CN106794508A

CN106794508A - 用在金属容器制造中的冲头表面纹理处理

Info

Publication number: CN106794508A
Application number: CN201680003171.7A
Authority: CN
Inventors: J.A.赛恩斯
Original assignee: Ball Corp
Current assignee: Ball Corp
Priority date: 2015-07-01
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2036-07-01
Also published as: CN106794508B; RU2017112332A; EP3317031A4; RU2017112332A3; MX2017003065A; EP3317031A1; WO2017004493A1; AU2018200985B2; AU2016287743A1; CA2966793A1; CA2975836A1; AU2018200985A1; US9566630B2; BR112017003719A2; US20170001231A1; CA2966793C; AU2016287743B2

Abstract

提供了一种用于形成金属容器(包括食品和饮料容器)的冲头套管。所述冲头套管包括两种或更多种不同的表面纹理。在一种实施方式中，所述冲头套管的外表面包括三个区域，每个区域具有不同的表面纹理。另外，提供了一种在用于金属容器制造过程的冲头套管的外表面上形成两种或更多种不同的表面纹理的方法。本发明还提供一种在用于金属容器制造过程的冲头套管上形成两种或更多种表面纹理的设备。

Description

用在金属容器制造中的冲头表面纹理处理

相关申请

本申请要求于2015年7月1日提交的标题为“用在金属容器制造中的冲头表面纹理处理”的美国临时专利申请62/187,575的权益，该专利申请通过完整引用结合在此。

技术领域

本发明的实施方式总体涉及一种用在形成金属容器中的冲压工具，尤其涉及一种用在形成金属食品和饮料容器中的具有表面纹理的冲压工具。

背景技术

轻质金属容器(包括食品和饮料容器)以及用于制造和形成金属食品和饮料容器的工具在本领域中是众所周知的。典型情况下，希望使用尽可能少的材料和尽可能高的生产率制造金属食品和饮料容器，同时保持所需的质量特性。在用于金属容器制造的典型金属成形过程中，通过多个加工阶段加工金属，从而形成所需的容器形状和尺寸。该过程往往始于从金属板切割出圆形金属“坯件”。然后，将金属坯件(典型情况下为铝材)放入深拉压力机中，在深拉压力机中，坯件被“拉制”或拔制为杯状，对于常规的12盎司金属罐来说，该杯状件的直径大约为3.5英寸到4.0英寸，高度大约为1.3英寸。随后的步骤和工艺通常是通过多次压薄(ironing)和重拉操作对杯状件进行加工(例如在罐身成形机中进行)。这个过程减小原始材料的壁厚，并将容器拉拔为所需的最终容器形状。其中，一个套管将杯状件保持固定就位，冲头迅速落入杯状件中，并将杯状件重拉为大约2.6英寸直径和2.25英寸高度的尺寸(对于常规的12盎司金属罐)。冲头(又称为冲头套管)然后将杯状件按向多个压薄环(典型情况下为三个，又称为压薄模具)，这使得杯壁延展并变薄，从而杯状件达到5英寸高度(对于常规的12盎司金属罐)。整个过程(重拉和压薄)在一次连续的冲头冲程中完成。

典型的压薄过程使金属在压薄模具和冲头套管之间变形。金属在极高成形压力和载荷下变形，其中，随着容器壁厚的减小和容器高度的增大，金属爬到或延展到冲头表面上。压薄过程中工具的摩擦往往决定压薄过程的最终质量。

冲压工具(冲头和模具)通常由硬化钢或碳化钨制成。模具位于工件的相对侧，并支撑围绕容器周边的材料。在冲头和模具之间有很小的间隙，以防止冲头卡在模具中。所需的间隙量取决于工件(即，金属容器)的厚度，较厚的材料需要较大间隙，但是间隙总是小于工件的厚度。

传统的冲头表面修饰处理是在冲头表面上一致地整体进行的，以改变表面修饰，从而控制摩擦和在压薄成形后从工具脱除金属罐的能力。冲头的摩擦、压薄载荷、以及冲头的速度往往决定缺陷率。这种缺陷称为撕裂。“撕裂”是在普通压薄过程中常见的主要缺陷，其中，受到过大拉伸载荷的金属容器的一部分从圆筒形容器的其余部分脱离。冲头的表面修饰对撕裂的发生频次有直接影响。传统的冲头表面处理包括抛光表面或网纹表面，这种处理施加到冲头的整个表面上，使得冲头具有单一的表面处理效果。冲头表面纹理支持并提高容器的“脱模能力”，即，从拉薄模具脱除冲头的能力。因此，冲头表面修饰用于促进和提高脱模能力，从而降低制造过程中的撕裂缺陷率。

常见的冲头表面处理包括在冲头套管的侧壁上刻蚀出网纹图案。不同冲头的网纹图案的角度和粗糙度可能有所不同。

在冲压过程中，所有具有延展性的材料在延展到一定程度时都往往导致冲头卡在容器中。若发生这种情况，则必须通过物理手段将冲头从容器中拔出，并且必须从冲头上拉下容器。这个过程称为“脱模”，因为是从冲头上脱下金属罐；而这种缺陷称为“脱模缺陷”。另外，冲头上的表面修饰越细小，脱模能力(即，从冲头套管脱除金属罐且不发生过多损坏的能力)就越差。

金属容器制造中常见的第三种缺陷是由于冲头的普通表面处理与压薄力和在从压薄模具脱除金属的过程中压薄压力的实际释放的相互作用导致的。这种缺陷常常称为“耳子”、“夹点”或“毛边”。耳子是在拉拔和压薄过程之后在金属容器的顶部出现的皱褶。另外，耳子是具有不规则面积的延展区域，它导致拉薄模具的载荷不均，并且最终缺陷剧烈增加，产生毛边、拉耳或夹点。

冲头的材料通常是极其耐用的材料，例如碳化物、陶瓷和/或工具钢。但是，由于数百万次的重复使用，这些经过精加工的表面因摩擦而随着时间的推移逐渐劣化。这种劣化导致变形不一致性，并改变金属容器的侧壁特性。结果是，可能出现大量缺陷，容器壁可能包含缺陷而需从生产线中去掉，最终降低生产过程的效率。

发明内容

本发明的多种实施方式和构造涉及一种在用于制造金属食品和饮料容器的冲头上产生表面纹理的新型系统、装置和方法。在此提供的新型冲头表面纹理能够降低冲压过程中的缺陷率。本发明的特征可用于各种食品和饮料容器的制造，包括金属罐和金属瓶。

