CN107617683A - 一种保温杯成形模具及其成形工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保温杯成形模具及其成形工艺，与传统工艺相比，本发明采用了先缩口至小于最终产品尺寸，随后通过胀形消除缩口工艺产生的折皱，再通过扩口工序将产品的上端扩口呈最终产品的尺寸，由此解决了零件在生产过程中的起皱问题。

Description

一种保温杯成形模具及其成形工艺

技术领域

本发明涉及保温杯生产技术领域，特别是涉及一种保温杯成形模具及其成形工艺。

背景技术

传统的保温杯成形工艺其步骤为：下料—卷圆—焊接—切边—涂清漆—整形—胀形(机械胀上端)一胀形(机械胀下端)—切边—缩口—滚筋—退清裱，共l2道工序，不但工效低，而且难以保证质量。尤其是两端部尺寸的精度及缩口时的成形，由于焊接结构件中焊缝处的弱点，缩口时内形又无法支撑，因此焊缝处容易折皱，引起零件报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种保温杯成形模具及其成形工艺。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种保温杯成形模具，包括了下固定板和上固定板，所述下固定板放置在水平的工作台面上，在所述下固定板上支承有凹模架，在所述凹模架中设置有凹模，在凹模中形成有模腔，待加工的零件放置在所述模腔中，在所述凹模架上固定着竖直的导柱，所述上固定板套设在所述导柱上且能沿所述导柱上下滑动，在所述上固定板的底部固定着压头，在所述压头中设置有凸模，所述凸模与所述凹模上下正对且所述凸模能伸入凹模的模腔中，所述凸模包括了凸模本体、连接部和成形部，所述凸模本体为一圆柱体，所述连接部和成形部分别固定在所述凸模本体的两端，所述连接部的直径要小于所述凸模本体的直径，在所述连接部上开设有外螺纹，所述成形部截面呈现为等腰梯形，所述成形部具有宽端与尖端，所述成形部的直径由宽端朝向尖端逐渐缩小，所述宽端与所述凸模本体相连，所述尖端的端面为水平面；

在所述压头中还设置有扩口机构，所述扩口机构包括了扩口螺栓，在所述扩口螺栓上套设了扩口模具。

作为本发明的优选，所述扩口模具呈现为梭形，其中间的截面径要大于上下两端，且所述扩口模具的截面径由中间朝向上下两端逐渐缩小。

作为本发明的改进，所述凹模为分瓣结构，包括了左瓣和右瓣，在所述左瓣和右瓣之间形成了所述模腔,所述左瓣和右瓣均由上至下倾斜5°，在所述左瓣、右瓣的上端与所述凹模架贴靠，下端与所述凹模架之间形成有间隙。

作为本发明的进一步改进，所述凹模采用CrWMn或Crl2MoV制成，热处理硬度为58-62HRC。

作为本发明的具体技术方案，所述成形部上开设有台阶面。

一种采用上述保温杯成形模具进行成形的工艺，包括了如下步骤：

1)、下料，将0.4mm厚的不锈钢板切成指定的长度；

2)、卷圆，通过卷圆机将步骤1)中的不锈钢板卷成筒形；

3)、焊接，将卷成筒形的不锈钢板首尾两端通过氩弧焊焊接在一起；

4)、切边；将筒形不锈钢板的上下两端切成规整的水平端面；

5)、缩口，通过缩口模具将筒形不锈钢板的上下两端进行缩口，并使得它们的缩口尺寸要小于零件的最终尺寸；

6)、胀形，将筒形不锈钢板放入凹模的模腔中，随后在筒形不锈钢板中注入聚氨酯直至聚氨酯充满筒形不锈钢板，然后启动凸模下压伸入模腔中，此时聚氨酯在压力作用下向外膨胀，推动筒形不锈钢板向外胀形；

7)、扩口，启动压头上移，使得凸模与凹模分离，随后拆卸凸模换成扩口模具，再启动压头下压，由所述扩口模具将零件的上端扩口呈最终尺寸。

作为本发明的改进，所述扩口模具和所述凸模分别通过扩口螺栓和螺栓可拆卸地固定在所述压头上。

作为本发明的进一步改进，在步骤7)中，所述压头为一转台，当所述转台转动时，能带动所述的扩口模具和所述凸模相互切换。

作为本发明的优选，在步骤6)中，在胀形之前先对筒形不锈钢板采取初步扩口的工艺。

与现有技术相比，本发明的优点在于：与传统工艺相比，本发明采用了先缩口至小于最终产品尺寸，随后通过胀形消除缩口工艺产生的折皱，再通过扩口工序将产品的上端扩口呈最终产品的尺寸，由此解决了零件在生产过程中的起皱问题。

