，另一方面也容易造成工件G的变形或者不期望的划伤。

再看导向柱组件211的具体结构，在前文中已经表明，如图8中所示的复位盘组件212属于可选部件，而不是必要部件，复位盘组件212提供的复位力，有利于工件G的卸料。

此外，关于复位盘组件212，从另外的角度来看，导向柱组件211的下固定盘2121支撑在成型块组213的上端，在导向柱组件211的牵引下，对成型块组213施加一定的下压力，该下压力是成型头2132所需的有效力之一。如前所述，成型头2132所需的成型力还来源于导向柱组件211的导向块2112提供的分力。

在退料时，由于复位盘组件212提供给成型块组213的力和提供给导向柱组件211的力的方向相反，可以有效的避免导向块2112卡在导引孔2134内。

那么关于导向柱组件211，其一方面提供给成型块组213一定的力，使其具有确定的运动形式，应当理解，导向块2112所提供的径向力，理想状态下是各向同性的力，从而能够给成型块组213各个成型块2133大致相同的张开力以及向下的牵引力。

图10中，导向柱组件211具有三个部分，依次是定位柱2111、导向块2112和固定螺母2113，其中导向块2112是一个圆台结构的块，开有中心螺纹孔，定位柱2111的中上部为螺杆结构，定位柱2111与导向块2112间是螺纹连接，便于拆卸和后期的维护。

定位柱2111的上端配有一固定螺母2113，用于与图9中所示的上固定盘2124通过第一中心孔2127固定连接上固定盘2124通过弹簧123获得复位力，从而可以通过第一中心孔2127牵引定位柱2111实现复位。

如前所述，图7中所示的液压缸29是单作用缸，在优选的实施例中，液压缸29采用双作用缸。如果导向块2112能够从导引孔2134中顺利的退出，复位部件可以不配置，不过在优选的实施例中，复位部件为必备结构。

当液压缸29采用单作用缸时，复位部件也并不必然设置，对此，在前文中已经进行了相关说明，在此不再赘述。关于所述复位部件优选为复位盘总成，该复位盘总成包括：

上固定盘2124，与定位柱2111的上端通过固定螺母2113固定连接；

下固定盘2121，与上固定盘2124对位设置，并开有用于定位柱2111以及导向块2112通过的过孔2122。

并进一步配有弹簧总成，至少配有一对，并以过孔2122的轴线为轴环形阵列。

其中，弹簧总成的弹簧导柱，即图3中所示的复位销2126的下端固定于下固定盘2121，该复位销2126的上端导向于上固定盘2124上预设的导向孔；弹簧总成的弹簧2123为圆柱弹簧，套装在弹簧导柱，即复位销2126上，且弹簧2123介于上固定盘2124与下固定盘2121之间。

进一步地，如图9所示，所述导向孔包括上下两部分，上部为圆柱孔，下部为上小下大的圆锥孔2128，该圆锥孔2128部分的容纳所述圆柱弹簧，一方面为圆柱弹簧提供压缩空间，另一方面，部分的容纳圆柱弹簧有利于避免弹簧失稳。

再看配有上述容器口部压合装置的容器口部压合设备，将容器口部压合装置装配在容器压合设备的工作台，也就是图7中所示的加工台24上，加工台24是柜式结构，柜式结构的上表面为工作台面，前侧或者说朝向操作人员的一侧设有控制面板23，以利于操作人员的操作。

柜式结构内部具有相对较大的空间，可以用于安装其他设备，例如图中所示的电动机26、液压站25，以及液压缸29的主体，控制液压缸29的阀门组28，液压站的储油箱27，以及相关的管路配置。

此外控制可以引入例如PLC，以进行整体的智能控制，具体为如图7中所示的控制装置22。

如前所述，口部成型和底部整形是本发明的核心，杯体成型的其他步骤可以采用现有的成型工艺，整体而言，参见说明书附图1所示的实施例，在该实施例中杯体成型包括16个步骤（图中的步骤不属于附图标记，S表示step，用于表示成型步骤，或者说工序），依次是：S1.杯底落料、S2.杯身落料、S3.杯身卷圆、S4.直缝焊、S5.切定位角、S6.口部翻口、S7.底部缩口、S8.底部冲圆、S9.底部环焊、S10.底部压平、S11.杯体胀形、S12.测漏、S13.底部R角整形、S14.口部切边、S15.口部卷圆以及步骤S16，即口部卷圆压合，合计16个工序。