在本发明的多种实施方式的一个方面中，提供一种有助于金属容器(包括罐和瓶)的制造的具有特定表面纹理的冲头套管。随着容器的金属壁被迫通过冲模、受压并被拉拔，容器的金属材料在很大的力和压力的作用下在冲头套管的表面上被压薄。因此，由于冲头的表面处理，所述金属材料发生变形。

因此，在本发明的多种实施方式的一个方面中，提供一种消除并解决特定质量缺陷的冲头表面处理。例如，通过独特地设计表面纹理粗糙度、表面修饰处理，以及在冲头的外表面上布置纹理区域，本发明可减少和消除由压薄过程导致的质量缺陷。

在本发明的多种实施方式的另一个方面中，提供一种能够提高容器质量、降低废品率、并且显著消除裂片质量缺陷的冲头表面纹理处理。在采用普通的网纹图案时，随着金属薄片和颗粒(即“裂片”)夹杂在网纹纹理的凹槽中，会产生裂片。然后，在后续压薄操作过程中，这些金属颗粒被压到容器壁中。例如，在第一或第二次压薄操作时，产生一个或多个颗粒，然后，在第三或第四次压薄操作过程中，这些颗粒沉积或附着到容器壁上。本发明的实施方式降低容器制造过程中产生的碎片区域的密度，这会减少缺陷的数目，从而减少裂片。例如，使用本发明的实施方式的冲头套管，能够将使用传统冲头套筒时每小时50个缺陷的数目减少到每小时零个缺陷。

在本发明的多种实施方式的另一个方面中，提供一种具有网纹图案的冲头表面纹理，该网纹图案具有特定角度和粗糙度(微米级)，可降低撕裂率，并使生产质量和处理量最佳化，同时保持脱模能力。

以很高的速度高效地从冲头脱除容器且不发生损坏的能力对轻质金属容器制造来说很关键。因此，在本发明的多种实施方式的一个方面中，提供一种冲头表面纹理处理，这种纹理处理能够在较高的生产速率(即，生产速度)下提高薄壁轻质容器的脱模能力。

在本发明的多种实施方式的一个方面中，提供一种具有多种表面纹理的冲头，这种冲头也采用至少一种普通的网纹图案来保持表面修饰的脱模能力。因此，可保证轻质金属容器的生产速度和完整性，同时消除或最大限度地减少质量缺陷。

在本发明的多种实施方式的一个方面中，提供一种具有多种表面纹理的金属罐冲头。在本发明的多种实施方式的另一个方面中，提供一种具有特定的纹理位置和区域布置的冲头表面处理。因此，在一些实施方式中，在冲头表面的关键区域中施加多种表面纹理，以优化和提高金属容器制造质量、可靠性、速度和处理量。另外，本发明的实施方式可保持拉拔和压薄过程的处理能力，保持脱模能力，提高裂片抑制作用，并实现最佳边缘质量。在本发明的一种实施方式中，所述的食品或饮料容器冲头包括两个或更多种表面纹理。而且，所述的食品或饮料容器冲头可包括三种不同的表面修饰。或者，所述冲头可包括四种不同的表面修饰。

在本发明的多种实施方式的另一个方面中，提供一种具有多种表面纹理的金属瓶冲头。瓶的螺纹和颈部区域对较深的网纹图案高度敏感。因此，可按照所需的效果优化瓶的颈部和螺纹区域中的抛光或受控的表面修饰。具体而言，在一些实施方式中，冲头在瓶的螺纹区域中是光滑的，以减少在机器视觉检测过程中检测到伪裂纹的情况的发生。而且，在瓶的螺纹区域中采用光滑冲头表面能够提高在瓶制造过程的后续步骤中在瓶上形成螺纹的能力。

在本发明的一种实施方式中，冲头表面包括两个或更多区域，每个区域包括不同的预定纹理。在此，表面纹理常常用表面的“R_a”值来描述。R_a是本领域中一个常用的粗糙度(又称为表面糙度)参数。R_a是表面粗糙度轮廓的算术平均值，这意味着R_a按二维粗糙度轮廓的绝对值的算术平均值计算。而且，在冲头的相互作用区域中设计有特定的表面修饰和R_a范围，以提高压薄过程中的容器质量。在特定区域中施加表面修饰能减少容器壁的锥形、椭圆形和毛边程度，并且还能减少或消除裂片。

例如，在一种实施方式中，在第二级容器处理的重拉过程中，冲头外表面包括位于相应的容器高度处的小于8 R_a的抛光区域或表面，从而使压薄过程中的切边移动最佳化。这些区域的具体高度取决于被加工容器的尺寸，该尺寸可为从3盎司至32盎司、直至750毫升的任何数值。

在一些实施方式中，冲头套管由碳化物制成。在其它一些实施方式中，冲头套管由钢材或其它金属合金制成。在另一些实施方式中，冲头套管由陶瓷材料制成。

在本发明的多种实施方式中，提供一种使用常规制造设备制造的金属容器冲头。可替代地，在一些实施方式中，使用定制的机器进行冲头表面处理。在其它一些实施方式中，由熟练工人手工地进行定制的表面处理。但是，对冲头表面的多个区域进行处理/施加纹理的最佳方法必须去除并保持恒定的材料厚度，并使每一个纹理区域的最终直径保持恒定。因此，所述机器用于去除碳化物、工具钢或陶瓷冲头的基体材料，使得冲头的整个表面同心、平直并并行。最终的金属容器制造过程需要一致的冲头表面(即，例如同心、平直和并行)，以产生一致的壁厚和容器重量。

本领域技术人员能理解，本发明可用于制造12盎司罐、容积在大约3盎司和11.5盎司之间的较小金属容器、以及容积在大约13盎司至32盎司之间的较大金属容器。本发明的实施方式还可用于制造500毫升、587毫升和750毫升金属容器。

在本发明的一种实施方式中，提供一种在形成金属容器的过程中使用的冲头，该冲头包括：位于冲头的一端的鼻部；位于第二端、与鼻部相对的后缘；位于鼻部和后缘之间的圆筒部；以及外表面，该外表面包括：邻近鼻部并具有第一长度和第一种表面修饰的第一区域；邻近第一区域并具有第二长度和第二种表面修饰的第二区域，其中，所述第二种表面修饰不同于所述第一种表面修饰；以及邻近第二区域和后缘的第三区域，该第三区域具有第三长度和第三种表面修饰，其中，所述第三种表面修饰不同于所述第二种表面修饰。

