CN111266807B - 一种不锈钢杯体的大缩幅无缝成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不锈钢杯体的大缩幅无缝成型工艺，包括：步骤一，截取外径为D的圆管，水胀成不锈钢杯体初形；步骤二，金加工形成最大直径为D1的第一杯体，第一杯体的上段口部为直筒状，直径为D2；步骤三，截取直径为D3的管料，拉伸形成拉伸头，其下段直径为D4=D2；步骤四，将第一杯体上段口部和拉伸头下段口部对焊形成整体杯体；步骤五，使用缩口机对整体杯体的焊接部位进行缩口。本发明的不锈钢杯体的大缩幅无缝成型工艺，突破了不锈钢固有延伸率限制，能够大幅提高杯体与杯口的缩幅比，提高缩口工序的产品合格率及产品的真空合格率，拓展了不锈钢水杯的造型和规格。

Description

一种不锈钢杯体的大缩幅无缝成型工艺

技术领域

本发明涉及一种不锈钢杯的成型工艺，尤其是杯体与杯口直径相差很大的大缩幅不锈钢杯体的无缝成型工艺。

背景技术

不锈钢杯体（是指单层不锈钢水杯的杯体，或不锈钢保温杯的内胆/外壳，下同）的生产，一般都采用一体成型工艺。如申请号为201711069013.4的中国发明申请《一种保温杯成形模具及其成形工艺》、申请号为申请号201911034746.3的中国发明申请《一种保温杯大宽口内胆的制作工艺》、申请号为201810804750.2的中国发明申请《一种保温杯内胆旋薄工艺方法》等等，然而，由于不锈钢材料的延伸率是有限度的（不锈钢304的延伸率δ大约在40%～60%范围内），不锈钢304杯体的缩口比如果超出原材料延伸率63％以上时，批量生产时缩口工序就会产生报废率高及影响真空率的现象。当产品缩口幅度更大时，如杯体与杯口直径相差很大的大缩幅比产品（缩幅比100%以上，如图1示出的一种缩幅比为（116/35-100%）=231%的不锈钢杯体），仅仅依靠现有的水胀和缩口等一体成型工艺，就会导致缩口失败，极大地限制了不锈钢杯的加工生产。

目前，针对大缩幅比的不锈钢杯体，一般方法均为在杯体台阶处与拉伸定形的拉伸头的端口进行分体对焊（注：这时的拉伸头已经是最终的尺寸及形状），如图2所示。但该方法具有以下缺陷：1、焊接处因旁边有螺纹的干扰，导致焊缝抛光难处理，焊缝毛刺无法去除彻底，在焊缝抛光较难处理的情况下，还会导致焊缝磨破的比例大幅上升，造成产品的真空合格率低。2、外观很明显不是一体成型，达不到产品工艺要求，虽然能实现开模打样，但不能大批量稳定生产。

针对大缩幅比杯体，必须突破不锈钢钢材料本身的固有延伸率限制，才能满足符合设计要求的缩幅比，以拓展和丰富不锈钢杯产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种不锈钢杯体的大缩幅无缝成型工艺，突破了不锈钢固有延伸率限制，能够大幅提高杯体与杯口的缩幅比，提高缩口工序的产品合格率及产品的真空合格率，拓展了不锈钢水杯的造型和规格。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种不锈钢杯体的大缩幅无缝成型工艺，包括如下步骤：

步骤一：截取用于加工不锈钢杯体的圆管，圆管外径为D，通过水胀工序对所述圆管进行水介质液压成型，使圆管形成不锈钢杯体初形；

步骤二：对不锈钢杯体初形的上、中、下段进行金加工，形成第一杯体，此时第一杯体最大直径为D1；胀幅比（D1/D-100%）＜δ，δ为不锈钢材料延伸率，第一杯体的上段口部为直筒状，直径为D2；

步骤三：截取用于加工拉伸头的管料，管料的直径为D3，通过拉伸机对所述管料进行拉伸，形成拉伸头；拉伸头分为上段和下段，上段和下段均为直筒状，下段直径为D4，D4=D2；

步骤四：将第一杯体上段口部和拉伸头下段口部对接，通过焊接连接，形成整体杯体；

步骤五：使用缩口机对整体杯体的焊接部位进行缩口，形成具有弧度的杯口部，杯口部的最小直径为D5，缩口比（D3/D5-100%）＜δ。

步骤五所述的焊接部位的缩口为小幅度缩口，缩口比＜40%。

对所述杯口部进行抛光处理。

缩幅比（D1/D5-100%）＞200%。

与现有技术相比本发明的有益效果是：本发明的方法，第一杯体上段口部和拉伸头下段口部对接，而第一杯体的上段口部和拉伸头下段口部均为直筒状且直径相等，这种结构通过焊接连接能够确保焊接的稳定和牢固；使用缩口机对焊接部位进行缩口，缩口的同时还将焊缝由粗糙挤压得光滑，外观犹如一体成型；拉伸头先做成直筒形状的半成品，能够确保焊接稳定、减少缩口幅度；该方法分体部位为拉伸头的圆弧档处，分体焊接处由直线变成弧线，方便抛光处理，抛光处理后符合产品外观要求，犹如一体成型，由于焊缝抛光较易处理，这就避免了导致焊缝磨破的情况发生，产品的真空合格率大大提高。