附图说明

图1为本发明实施例中保温杯成形模具的结构示意图；

图2为图1中凹模的结构示意图；

图3为图1中的凸模的结构示意图；

图4为图3中凸模上成形部的局部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步的详细描述。

如附图所示，本实施例先公开了一种保温杯成形模具，包括了下固定板1和上固定板2，上下固定板均采用模具钢制成，下固定板放置在地面或其他水平的工作台面上，在下固定板的顶面上支承有凹模架3，在凹模架的中央成形有安装槽，在该安装槽中通过卡接或者铆接等可拆卸的方式固定着凹模4，在凹模中形成有模腔41，模腔是用于放置待加工的零件，模腔的尺寸与零件最终尺寸一致，模腔在凹模的顶面上形成有开口，零件就由该开口放入模腔中。为了便于将零件放入模腔中，凹模为分瓣结构，采用CrWMn或Crl2MoV制成，热处理硬度为58-62HRC，该凹模包括了左瓣42和右瓣43，在左瓣和右瓣之间形成了模腔,放置零件时，先将左瓣和右瓣分开，将零件固定在左瓣或右瓣相对的一侧上，再将左瓣和右瓣合拢，这样零件就被放入模腔中了。左瓣和右瓣均由上至下倾斜5°，在左瓣、右瓣的上端与凹模架贴靠，下端与所述凹模架之间形成有间隙，这是由于在零件胀形过程中胀形力较大，因此凹模需要一定的硬度和强度，并且由于胀形力的作用，模腔中的零件会向外膨胀，导致凹模会受到向外的张力产生一定的弹性变形，因此把它设计为由上至下倾斜5°的斜面，目的是在模具工作时，凹模受到压力后沿斜面产生一定的下滑，以抵消胀形时凹模镶块间的间隙。

在凹模架上固定着竖直的导柱5，前述的上固定板套设在导柱上且能在外部驱动机构比如大型的压力机等的作用下沿导柱上下滑动，在上固定板的底部固定着压头6，在压头上设置有凸模7，凸模通过螺栓8可拆卸地固定在压头上，凸模与凹模上下正对且凸模能伸入凹模的模腔中，该凸模包括了凸模本体71、连接部72和成形部73，凸模本体为一圆柱体，连接部和成形部分别固定在凸模本体的两端，连接部的直径要小于凸模本体的直径，在连接部上开设有外螺纹，成形部截面呈现为等腰梯形，成形部具有宽端与尖端，成形部的直径由宽端朝向尖端逐渐缩小，宽端与凸模本体相连，尖端的端面为水平面，在成形部上开设了台阶面，目的是想通过台阶面推料下行，以利于成形，具体来说，在凸模向下挤压模腔中的聚氨酯时，尽管梯形的成形部可以利用其斜面向聚氨酯提供一定的下压力，但该下压力是垂直于斜面的，而设置了一个台阶面后，则可以利用台阶面直接提供垂直向下的压力，更有利于推料下行。

在压头中还设置有扩口机构9，所述扩口机构包括了扩口螺栓91，在所述扩口螺栓上套设了扩口模具92，扩口是将空心件或管状件敞开处向外扩张的一种冲压工序，在专利号为201420753982.7公开了一种管材扩口模具，本实施例所采用的扩口模具结构与上述专利中公开的扩口模具类似，整体呈现为梭形，其中间的截面径要大于上下两端，且扩口模具的截面径由中间朝向上下两端逐渐缩小，由于本实施例的扩口模具为现有技术中的常规结构，故在本实施例中不对其具体工作过程详细展开阐述。

其具体成形工艺包括了如下步骤：

1)、下料，将0.4mm厚的不锈钢板切成指定的长度，该指定的长度与最终保温杯产品的圆周长接近；

2)、卷圆，通过卷圆机将步骤1)中的不锈钢板卷成筒形；

3)、焊接，在卷成筒形的不锈钢板首尾两端之间的缝隙中填入焊料，随后通过氩弧焊或者其他焊接方式(比如激光焊接)将不锈钢板的首尾两端焊接在一起，焊接后它们之间的接合部即为焊缝；

4)、切边，筒形不锈钢板的上下两端在毛坯状态下是不平整的，需要通过小型的锯齿沿直线进行切边，最终将筒形不锈钢板的上下两端切成规整的水平端面；

5)、缩口，通过缩口模具将筒形不锈钢板的上下两端进行缩口，这一步骤与背景技术中提及的传统工艺方法相同，但区别点在于传统工艺是将筒形不锈钢板缩口成最终零件的端面尺寸，而本实施例中是使得它们的缩口尺寸要小于零件的最终尺寸，这么做的目的是为后续的扩口工艺做铺垫，无论是传统工艺还是本实施例所采用的新工艺，在缩口工序后，筒形不锈钢板上的焊缝都会发生折皱的不良现象，而传统工艺由于没有后续的步骤，折皱现象将被一直保留到最终产品，然后通过表面处理工艺对折皱进行打磨，将表面磨平，因为保温杯是圆筒状的，基准面比较难以掌握，故打磨量很难控制，加大了工序难度的同时也耗费了大量的生产时间；