下面结合图1和图2，依序说明各工序，其中图1为单纯的工艺流程图，不过应当理解，图中的某些步骤或者说工序并不存在严格的顺序上的关系，例如步骤S1和步骤S2，谁在先，谁在后，相互之间没有任何影响。

图2可以当做工艺卡片，具有适应的匹配性。

首先是步骤S1，即杯底落料，图2中可见，杯底大致可以理解为是一个有一定锥度的皿，整体上是一个浅桶形结构，其中浅桶形结构的壁主要用于补偿杯底环缝焊接前的变形，使杯底所焊接于的圆孔整体结合紧密。

在步骤S1的卡片中，位于上面的图为杯底的俯视图，位于下面的图为其主视图，其主视结构大致是梯形结构，为便于描述，以下称这种浅桶形结构为梯形结构。

步骤S1中，使用符合给定尺寸且符合给定要求的卷料或者板料通过连续冲床落料、成形。

步骤S2，即杯身落料，使用符合给定尺寸要求的卷料或者板料通过连续冲床落料，料片四角有定位角结构，具体如图2所示，区别于常规的卷圆工艺直接开矩形料不同，四个定位角在卷圆后，会在上下两端形成两个舌片，便于杯身直缝焊接时的定位夹紧，对此可参见步骤S4的卡片。

步骤S3，即杯身卷圆，具体可见图2中步骤S3的卡片，将杯身料片通过卷圆机滚压，出件呈圆弧状，便于后工序弯曲、对接，比直接卷圆对接时内应力要小很多，据此容易产生圆度相对较好的杯身。

步骤S4，即直缝焊，具体可见于图2的步骤S4的卡片，将步骤S3杯身卷圆的工件对接放置在直缝焊机的焊台上，并通过焊机的固定工装卡扣在工件的定位角上，拉紧对接，然后通过不锈钢氩弧焊焊接牢固，焊接后工件呈圆筒状。

步骤S5，即切定位角，如前所述，定位角属于工艺结构，在相应的工序完成后就可以去除。具体地，将工件卡装在冲床的剪切夹具上，沿圆筒两侧端面落冲去除多余的定位角。

步骤S6，即口部翻口，参见图2步骤S6的卡片，位于该步骤卡片上面的图上端具有翻边。具体地，将工件放置在液压机的翻口模具内，将工件一端的口部外翻，呈喇叭口状。

步骤S7，即底部缩口，参见图2步骤S7对应的卡片上图底部结构，将工件放置在液压机的缩口模具内，将工件另一未加工端挤压缩口，呈内翻状。

步骤S8，底部冲圆,，步骤S7缩口后的工件，端面会有部分区域褶皱较大，不利于后续环焊加工，所以在此步骤将缩口内侧褶皱较大的区域切除、冲圆。

关于该步骤S8，底部冲圆所形成的圆口可以采用一致性的口径，也可以分类处理，产生不同口径的圆口。加以适配的，步骤S1所产生的杯底结构具有与不同口径的圆口的适配性。可以理解的是，尽管所形成的圆口尺寸可能不一致，但口径范围不会太大。

步骤S9，即底部环焊，将步骤S8底部冲圆后的杯身扣装在环焊夹具上卡紧，将S1的杯底料片或者说具有梯形结构的料片放置在杯身底部圆孔（即前述的圆口）处（此时梯形结构的直径小于圆孔孔径），环焊设备的下压装置将杯底料片压紧并迫使杯底料片底部外缘直径扩张至与圆孔贴合，使用不锈钢氩弧焊工艺将两零件焊合，呈初态的杯体状。

步骤S10，即底部压平，由于梯形结构需要保证有一定的裕度，步骤9底部环焊后，容器底部可能并不平整，使用模具将步骤S9后的杯体底部压平整形。

步骤S11，即杯体胀形，步骤S10后的杯体扣装在胀形胶芯上，液压机推动上模下压，通过杯体喇叭口状翻口的有效反作用力，将杯体下压，杯体内胶芯受压力向外走料并对杯体做功整形，使杯体表面平整并达到要求尺寸。

步骤S12，即测漏，将步骤S11后的杯体倒扣安装在测漏夹具上，夹具下方有水池，夹具可向下移动，并携带杯体进入水池中，静置20秒，观察液面下杯体是否有气泡冒出，无气泡为合格。

