CN112355573A - 一种表面涂层的金属手模及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种表面涂层的金属手模及其制作方法，包括手模主体，手模主体由手模左半体和手模右半体相互压靠焊接及CNC加工而成；手模左半体和手模右半体的焊接面并非中分位置。本发明的手模左半体和手模右半体的焊接面为非中分位置，且手模左半体和手模右半体均设有凸沿，通过凸沿来焊接进而将手模左半体和手模右半体焊接形成手模主体，并通过CNC加工进行切除凸沿形成。采用缺位补偿的设计理念，设置了凸沿来作为焊接补偿工艺线，使金属手模在激光焊接时，补偿工艺线凸出的多余的金属熔化后对表面下陷的凹槽进行补偿，避免手模主体在焊接后焊缝处出现凹槽，确保在经过CNC对焊缝进行加工后手模表面平整、均匀且没有沙眼。

Description

一种表面涂层的金属手模及其制作方法

技术领域

本发明涉及金属手模技术领域，尤其涉及一种表面涂层的金属手模及其制作方法。

背景技术

目前，在乳胶、丁腈、PU或PVC等手套生产过程中需要利用手模进行浸胶等工序，手模的质量好坏直接关系到手套的质量。

现有的手模大多为陶瓷手模与重力铸造的整体式金属手模两种。陶瓷手模存在生产过程中能耗高、模型易损、同时报废模型不具回收价值也无法实现回收处理从而导致生产成本与环保成本超高的缺点；重力铸造在生产过程中存在表面平整质量差、单件产品厚度不均匀，每件产品与产品之间的相同精度与重复相似度极低、存在很大的差异、有沙眼、内部缺陷多，产品合格率低、生产效率低、劳动强度大、生产过程中使用的沙铸模型无法回收重复使用，容易造成环境污染，生产成本高等缺陷。

为此，急需开发一种压力铸造的金属手模及其制作方法，且能焊接方便，表面平整无凹陷等。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种表面涂层的金属手模及其制作方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种表面涂层的金属手模，包括手模主体，所述手模主体由手模左半体和手模右半体相互压靠焊接及CNC加工而成；所述手模左半体和手模右半体的焊接面并非中分位置；所述手模主体表面设有陶瓷膜层。所述手模左半体和手模右半体的焊接缝为了有效解决激光焊接的激光束与焊接面尽量保证接近于垂直的角度便于焊接，因而放弃了对产品的平均中分焊接处理，而是采用了左右尺寸可互换的偏分处理方式。

优选地，所述手模左半体和手模右半体为铝合金手模半体；所述手模左半体的厚度比所述手模右半体的厚度大；或者，所述手模左半体的厚度比手模右半体的厚度小；所述手模左半体的厚度与手模右半体的厚度差0.1-4mm。

优选地，所述手模左半体内端面设有左凸沿，所述手模右半体内端面设有右凸沿；所述手模左半体的左凸沿和手模右半体的右凸沿进行相互压靠焊接及CNC加工固定组成手模主体。

优选地，所述手模左半体和所述手模右半体均包括前半部、过渡部、后半部和端部；所述前半部、过渡部、后半部和端部一体成型；所述前半部的的壁厚为小于2.0mm；所述后半部的壁厚为小于3.0mm。

优选地，所述手模左半体和手模右半体均设置有中部定位限位柱和/或中部定位限位孔，所述定位限位柱和中部定位限位孔分别设置在所述手模左半体的后半部或所述手模右半体的后半部的前端位置；具体的，所述中部定位限位柱和中部定位限位孔的数量各为两个。

优选地，所述手模左半体的端部和手模右半体的端部的后端沿其内壁设有凹型凸台、所述凹型凸台的顶面中部设有半腰形凹槽；所述手模左半体和手模右半体合在一起时，两个所述凹型凸台合并形成主腰形孔，且两个半腰形凹槽合并形成腰形凹槽；所述腰形凹槽与主腰形孔相垂直，所述腰形凹槽的中部与主腰形孔的中部相重合。所述手模左半体和手模右半体均设置有端部定位限位柱和/或端部定位限位孔，所述端部定位限位柱和端部定位限位孔分别设置在手模左半体的端部或手模右半体的端部；所述端部定位限位柱和端部定位限位孔分别设置在凹型凸台两端面。