在另一些实施方式中，第一种表面修饰包括网纹图案，第二种表面修饰抛光为R_a2和R_a 8光洁度。第三种表面修饰也可包括网纹图案。在多种实施方式中，所述第一区域的第一长度在大约1.0英寸和大约2.0英寸之间，所述第二区域的第二长度在大约1.0英寸和大约2.0英寸之间，所述第三区域的第三长度在大约1.0英寸和大约2.5英寸之间。

在本发明的一种实施方式中，提供一种对用于金属容器制造的冲头套管的外表面进行纹理处理的方法，该方法包括：(a)提供冲头套管，该冲头套管包括：位于冲头的一端的鼻部；位于第二端、与鼻部相对的后缘；位于鼻部和后缘之间的圆筒部；以及外表面，该外表面包括：邻近鼻部的第一区域；邻近第一区域的第二区域；以及邻近第二区域和邻近后缘的第三区域；(b)使用具有第一种微米级表面修饰的第一镶金刚石凸块向第一区域施加第一种网纹图案；(c)使用具有第二种微米级表面修饰的第二镶金刚石凸块向第三区域施加第二种网纹图案；以及(d)对第一区域、第二区域和第三区域进行抛光。

在本发明的另一种实施方式中，所述方法还包括：在施加第一种网纹图案时采用大约30psi气压；以及，使第一种网纹图案相对于冲头套管的纵轴处于在大约30度和60度之间的角度。在本发明的多种实施方式中，第一种网纹图案和第二种网纹图案之中的至少一个是通过在使冲头的外表面与以第二速度运转的第一镶金刚石凸块和第二镶金刚石凸块之中的至少一个接触的同时使冲头以第一速度旋转而施加的。

在一种实施方式中，提供一种在形成金属容器的制造过程中使用的冲头，该冲头包括：位于冲头的一端的鼻部；位于冲头的第二端、与鼻部相对的后缘；位于鼻部和后缘之间的圆筒部；以及外表面，该外表面包括：邻近鼻部并具有第一长度和第一种表面修饰的第一区域；邻近后缘并具有第二长度和第二种表面修饰的第二区域，其中，所述第二种表面修饰不同于所述第一种表面修饰；以及邻近第一区域和第二区域之中的至少一个并具有第三长度和第三种表面修饰的第三区域，其中，所述第三种表面修饰不同于所述第二种表面修饰。在另一种实施方式中，第一种表面修饰包括第一种网纹图案，第二种表面修饰包括第二种网纹图案，第二种网纹图案是10-60微米级网纹图案，第一种网纹图案是比第二种网纹图案粗糙的网纹图案，第三种表面修饰抛光为R_a 2和R_a 8之间的光洁度。在一些实施方式中，第一区域从冲头上的邻近鼻部的第一点延伸至冲头上的第二点，其中，第一长度在冲头的总长度的大约15％和大约35％之间，第三区域从冲头上的第二点延伸至冲头上的第三点，其中，第三长度在冲头的总长度的大约15％和大约35％之间，第二区域从冲头上的第三点延伸至冲头上的第四点，其中，第二长度在冲头的总长度的大约15％和大约35％之间。在另一些实施方式中，第一区域的第一长度在大约1.0英寸和大约2.0英寸之间，第二区域的第二长度在大约1.0英寸和大约2.5英寸之间，第三区域的第三长度在大约1.0英寸和大约2.0英寸之间。在一些实施方式中，所述冲头具有位于第一区域和第三区域之间并具有第四长度和第四种表面修饰的第四区域。

在一种实施方式中，提供一种对在金属容器制造过程中使用的冲头套管的外表面进行纹理处理的方法，该方法包括：提供冲头套管，该冲头套管包括：位于冲头套管的一端的鼻部；位于第二端、与鼻部相对的后缘；位于鼻部和后缘之间的圆筒部；以及外表面，该外表面包括：邻近鼻部的第一区域；邻近后缘的第二区域；以及位于第一区域和第二区域之间的第三区域；使用具有第一种微米级表面修饰的第一刻蚀工具向第一区域、第二区域和第三区域之中的至少一个施加第一种纹理图案；使用具有第二种微米级表面修饰的第二刻蚀工具向第一区域、第二区域和第三区域之中的至少一个施加第二种纹理图案，其中，所述第二种纹理图案被施加到与所述第一种纹理图案不同的区域；以及对第一区域、第二区域和第三区域进行抛光。在另一些实施方式中，所述方法包括在施加第一种纹理图案时使用在大约10磅和大约20磅之间的力，其中，所述第一种纹理图案是网纹图案。在另一种实施方式中，所述方法包括：使第一种纹理图案相对于冲头套管的纵轴处于在大约30度和大约60度之间的角度。在另一种实施方式中，所述方法包括：使网纹图案相对于冲头套管的纵轴处于在大约30度和大约60度之间的角度。在一些实施方式中，第一种纹理图案和第二种纹理图案之中的至少一个是网纹图案。在一种实施方式中，第一种纹理图案和第二种纹理图案之中的至少一个是通过使冲头套管的外表面与第一刻蚀工具和第二刻蚀工具之中的至少一个接触的同时使冲头套管以第一速度旋转而施加的，其中，所述第一刻蚀工具和所述第二刻蚀工具之中的至少一个在与冲头套管的外表面接触的同时沿冲头套管的纵轴以第二速度移动。在一种实施方式中，第一区域具有在大约1.0英寸和大约2.0英寸之间的第一长度，第二区域具有在大约1.0英寸和大约2.5英寸之间的第二长度，第三区域具有在大约1.0英寸和大约2.0英寸之间的第三长度。