步骤S13，即底部R角整形，本步骤使用容器底部整形设备，见图附图3~图6，对此，前文有详细的说明，在此不再赘述。

步骤S14，即口部切边，将步骤S13后的杯体卡装在切边机上，将杯体口部辅助加工结构（喇叭口状翻口）切除同时杯体高度符合给定的工艺尺寸。

步骤S15，即口部卷圆，将步骤S14后的杯体放置在带有口部卷圆模具的液压机上，将杯体口部直边内翻至卷绕状态，形成卷圆，所形成的结构更清楚地可以体现在说明书附图16的最左边的步骤上。

进而，步骤S16，即口部卷圆压合，本步骤使用容器口部压合设备，前文重点对该容器口部压合设备进行了详细的描述，在此不再赘述。

最后将步骤S16获得的半成品送入仓库，备用。

Claims (10)

1.一种杯体加工方法，其特征在于，对待成型口部的第一杯体中间件，依据给定的尺寸对口部切边，形成口部成型坯件；

然后对口部成型坯件的口部向内卷圆，形成口部卷体，记为第二杯体中间件；

在杯体的轴向压合口部卷体，消除口部卷体内的容腔。

2.根据权利要求1所述的杯体加工方法，其特征在于，在杯体轴向压合口部卷体的方法是：

以口部卷体在下通过与口部卷体配合的开口向上的环形槽定位第二杯体中间件；

初始支撑在具有所述环形槽的环形槽体上的成型块组，径向张开后在杯体轴向压在口部卷体与环形槽槽底相对的一侧，并进一步轴向移动而压合口部卷体。

3.根据权利要求2所述的杯体加工方法，其特征在于，成型块组具有一组总圆心角为360度且个体几何结构相同的扇形块，该组扇形块为具有给定劲度系数的弹性部件所抱箍而形成所述成型块组，成型块组的中心为上大下小的锥形导引孔，下端为成型头；

配置一导向柱组件，该具有与所述锥形导引孔配合而具有相同锥度的导引块，以及在导引块轴向连接导引块的定位柱，从而在杯体的轴向牵引导引块，作用于所述锥形导引孔的径向分力使成型块组内的扇形块径向张开，轴向分力则产生下压力。

4.根据权利要求1~3任一所述的杯体加工方法，其特征在于，杯体的底部成型，对圆筒形的中间件预期成型为底部的一端进行缩口成型，进而对缩口所形成的圆口进行修整，以获得给定尺寸的圆口；

提供与修整后的圆口匹配的底部料片，环焊在圆口处而封接底部。

5.根据权利要求4所述的杯体加工方法，其特征在于，料片被加工成在杯体轴向具有底和锥形壁的锥桶形料片，其中底为锥顶，该锥桶形料片的最大直径小于修整后圆口的口径；

环焊前，锥桶形料片与圆口同轴线定位，再轴向挤压圆形料片，使锥桶形料片的高度变小，径向尺寸变大，而使料片产生边缘扩张直至与圆口挤合，然后再进行环焊。

6.根据权利要求5所述的杯体加工方法，其特征在于，环焊后，通过底部压平工序消除锥桶形料片轴向挤压变形后剩余的高度；

进而，对杯体进行胀形，以提高杯体的圆度。

7.根据权利要求6所述的杯体加工方法，其特征在于，底部成型步骤还包括对杯体底部进行整形的步骤，该步骤将杯体套装在一整形块上，该整形块能够带着杯体自转；

在整形块的一径向竖剖面上，提供一轮槽为90度且轮轴与水平面成45度的整形轮，轮槽与杯底边缘适配，并提供整形轮斜45度向下的力压在杯底上，随着整形块带动杯体自转而对杯底进行整形。

8.根据权利要求1~3任一所述的杯体加工方法，其特征在于，杯体的杯身为板料料片卷圆而成的圆筒，圆筒周向端接进行直缝焊；

板料料片周向端接的端部于杯体轴向的两端成型有定位角，以用于直缝焊的焊接定位。

9.根据权利要求8所述的杯体加工方法，其特征在于，直缝焊焊接前，先对板料料片在卷圆的方向上通过滚轮设备将板料料片滚压成圆弧板，以进行初步整形，减少焊接定位力。

10.根据权利要求1~3任一所述的杯体加工方法，其特征在于，口部成型坯件的口部外翻，以提供口部卷圆料边。