6)、胀形，将筒形不锈钢板放入凹模的模腔中，随后在筒形不锈钢板中注入聚氨酯直至聚氨酯充满筒形不锈钢板，然后启动凸模下压伸入模腔中，随着凸模的不断下压，模腔内的空间不断缩小，此时充满在模腔中的聚氨酯在压力作用下向外膨胀，推动筒形不锈钢板向外胀形直至筒形不锈钢板与模腔内壁贴合，在胀形的过程中，焊缝位置的折皱会受到胀形力的作用而被挤压磨平，由于零件的外表面是与模腔内壁贴合的，故在胀形完成后保温杯零件的外表面是非常平整的；需要指出的是，在胀形之前要先对筒形不锈钢板采取初步扩口的工艺，因为在零件成形过程中零件上部聚氨酯被啃严重，这是由于成形时聚氨酯会从凸模与零件之间的缝隙中流动到毛坯外所致，为克服这种情况的发生，先将零件的上端进行初步扩口，使得零件的上端与下部之间截面径不同，形成了一个台阶面，溢出的聚氨酯堆积在该台阶面上并被凸模的凸模本体压平，从而防止其呈现出不规则的凸起。

7)、扩口，启动压头上移，使得凸模与凹模分离，随后拆卸凸模换成扩口模具，再启动压头下压，由所述扩口模具将零件的上端扩口呈最终尺寸。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种保温杯成形模具，包括了下固定板和上固定板，所述下固定板放置在水平的工作台面上，在所述下固定板上支承有凹模架，在所述凹模架中设置有凹模，在凹模中形成有模腔，待加工的零件放置在所述模腔中，在所述凹模架上固定着竖直的导柱，所述上固定板套设在所述导柱上且能沿所述导柱上下滑动，在所述上固定板的底部固定着压头，在所述压头中设置有凸模，所述凸模与所述凹模上下正对且所述凸模能伸入凹模的模腔中，其特征在于：所述凸模包括了凸模本体、连接部和成形部，所述凸模本体为一圆柱体，所述连接部和成形部分别固定在所述凸模本体的两端，所述连接部的直径要小于所述凸模本体的直径，在所述连接部上开设有外螺纹，所述成形部截面呈现为等腰梯形，所述成形部具有宽端与尖端，所述成形部的直径由宽端朝向尖端逐渐缩小，所述宽端与所述凸模本体相连，所述尖端的端面为水平面；

在所述压头中还设置有扩口机构，所述扩口机构包括了扩口螺栓，在所述扩口螺栓上套设了扩口模具。

2.根据权利要求1所述的保温杯成形模具，其特征在于：所述扩口模具呈现为梭形，其中间的截面径要大于上下两端，且所述扩口模具的截面径由中间朝向上下两端逐渐缩小。

3.根据权利要求1所述的保温杯成形模具，其特征在于：所述凹模为分瓣结构，包括了左瓣和右瓣，在所述左瓣和右瓣之间形成了所述模腔,所述左瓣和右瓣均由上至下倾斜5°，在所述左瓣、右瓣的上端与所述凹模架贴靠，下端与所述凹模架之间形成有间隙。

4.根据权利要求3所述的保温杯成形模具，其特征在于：所述凹模采用CrWMn或Crl2MoV制成，热处理硬度为58-62HRC。

5.根据权利要求1所述的保温杯成形模具，其特征在于：所述成形部上开设有台阶面。

6.一种采用权利要求1中所述的保温杯成形模具进行成形的工艺，包括了如下步骤：

1)、下料，将0.4mm厚的不锈钢板切成指定的长度；

2)、卷圆，通过卷圆机将步骤1)中的不锈钢板卷成筒形；

3)、焊接，将卷成筒形的不锈钢板首尾两端通过氩弧焊焊接在一起；

4)、切边；将筒形不锈钢板的上下两端切成规整的水平端面；

5)、缩口，通过缩口模具将筒形不锈钢板的上下两端进行缩口，并使得它们的缩口尺寸要小于零件的最终尺寸；

6)、胀形，将筒形不锈钢板放入凹模的模腔中，随后在筒形不锈钢板中注入聚氨酯直至聚氨酯充满筒形不锈钢板，然后启动凸模下压伸入模腔中，此时聚氨酯在压力作用下向外膨胀，推动筒形不锈钢板向外胀形；

7)、扩口，启动压头上移，使得凸模与凹模分离，随后拆卸凸模换成扩口模具，再启动压头下压，由所述扩口模具将零件的上端扩口呈最终尺寸。

7.根据权利要求6所述的成形工艺，其特征在于：所述扩口模具和所述凸模分别通过扩口螺栓和螺栓可拆卸地固定在所述压头上。

8.根据权利要求6所述的成形工艺，其特征在于：在步骤7)中，所述压头为一转台，当所述转台转动时，能带动所述的扩口模具和所述凸模相互切换。

9.根据权利要求6所述的成形工艺，其特征在于：在步骤6)中，在胀形之前先对筒形不锈钢板采取初步扩口的工艺。