在另一种实施方式中，提供一种对在金属容器制造过程中使用的冲头套管的表面进行纹理处理的设备，该设备包括：邻近机器的第一端的连接机构，该连接机构配置为连接至冲头套管的一端，其中，所述连接机构使冲头套管围绕冲头套管的纵轴旋转；平行于冲头套管的纵轴布置的臂；以及向冲头套管的外表面的第一区域施加第一种表面纹理的刻蚀工具，所述刻蚀工具可移动地连接至所述臂，从而所述刻蚀工具可沿所述臂滑动，并沿冲头套管的纵轴移动。在另一些实施方式中，所述设备包括用于朝冲头套管的方向在所述刻蚀工具上施力的装置，其中，在所述刻蚀工具沿冲头套管的纵轴移动的同时，所述连接机构使冲头套管旋转。在多种实施方式中，所述设备包括用于向冲头套管的外表面的第二区域施加第二种表面纹理的第二刻蚀工具、以及可操作地与所述机器通讯以控制所述刻蚀工具相对于冲头套管的定位的可编程逻辑系统。在另一种实施方式中，所述刻蚀工具包括具有微米级表面修饰的镶金刚石凸块，所述第二刻蚀工具包括具有第二种微米级表面修饰的镶金刚石凸块。在多种实施方式中，所述刻蚀工具还包括刻蚀工具保持件或突出部保持件，其中，该刻蚀工具保持件或突出部保持件连接至所述臂，并配置为将所述刻蚀工具或突出部保持就位。在一些实施方式中，所述设备还包括用于显示内容的电子显示屏、处理器、存储器和用于连接至通讯网络的通讯接口。

在此所用的短语“至少一个”、“一个或多个”以及“和/或”是在操作上既具有联合性又具有分隔性的开放式表述。例如，“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”、以及“A、B和/或C”表述方式中的每一个指仅有A、仅有B、仅有C、有A和B、有A和C、有B和C、或有A、B和C。

除另有所示外，在说明书和权利要求书中用于表示数量、尺寸、条件等的所有数值应理解为在所有情况下都由术语“大约”修饰。

在此所用的术语“一个”实体指一个或多个实体。因而，术语“一个”、“一个或多个”和“至少一个”在此可互换使用。

在本文中的术语“包含”、“包括”或“具有”和其变化形式的使用意味着涵盖其后所列的项目、以及其同等项目和附加项目。因此，术语“包含”、“包括”或“具有”和其变化形式在此可互换使用。

应理解，在此所用的术语“装置”应按照35U.S.C.第112(f)节规定的尽可能宽泛的解读范围理解。因此，结合有术语“装置”的权利要求应涵盖在此阐述的所有结构、材料或措施，以及其所有等效形式。而且，所述结构、材料或措施以及其等效形式应包括在发明内容、附图说明、详细说明、摘要、以及权利要求本身中所述的所有此类事物。

通过阅读本文所包含的本发明的公开内容，这些和其它优点将变得更明显。上述的实施方式、目的和构造既不是完整的，也不是详尽的。本发明的内容不旨在也不应被视为代表本发明的整个范畴和范围。而且，当在此引用“本发明”或其特征时，应理解为指本发明的特定实施方式，不应理解为所有实施方式都限制于本文的特定说明。在发明内容部分以及本发明的附图和详细说明中，本发明是以不同的详细程度说明的，在此发明内容部分中包含或不包含特定元件或部件不旨在限制本发明的范围。通过阅读详细说明(尤其是结合附图来阅读详细说明)，本发明的附加特征将变得更明显。

附图说明

结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与上文的总体说明和下述的附图详细说明一起用于说明这些实施方式的原理。在某些情况中，可能略去了对于理解本发明所不必要的细节或者使其它细节难以理解的细节。当然，应理解，本发明不限于在此所示的特定实施方式。另外，应理解，附图不一定是按比例绘制的。

图1是主要具有鼻部、后缘、以及它们之间的三个不同纹理表面的冲头套管的前透视图；

图2是冲头套管的前透视图，其中，第一区域和第三区域是放大显示的；

图3是沿冲头套管的纵线剖切而获得的冲头套管的截面图；

图4是冲头套管的前透视图；

图5是冲头套管的前透视图，其中，第一区域和第三区域是放大显示的；和

图6是正在用于产生本发明实施方式所述的冲头的表面纹理的机器上制造的冲头套管的侧立面图。

为了便于理解本发明的实施方式，在此提供了下面的部件表和附图中的相应标号：

部件号部件名称

2 冲头套管

6 鼻部

10 第一区域

14 第二区域

18 第三区域

22 后缘

26 端部

32 内表面

36 端部

40 冲头套管

44 第一区域

48 第二区域

52 第三区域

56 端部

70 冲头套管

74 精密安装面

90 冲头套管

94 第一区域

98 第二区域

102 第三区域

106 端部

120 冲头套管

124 第一区域

128 第二区域

132 第三区域

136 端部

200 机器

204 冲头套管

208 划线器

212 保持件

216 臂

218 槽道或凹槽

220 连接件

224 划线器划痕

D1 直径

D2 直径

D3 直径

L1 长度

L2 长度

L3 长度

L4 长度

L5 长度

L6 长度

L7 第二区域

相似的部件和/或特征可具有相同的标号。而且，相同类型的各个部件可通过在标号后面加上区分相似部件的字母来区分。若仅使用第一个标号，则该说明适用于具有相同的第一个标号的相似部件之中的任何一个，不论第二个标号是什么。

具体实施方式

虽然下文给出了许多不同的实施方式的详细说明，但是应理解，给出的说明的合法范围是由在本说明书的结尾处给出的权利要求书的内容限定的。所述详细说明应视为仅是示例性的，而不是详尽地说明每种可能的实施方式，因为详尽地说明每种可能的实施方式几乎是不可能的或不切实际的。利用现有技术或在本专利的提交日期之后开发的技术可实现许多可替代的实施方式，但这些实施方式仍属于所述权利要求的范围之内。当在本专利的末尾处的权利要求书中所述的任何词语在本专利中以单数含义的形式引用时，仅是为了清晰和避免使读者混淆的目的，不意味着暗含地或以其它方式将权利要求中的这种词汇限制于该单数含义。

结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与上文的总体说明和下文的附图详细说明一起用于解释本发明的原理。

应理解，附图不一定是按比例绘制的，并且各个尺寸是可改变的。在某些情况中，可能略去了对于理解本发明所不必要的细节或者使其它细节难以理解的细节。当然，应理解，本发明不限于在此所示的特定实施方式。

在本文中说明并在附图中示出了本发明的多种实施方式。但是应理解，虽然附图示出了一些金属容器冲头、以及用于制造该金属容器冲头的方法和系统，但是本发明不局限于这些实施方式。还应理解，术语“容器”和“容器主体”在某些情况中可互换使用。