焊接部位局部处的缩口采用小幅度缩口，更有利于焊缝的平滑。

附图说明

图1是一次成型的大缩幅比不锈钢杯体的结构示意图；

图2是现有技术在杯体台阶处与拉伸头的端口进行分体对焊的结构示意图；

图3是用于加工不锈钢杯体的圆管的结构示意图；

图4是用于加工拉伸头的管料的结构示意图；

图5是本发明不锈钢杯体初形的结构示意图；

图6是本发明整体杯体的结构示意图；

图7是图6的拆分结构示意图；

图8是本发明大缩幅无缝成型工艺制作的不锈钢杯体。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案更加清晰，以下结合附图1至8，对本发明进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明的保护范围。

本发明是一种不锈钢杯体的大缩幅无缝成型工艺，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：截取用于加工不锈钢杯体的圆管1，圆管1外径为D，通过水胀工序对所述圆管1进行水介质液压成型，使圆管1形成不锈钢杯体初形1-1；步骤二：对不锈钢杯体初形1-1的上、中、下段进行金加工，形成第一杯体1-2，此时第一杯体1-2最大直径为D1；胀幅比D1/D-100%＜δ，δ为不锈钢材料延伸率，第一杯体1-2的上段口部为直筒状，直径为D2；步骤三：截取用于加工拉伸头2-1的管料2，管料2的直径为D3，通过拉伸机对所述管料2进行拉伸，形成拉伸头2-1；拉伸头2-1分为上段和下段，上段和下段均为直筒状，下段直径为D4，D4=D2；步骤四：将第一杯体1-2上段口部和拉伸头2-1下段口部对接，通过焊接连接，形成整体杯体23；步骤五：使用缩口机对整体杯体23的焊接部位进行缩口，形成具有弧度的杯口部23-1，杯口部23-1的最小直径为D5，缩口比(D3/D5-100%)＜δ。

作为优选，步骤五所述的焊接部位的缩口为小幅度缩口，缩口比＜40%。为了使焊缝处更加光滑，还可以对所述杯口部23-1进行抛光处理。使用本发明的方法，缩幅比(D1/D5-100%)至少能够达到200%。

本发明所述的不锈钢杯体，是指单层不锈钢水杯的杯体，或不锈钢保温杯的内胆/外壳，本发明仅仅是对不锈钢杯体与杯口直径相差很大(大缩幅比)时的加工工艺的改进，其它部分的加工工艺同现有技术，不再赘述。

作为上述方案的一个具体实例，

圆管及管料壁厚t=0.7mm

D=80mm

D1=116mm

D2=D4=64mm

D3=51mm

D5=35mm

成品后不锈钢杯体的壁厚在0.45～0.5mm之间，图中杯口部位t1=0.48mm。

本发明的技术方案突破了不锈钢材料固有的延伸率限制，实现了大缩幅比产品的批量化生产，将缩幅比极限从约100%提升至200%以上；在产品的缩幅比极限提升至200%以上的同时，各分段杯体、拉伸头本身的胀幅比和缩口比保持在材料延伸率范围之内，且通常这个比例在40%以内，降低水胀、缩口破裂等不良情况产生，保证了合格率。

Claims (4)

1.一种不锈钢杯体的大缩幅无缝成型工艺，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：截取用于加工不锈钢杯体的圆管（1），圆管（1）外径为D，通过水胀工序对所述圆管（1）进行水介质液压成型，使圆管（1）形成不锈钢杯体初形（1-1）；

步骤二：对不锈钢杯体初形（1-1）的上、中、下段进行金加工，形成第一杯体（1-2），此时第一杯体（1-2）最大直径为D1；胀幅比（D1/D-100%）＜δ，δ为不锈钢材料延伸率，第一杯体（1-2）的上段口部为直筒状，直径为D2；

步骤三：截取用于加工拉伸头（2-1）的管料（2），管料（2）的直径为D3，通过拉伸机对所述管料（2）进行拉伸，形成拉伸头（2-1）；拉伸头（2-1）分为上段和下段，上段和下段均为直筒状，下段直径为D4，D4=D2；

步骤四：将第一杯体（1-2）上段口部和拉伸头（2-1）下段口部对接，通过焊接连接，形成整体杯体（23）；

步骤五：使用缩口机对整体杯体（23）的焊接部位进行缩口，形成具有弧度的杯口部（23-1），杯口部（23-1）的最小直径为D5，缩口比（D3/D5-100%）＜δ。

2.根据权利要求1所述的不锈钢杯体的大缩幅无缝成型工艺，其特征在于：步骤五所述的焊接部位的缩口为小幅度缩口，缩口比＜40%。

3.根据权利要求1所述的不锈钢杯体的大缩幅无缝成型工艺，其特征在于：对所述杯口部（23-1）进行抛光处理。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的不锈钢杯体的大缩幅无缝成型工艺，其特征在于：缩幅比（D1/D5-100%）＞200%。

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