本发明还提供一种表面涂层的金属手模制作方法，包括以下步骤：

制作手模模具，设计制作开发金属手模模具，包括手模左半体模具和手模右半体模具；

制作手模毛坯，通过所述金属手模模具压铸制作金属手模毛坯，包括手模左半体毛坯和手模右半体毛坯；

制作手模主体，将所述手模左半体毛坯和手模右半体毛坯焊接固定在一起形成所述手模主体；

手模打磨喷砂，对所述手模主体进行抛光打磨及喷砂；

手模表面涂层，对所述手模主体表面设有陶瓷膜层，所述陶瓷膜层通过微弧氧化处理在所述手模主体表面。

优选地，所述制作手模主体，具体包括步骤：

将所述手模左半体毛坯冲压形成手模左半体，将所述手模右半体毛坯冲压形成手模右半体；所述手模左半体毛坯内端面设有左凸沿，所述手模右半体毛坯内端面设有右凸沿；

将所述手模左半体毛坯的左凸沿和所述手模右半体毛坯的右凸沿进行相互压靠焊接在一起形成所述手模主体；

对所述手模主体进行CNC加工，切除所述手模主体的凸沿形成所述手模主体。

优选地，所述手模表面涂层，包括步骤：

对所述手模主体进行超声除油及流动水洗；

对所述手模主体进行碱蚀及流动水洗；

对所述手模主体进行脱膜、流动水洗及超纯水清洗；

对所述手模主体进行微弧氧化、流动水洗及超纯水清洗；

对所述手模主体进行自然升温，从低温升至室温；

对所述手模主体进行封闭；

对所述手模主体进行流动水洗、超纯水清洗、热超纯水清洗；

对所述手模主体进行吹干及烘干。

优选地，所述超声除油的温度为50～70℃、且时间为1～2min，所述超声除油形成连续水膜；

所述脱膜，用于摆动所述表面涂层的金属手模，直到所述水膜脱尽为止；

所述微弧氧化，包括从起点电压加压至终点电压，根据预设膜厚来确定氧化时间，按30∽50um/h计算所述膜厚，所述起点电压为150V，每10分钟加压10V，所述终点电压为200V。

实施本发明表面涂层的金属手模及其制作方法的技术方案，具有以下优点或有益效果：本发明通过设计手模左半体和手模右半体的焊接面为非中分位置，且手模左半体和手模右半体均设有凸沿，通过凸沿来焊接进而将手模左半体和手模右半体焊接固定为手模主体，并通过CNC加工切除凸沿进而形成金属手模。本发明采用缺位补偿的设计理念，设置了凸沿来作为焊接补偿工艺线，使金属手模在激光焊接时，补偿工艺线凸出的多余的金属熔化后对表面下陷的凹槽进行补偿，避免手模主体在焊接后焊缝处出现凹槽，确保在经过CNC对焊缝进行加工后手模表面平整、均匀且没有沙眼。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：

图1是本发明表面涂层的金属手模实施例的第一示意图；

图2本发明表面涂层的金属手模实施例的第二示意图；

图3是本发明表面涂层的金属手模实施例的第一分解示意图；

图4是本发明表面涂层的金属手模实施例的第二分解示意图；

图5是本发明表面涂层的金属手模实施例的结构示意图；

图6是本发明表面涂层的金属手模实施例的手模左半体的端部结构示意图；

图7是本发明表面涂层的金属手模实施例的手模右半体的端部结构示意图；

图8是本发明表面涂层的金属手模实施例的手模左半体毛坯示意图；

图9是本发明表面涂层的金属手模实施例的手模右半体毛坯示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了实施例的一部分，其中描述了实现本发明可能采用的各种实施例。应明白，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

目前，绝大部分金属手模均由手模左半体和手模右半体中分焊接而成，且没有凸沿，该制备(焊接)的手模存在手模表面凹陷、有气泡、沙眼等缺陷，且中分还存在不好焊接等等问题。

实施例一：

如图1-9所示，本发明提供一种表面涂层的金属手模实施例，包括手模主体100，手模主体100由手模左半体10和手模右半体20相互压靠焊接及CNC加工而成；手模左半体10和手模右半体20压铸焊接成手模主体100；所述手模主体100表面设有陶瓷膜层，所述陶瓷膜层通过微弧氧化处理在手模主体100表面。具体的，手模左半体10和手模右半体20压铸成型。所述手模左半体10和手模右半体20的焊接面并非中分位置。所述手模主体100表面设有陶瓷膜层，重点保护的是，该手模主体表面用陶瓷膜层来作为保护层，该陶瓷膜层不限于实施例二的微弧氧化工艺，还可以是其他工艺方法，在此不做具体限制。