请参考图1，其中示出了冲头套管2(在此又称为“冲头”)。此冲头套管2用于冲压金属罐或其它金属容器。在一种实施方式中，冲头套管2用于冲压轻质7.5盎司金属罐，这种金属罐只需通过两次压薄操作制造。但是，在一些实施方式中，可通过三次压薄操作制造轻质7.5盎司金属罐。因此，在图1中示出了用于制造轻质7.5盎司金属罐的冲头2的各个区域的理想尺寸和比例。但是，在其它一些实施方式中，冲头套管可采用其它尺寸和比例，以制造不同规格的金属容器，例如12盎司罐、16盎司罐、24盎司罐等。另外，在不同实施方式中，区域10、14、18、26的长度可能不同。另外，在其它实施方式中还可能包括另外的区域。

冲头套管2具有鼻部6、后缘22、内表面32、外表面36、以及邻近后缘22的安装过渡段26。安装过渡段26是锥形的，其直径从第三区域18的直径逐渐减小至冲头2的后缘22处的撞锤的直径。撞锤是冲压机的一部分，冲头2在其后缘22处安装至或连接至撞锤。冲头套管2的外表面36包括三个(或更多)区域：第一区域10、第二区域14和第三区域18。在多种实施方式中，冲头套管2的鼻部6没有网纹。而且，安装过渡段26也没有网纹，因为冲头2的这个部分不与金属容器接触。安装过渡段26的表面是“基底面”。

第一区域10具有粗糙的网纹图案，在一种实施方式中，第一区域10从冲头鼻部6上方的一点延伸至重拉杯状结构的高度，或者在第二种实施方式中，第一区域10延伸至大约比重拉杯状结构的高度低0.5英寸的位置。重拉杯状结构是拉拔和压薄过程的第一阶段。这个阶段使杯状结构变形为较小直径的筒状结构，然后可对筒状结构进行压薄处理。它是一个重拉过程，而不一定是压薄过程，但是会发生一些金属形状的成形和变形。在重拉过程中，为了实现最佳化效果，消除容器的皱褶非常关键。第一区域10的布置位置使得杯状结构的边缘充分消除第一区域10的网纹图案，以免影响效果。应说明的是，对于不同的金属罐规格和起始金属规格，第一区域10的长度可能稍有不同。在第一区域10中可采用较粗糙的表面R_a修饰粗糙度，因为在第一区域10中，容器壁最厚，并且在冲压过程中承受的压力荷载最低。采用有助于脱模的表面修饰粗糙度，还能保持脱模能力。

在所示的实施方式中，第二区域14从第一区域10的端部延伸至最后一级高度的上缘，这意味着在最后一级压薄之后，第二区域14延伸至容器的高度，所述最后一级压薄可能是第一级压薄、第二级压薄、第三级压薄等。在一种实施方式中，第二区域14具有抛光至低于R_a 12光洁度的表面图案。在另一种实施方式中，第二区域14具有抛光至R_a 2和R_a 8之间的光洁度的表面图案。第二区域14的表面较光滑，没有划痕或凹槽，因为划痕和凹槽会产生细小金属颗粒裂片，这在后续处理步骤中会导致缺陷。第二区域14的表面处理用于抑制压薄过程中的颗粒碎片和裂片的产生。每种规格的罐都具有一个带状区域(与第二区域14对应)，在通常的3模具工具套件布置形式中，该带状区域位于稍低于重拉杯状结构的高度的起始高度处，并沿冲头筒体2向上延伸至稍高于第二级压薄高度的高度处。在多压薄模具实施方式中，带状部分延伸至比最终压薄高度的边缘位置稍高的位置。第二区域14的表面纹理和长度是为了避免碎片和裂片的产生而专门设计的。

在一些实施方式中，对于因各级高度之间的距离而需要一定的粗糙度以提高脱模能力的应用，第二区域14分为多个区域。但是，每级高度的上缘具有如上所述的特定表面纹理，以实现最佳的裂片或碎片抑制能力。因此，采用光滑的第二区域14能够消除或减少在金属容器制造过程中产生的裂片的附着现象。

第三区域18可从第二区域14的端部延伸至从容器的中壁向上壁过渡的过渡点处，或延伸至高于该过渡点的位置。在一些实施方式中，第三区域18连接至端部36。第三区域18所需的表面修饰是最小的微米级表面修饰，这有助于提高脱模能力。第三区域18的表面修饰一般是10-60微米级之间的网纹图案。因此，第三区域18上的网纹图案比第一区域10上的网纹图案细小。图案的角度对于加工有一定益处，但是第三区域18中的网纹图案相对于冲头2的纵轴的理想角度应在大约30-60度之间。或者，该网纹图案可相对于冲头2的纵轴处于20度和80度之间的角度。

在一些实施方式中，在对第三区域18进行网纹化处理之前，对其进行抛光。因此，首先产生抛光表面，然后在抛光表面的顶部施加网纹图案。在其它一些实施方式中，该顺序是相反的：首先向第三区域18施加网纹图案，然后对第三区域18进行抛光处理，使得表面边缘和尖锐处变得光滑。而且，抛光的第三区域18对用于制造金属瓶的冲头也有益处，因为通过拉拔和压薄产生的瓶状容器需要有光滑的颈部区域，以实现最佳的螺纹效果。用于产生瓶子的颈部的光滑冲头区域在一些实施方式中可能是第三区域18，在其它一些实施方式中可能是第四区域(未示出)，这取决于瓶子的高度以及级数-高度的对应关系。用于产生瓶子颈部的冲头区域必须具有为了提高瓶颈效果、涂层附着效果和螺纹效果而专门设计和施加的表面修饰。由于瓶子的螺纹和颈部区域对于较深的网纹图案高度敏感，因此典型情况下在瓶子的颈部和螺纹区域中采用抛光或受控的表面修饰。

图2示出了具有三个区域的冲头套管40的另一种实施方式：第一区域44、第二区域48和第三区域52。冲头套管40具有鼻部6、后缘22、内表面32、外表面36、以及邻近后缘22的安装过渡段26。安装过渡段56是锥形的，其直径从第三区域52的直径逐渐减小至冲头40的后缘22处的撞锤的直径。而且，安装过渡段56也没有网纹，因为冲头40的这个部分不与金属容器接触。安装过渡段56的表面是“基底面”。第一区域44和第二区域48中的网纹图案是以放大形式示出的。因此，在图2中能够清楚地看出施加到第一区域44和第二区域48的网纹的角度和图案。区域44、48、52的位置由拉拔和压薄过程中每个阶段的容器位置决定，如图1所示。具体而言，第一区域44具有粗糙的网纹图案，并从冲头鼻部6上方的一点延伸至重拉杯状结构的高度，或者延伸至大约比重拉杯状结构的高度低0.5英寸的位置。在第一区域44中可采用较粗糙的表面R_a修饰粗糙度，因为在第一区域44中，容器壁最厚，并且在冲压过程中承受的压力荷载最低。采用有助于脱模的表面修饰粗糙度，还能保持脱模能力。第二区域48从第一区域44的端部延伸至最后一级高度的上缘，这意味着在第一级压薄后第二区域48延伸至容器的高度。第三区域52可从第二区域48的端部延伸至从容器的中壁向上壁过渡的过渡点处，或延伸至高于该过渡点的位置。第三区域52所需的表面修饰是最小的微米级表面修饰，这有助于提高脱模能力。第三区域52的表面修饰一般是10-60微米级之间的网纹图案。

图3是沿冲头套管70的纵轴剖切而获得的冲头套管70的截面图。冲头套管70的鼻部6位于一端，后缘22位于另一端。在此实施方式中，冲头套管70用于冲压轻质7.5盎司金属罐，这种金属罐只需通过两次压薄操作制造。因此，在下面中给出了各个区域的理想尺寸。但是，在其它一些实施方式中，也可采用其它尺寸，以制造不同规格的金属容器，例如12盎司罐、16盎司罐、24盎司罐等。在其它一些的实施方式中还可包括另一些区域。例如，在一种实施方式中，可通过三次压薄操作制造24盎司罐。因此，用于制造24盎司罐的冲头可具有四个区域，以适应附加的压薄操作。可替代地，24盎司罐冲头可仅具有三个区域，第二区域L7的长度会比图3中所示的长度长。本领域技术人员能理解，具有一个区域、两个区域、三个区域、四个区域、五个区域、或更多区域的冲头套筒的实施方式、以及制造这种冲头套筒的方法也属于本发明的范围。每种规格的食品和饮料容器都具有特定高度和区域(即，位置)，以保持脱模能力和使效果最佳化，这能减少不应有的质量缺陷。而且，可根据成形过程中的压薄步骤的数目或模具的设置调整网纹区域的图形。另外，附图中所示的冲头70的鼻部6的形状和几何结构是针对金属饮料罐的典型形状和几何结构。对于其它规格的饮料罐，这种形状和几何结构有可能是相同的。但是，对于金属酒瓶和金属食品容器，这种形状和几何结构可能有所变化。而且，典型情况下，冲头70的鼻部6没有网纹。

在图3中，第一区域横跨长度L6，并且从冲头套管70的鼻部6的顶端开始长度L5。在一种实施方式中，长度L5大约为0.2407英寸(6.114毫米)。在针对7.5盎司罐的冲头70的一些实施方式中，第一区域终止在距鼻部6的顶端大约1.75英寸(44.5毫米)处。在图3中所示的实施方式中，第一区域具有在大约1英寸和大约2英寸之间的长度L6。在针对7.5盎司罐的冲头70的一种优选实施方式中，第一区域具有在大约1.25英寸和大约1.75英寸之间的长度L6。在针对7.5盎司罐的冲头的一种更优选的实施方式中，第一区域具有大约1.5英寸长度L6。

在图3中所示的实施方式中，第二区域横跨长度L7，并始于第一区域的端部。第二区域终止在距冲头套管70的鼻部6的顶端大约3.25英寸(82.6毫米)处。在图3中所示的7.5盎司罐冲头套管70的实施方式中，第二区域具有在大约1英寸和大约2英寸之间的长度L7。在针对7.5盎司罐的冲头70的一种优选实施方式中，第二区域具有在大约1.25英寸和大约1.75英寸之间的长度L7。在针对7.5盎司罐的冲头70的一种更优选的实施方式中，第二区域具有大约1.5英寸长度L7。

在图3中所示的实施方式中，第三区域横跨长度L8，并始于第二区域的端部。第三区域终止在距冲头套管70的鼻部6的顶端大约5.0英寸(127毫米)处。在图3中所示的7.5盎司罐冲头套管70的实施方式中，第三区域具有在大约1英寸和大约2.5英寸之间的长度L8。在针对7.5盎司罐的冲头70的一种优选实施方式中，第三区域具有在大约1.5英寸和大约2.0英寸之间的长度L8。在针对7.5盎司罐的冲头70的一种更优选的实施方式中，第三区域具有大约1.75英寸长度L8。

在图3中，冲头70的长度L1大约为6.250英寸，长度L2大约为0.700英寸，长度L3大约为5.550英寸，长度L4大约为5.000英寸。在此实施方式中，冲头70的外径D1在大约2.257英寸和大约2.2630英寸之间。在一些实施方式中，在从邻近鼻部的第一区域的始点至邻近后缘22的第三区域的终点的部分，冲头70的外径D1是恒定的。在超过第三区域的终点的某个位置(即，在第三区域和后缘22之间的某个点)，冲头70的外径缩小为较小的外径。因此，第一区域的外径D1与第二区域的外径D1相同，并且与第三区域的外径D1相同。在其它一些实施方式中，冲头70的外径D1沿冲头70的长度L1是变化的，例如用于制造瓶子的冲头。因此，第一区域的外径D1不同于第二区域的外径D1，第二区域的外径D1不同于第三区域的外径D1。邻近鼻部6的冲头70的内径D2大约为1.8112英寸。冲头的内表面32具有凸起部，该凸起部称为轴颈或精密安装面74，它通过螺栓连接至冲床的撞锤。精密安装面74的内径D3大约为1.501英寸。

图4示出了用于冲压金属罐的冲头套管90的另一种实施方式。这种冲头套管可用于形成24盎司罐，或者，如本领域技术人员所理解，可用于形成任何其它规格的容器。冲头套管90具有鼻部6、后缘22、具有精密安装面74的内表面32、邻近后缘22的安装过渡段106、以及具有三个区域的外表面36：第一区域94、第二区域98和第三区域102。区域94、98、102的位置由拉拔和压薄过程中每个阶段的容器位置决定，如图1所示。具体而言，第一区域94具有粗糙的网纹图案，并从冲头鼻部6上方的一点延伸至重拉杯状结构的高度，或者延伸至大约比重拉杯状结构的高度低0.5英寸的位置。在第一区域94中可采用较粗糙的表面R_a修饰粗糙度，因为在第一区域94中，容器壁最厚，并且在冲压过程中承受的压力荷载最低。采用有助于脱模的表面修饰粗糙度，还能保持脱模能力。第二区域98从第一区域94的端部延伸至最后一级高度的上缘，这意味着在第一级压薄后第二区域98延伸至容器的高度。在一种实施方式中，第二区域98是抛光处理的。第三区域102可从第二区域98的端部延伸至从容器的中壁向上壁过渡的过渡点处，或延伸至高于该过渡点的位置。第三区域102所需的表面修饰是最小的微米级表面修饰，这有助于提高脱模能力。第三区域102的表面修饰一般是10-60微米级之间的网纹图案。安装过渡段106没有网纹，因为冲头90的这个部分不与金属容器接触。安装过渡段106的表面是“基底面”。而且，安装过渡段106是锥形的，其直径从第三区域102的直径逐渐减小至冲头90的后缘22处的撞锤的直径。

图5示出了具有三个区域的冲头套管120的另一种实施方式：第一区域124、第二区域128和第三区域132。冲头套管120具有鼻部6、后缘22、具有精密安装面74的内表面32、外表面36、以及邻近后缘22的安装过渡段136。第一区域124和第三区域132中的网纹图案是以放大形式示出的。因此，在图5中能够清楚地看出施加到第一区域124和第三区域132的网纹的角度和图案。安装过渡段136的表面是“基底面”。区域124、128、132和安装过渡段136的位置由拉拔和压薄过程中每个阶段的容器位置决定，如上文中参照附图所示，在此不再重复说明。

图6示出了放置在表面修饰施加机器200上的冲头套管204。机器200向冲头套管204的外表面增加表面修饰，该表面修饰可包括网纹图案。在附图中，已经向冲头套管204的一部分施加了网纹图案，网纹图案的位置通过划线器划痕224示出。机器200包括连接件220，冲头套管204经由连接件220连接至机器200。机器200使连接件220旋转，从而冲头套管204围绕其纵轴旋转，并且可施加网纹图案的表面修饰。在图6中所示的划线器208处可布置刻蚀工具，该刻蚀工具可以是镶金刚石凸块或其它凸块或工具。刻蚀工具(或者，在图6中所示的示例性实例中，为划线器)被可沿机器200的臂216滑动的保持件212保持就位，从而刻蚀工具可沿冲头套管204的纵轴上下移动。在一些实施方式中，刻蚀工具和保持件212是一体的，在其它一些实施方式中，它们是独立的部件，从而在需要另一种刻蚀工具来在冲头套管204上产生不同的表面纹理时，只需更换刻蚀工具。所述臂基本上是平直的，并基本上平行于冲头套管204的纵轴。臂216包括沿臂的纵轴延伸的凹槽或槽道218。槽道218基本上是平直的，并且基本上平行于冲头套管204的纵轴，这样，保持件212可在槽道内沿臂216的长度移动。保持件212经由槽道或凹槽218连接至臂216，从而保持件212可沿臂216并沿冲头套管204移动。在刻蚀工具与冲头套管204的外表面接触的同时，随着刻蚀工具沿冲头套管204的纵轴上下移动(通过沿机器200的臂216移动)，冲头套管204以预定速度旋转，从而产生网纹图案或其它纹理图案。通过刻蚀工具在冲头套管204的外表面上施加预定压力或力，以产生具有所需特征(例如网纹图案的凹槽深度)的表面修饰。在一种实施方式中，由刻蚀工具施加到冲头套管204的外表面上的力的数值在大约10磅和大约20磅之间。在一种实施方式中，由刻蚀工具施加到冲头套管204的外表面上的力的数值大约为15磅。刻蚀工具沿冲头套管204的外表面上下移动的距离由用户预先确定，并被设置为机器200的一个参数。因此，可向冲头套管204的外表面的所需部分(例如第一区域、第二区域、第三区域等)施加表面纹理。而且，本领域技术人员能理解，网纹图案可修改为几乎无数形式的图案，包括修改为密度较大或较小的图案、修改为不同的角度、具有另一种几何图案、以及具有不同的纹理长度等。

在一些实施方式中，所述机器包括处理器、存储器、输入装置(可以是用于接收触摸输入的触摸屏显示面)、用于显示内容的显示屏、以及电源(可以是电池)。所述机器还可包括数据存储装置、软件、用户界面、输入装置、输出装置、通讯网络(例如蓝牙或WiFi)、和/或与其它智能电话或计算装置和/或通讯网络通讯的通讯接口。在另一些实施方式中，所述处理器可包括能够执行编码在软件或固件中的指令的任何处理器。而且，所述处理器可执行包含在存储器和/或数据存储装置中的指令。所述处理器可包括具有或能够执行编码在逻辑电路中的指令的控制器或专用集成电路(ASIC)。所述存储器可用于存储程序或数据，包括包含内容的数据。例如，所述存储器可包括RAM、SDRAM或其它固态存储器。可替代地或附加地，可布置数据存储装置。所述数据存储装置一般可包括用于存储程序和数据的存储装置。在一种实施方式中，所述机器包括可操作地与所述机器通讯以控制刻蚀工具相对于冲头套管的定位的可编程逻辑系统。因而，用户可将所述机器编程为在冲头套管的所需区域上产生任意数量的所需表面纹理。然后，所述机器会自动地对冲头套管的所需部分进行纹理处理和剖光。

在一些实施方式中，在冲头套管上形成表面纹理的方法包括：使用具有第一种微米级表面修饰的第一刻蚀工具向第一区域施加第一种纹理图案；在冲头套管上施加在大约10磅和20磅之间的力，使冲头套管产生划痕；以及使纹理图案相对于冲头的纵轴处于大约30度和60度之间的角度。在一种实施方式中，第一刻蚀工具是第一镶金刚石凸块。在一些实施方式中，所述纹理图案是网纹图案。在一些实施方式中，用于向冲头套管的外表面施加纹理图案和其它表面修饰的机器使用气动缸和可调气压在冲头套管上的刻蚀工具上施力。在一种实施方式中，所述力是使用大约30psi的气压施加的。在一些实施方式中，用于向冲头套管的外表面施加纹理图案和其它表面修饰的机器使用机械或液压装置在冲头套管上的刻蚀工具上产生压力或力。然后，采用大约30psi气压，使用具有第二种微米级表面修饰的第二刻蚀工具向第三区域施加第三种纹理图案，并使第三种纹理图案相对于冲头的纵轴处于大约30度和60度之间的角度。在一种实施方式中，第二刻蚀工具是第二镶金刚石凸块。然后，对冲头套管的第一、第二和第三区域进行抛光。可替代地，可在向第一和第三区域施加纹理图案或网纹图案之前对冲头进行抛光。为了向本发明的实施方式的冲头套筒施加网纹，所述网纹处理机器会使用用于不同的表面处理技术的专用凸轮和专用附件(例如加工头)。

每种规格的食品和饮料容器都具有数值较大的具体高度和区域(即，位置)，以保持脱模能力和使效果最佳化，这能减少不应有的质量缺陷。可根据成形过程中的压薄步骤的数目或模具的设置调整纹理区域(包括网纹区域)的图形。

虽然在上文中详细说明了本发明的多种实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于下文的权利要求中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。还应理解，在本文中所用的措词或术语仅用于说明目的，不构成任何限制。

Claims

1.一种在形成金属容器的制造过程中使用的冲头，包括：

位于冲头的一端的鼻部；

位于冲头的第二端、与鼻部相对的后缘；

位于鼻部和后缘之间的圆筒部；和

外表面，该外表面包括：

邻近鼻部并具有第一长度和第一种表面修饰的第一区域；

邻近后缘并具有第二长度和第二种表面修饰的第二区域，其中，

所述第二种表面修饰不同于所述第一种表面修饰；和

邻近第一区域和第二区域之中的至少一个并具有第三长度和第三种表面修饰的第三区域，其中，所述第三种表面修饰不同于所述第二种表面修饰。

2.如权利要求1所述的冲头，其中，所述第一种表面修饰包括第一种网纹图案，其中，所述第二种表面修饰包括第二种网纹图案。

3.如权利要求2所述的冲头，其中，所述第二种网纹图案是10-60微米级网纹图案，并且所述第一种网纹图案是比所述第二种网纹图案粗糙的网纹图案。

4.如权利要求2所述的冲头，其中，所述第三种表面修饰被抛光的光洁度在R_a2和R_a8之间。

5.如权利要求1所述的冲头，其中，所述第一区域从冲头上的靠近鼻部的第一点延伸至冲头上的第二点，其中，所述第一长度在冲头的总长度的大约15％和大约35％之间。

6.如权利要求5所述的冲头，其中，所述第三区域从冲头上的第二点延伸至冲头上的第三点，其中，所述第三长度在冲头的总长度的大约15％和大约35％之间。

7.如权利要求6所述的冲头，其中，所述第二区域从冲头上的第三点延伸至冲头上的第四点，其中，所述第二长度在冲头的总长度的大约15％和大约35％之间。

8.如权利要求1所述的冲头，其中，所述第一区域的第一长度在大约1.0英寸和大约2.0英寸之间，所述第二区域的第二长度在大约1.0英寸和大约2.5英寸之间，所述第三区域的第三长度在大约1.0英寸和大约2.0英寸之间。

9.如权利要求1所述的冲头，还包括位于第一区域和第三区域之间并具有第四长度和第四种表面修饰的第四区域。

10.一种对在金属容器制造过程中使用的冲头套管的外表面进行纹理处理的方法，包括：

提供冲头套管，该冲头套管包括：

位于冲头套管的一端的鼻部；

位于第二端、与鼻部相对的后缘；

位于鼻部和后缘之间的圆筒部；和

外表面，该外表面包括：

邻近鼻部的第一区域；

邻近后缘的第二区域；和

位于第一区域和第二区域之间的第三区域；

使用具有第一种微米级表面修饰的第一刻蚀工具向第一区域、第二区域和第三区域之中的至少一个施加第一种纹理图案；

使用具有第二种微米级表面修饰的第二刻蚀工具向第一区域、第二区域和第三区域之中的至少一个施加第二种纹理图案，其中，所述第二种纹理图案被施加到与所述第一种纹理图案不同的区域；和

对第一区域、第二区域和第三区域之中的至少一个进行抛光。

11.如权利要求10所述的方法，还包括：

在施加所述第一种纹理图案时，使用在大约10磅和大约20磅之间的力；和

其中，所述第一种纹理图案是网纹图案。

12.如权利要求11所述的方法，还包括：使所述网纹图案相对于冲头套管的纵轴处于在大约30度和大约60度之间的角度。

13.如权利要求10所述的方法，其中，所述第一种纹理图案和所述第二种纹理图案之中的至少一个是通过使冲头套管的外表面与第一刻蚀工具和第二刻蚀工具之中的至少一个接触的同时使冲头套管以第一速度旋转而施加的，其中，所述第一刻蚀工具和所述第二刻蚀工具之中的至少一个在与冲头套管的外表面接触的同时沿冲头套管的纵轴以第二速度移动。

14.如权利要求10所述的方法，其中，所述第一区域具有在大约1.0英寸和大约2.0英寸之间的第一长度，所述第二区域具有在大约1.0英寸和大约2.5英寸之间的第二长度，所述第三区域具有在大约1.0英寸和大约2.0英寸之间的第三长度。

15.一种对在金属容器制造过程中使用的冲头套管的表面进行纹理处理的设备，包括：

邻近机器的第一端的连接机构，该连接机构配置为连接至冲头套管的一端，其中，所述连接机构使冲头套管围绕冲头套管的纵轴旋转；

平行于冲头套管的纵轴布置的臂；和

向冲头套管的外表面的第一区域施加第一种表面纹理的刻蚀工具，所述刻蚀工具可移动地连接至所述臂，从而所述刻蚀工具可有选择性地沿冲头套管的纵轴布置。

16.如权利要求15所述的设备，还包括朝冲头套管的方向在所述刻蚀工具上施力的装置。

17.如权利要求15所述的设备，其中，在所述刻蚀工具沿冲头套管的纵轴移动的同时，所述连接机构转动冲头套管。

18.如权利要求15所述的设备，还包括用于向冲头套管的外表面的第二区域施加第二种表面纹理的第二刻蚀工具。

19.如权利要求15所述的设备，还包括可编程逻辑系统，该可编程逻辑系统与所述机器可操作地通讯，以控制刻蚀工具相对于冲头套管的定位。

20.如权利要求15所述的设备，其中，所述刻蚀工具包括具有微米级表面修饰的镶金刚石凸块。