众所周知，当金属手模进行激光焊接工艺时，最佳处理方式为激光束与焊接件的焊接面成垂直90度，因为只有这样才会避免激光折射或者焦距偏差导致焊接不良的现象。所述手模左半体和手模右半体的焊接缝为了有效解决激光焊接的激光束与焊接面尽量保证接近于垂直角度便于焊接，同时。本发明放弃了对金属手模的平均中分焊接处理，而是采用了左右尺寸可互换的偏分处理方式。

在本实施例中，从图3可以看出，所述手模左半体10和手模右半体20的焊接面并非中分位置，具体的，所述手模左半体10的厚度比手模右半体20的厚度大，或者，所述手模左半体10的厚度比手模右半体20的厚度小；所述手模左半体10的厚度与手模右半体20的厚度差0.1-4mm，即手模左半体10和手模右半体20的焊接面偏向于手模右半体20的0.1-4mm位置处；或者，手模左半体10和手模右半体20的焊接面偏向于手模左半体20的0.1-4mm位置处。

在本实施例中，所述手模左半体10和手模右半体20为铝合金手模半体，所述手模左半体10和手模右半体20通过压铸工艺焊接固定在一起形成手模主体。当然，所述手模左半体10和手模右半体20也可以为其他金属材质，但需满足压铸、焊接及CNC加工的要求，在此不做具体限制。

在本实施例中，如图2所示，所述手模左半体10内端面设有左凸沿11，所述手模右半体20内端面设有右凸沿21。所述手模左半体10的左凸沿11和手模右半体20的右凸沿21相互压靠焊接及CNC加工固定组成手模主体100。

在本实施例中，如图5-6所示，所述手模左半体10和手模右半体20(手模本体100)均包括前半部h1、过渡部h2、后半部h3和端部h4。具体的，所述前半部h1、过渡部h2、后半部h3和端部h4一体成型，尤其是后半部h3和端部h4一起成型，不会出现其他镶嵌拼接结构的脱落问题，结构更加结实耐用。更为具体的，所述前半部的壁厚为小于2.0mm，即为手指端至过渡部的前端的壁厚为小于2.0mm；所述后半部的壁厚为小于3.0mm，即为过渡部的后端至端部的前端的壁厚小于3.0mm。

如图4-5所示，所述手模左半体10和手模右半体20(手模本体100)均设置有中部定位限位柱31和/或中部定位限位孔32，中部定位限位柱31和中部定位限位孔32对应配合设置，所述中部定位限位柱31和中部定位限位孔32分别设置在手模左半体10的后半部h4或手模右半体20的后半部h4的前端位置；优选的，所述中部定位限位柱31和中部定位限位孔32的数量各为两个；具体的，2个中部定位限位柱31可以同时设置在手模左半体10，也可以分别设置在手模左半体10或手模右半体20；对应的，2个中部定位限位孔32可以同时设置在手模左半体10，也可以分别设置在手模左半体10或手模右半体20，在此不做具体限制。

如图5-7所示，所述手模左半体10和手模右半体20(手模本体100)的端部h4包括端前部h41、端中部h42和端后部h43，具体的，端前部h41前端与后半部h3后端连接、后端与端中部h42前端连接，端中部h42后端与端后部h43前端连接；具体的，端部h4的直径大于后半部h3的直径，更为具体的，端中部h42外侧为一斜面，将后半部h3顺利拓宽至端后部h43。

在本实施例中，所述手模左半体10的端部h4和手模右半体20(手模本体100)的端部h4的后端沿其内壁设有凹型凸台35(具体的，凹型凸台35设置在端后部h43的内侧壁)、所述凹型凸台35的顶面中部设有半腰形凹槽36；所述手模左半体10和手模右半体20(手模本体100)均设置有端部定位限位柱33和/或端部定位限位孔34，所述端部定位限位柱33和端部定位限位孔34分别设置在手模左半体10的端部或手模右半体20的端部；所述端部定位限位柱33和端部定位限位孔34分别设置在凹型凸台35两外侧。

具体的，所述手模左半体10和手模右半体20焊接在一起时，两个凹型凸台35形成主腰形孔(图未标示)，且两个半腰形凹槽36合并形成腰形凹槽(图未标示)；所述腰形凹槽与主腰形孔相垂直，所述腰形凹槽的中部与主腰形孔的中部相重合。

具体的，所述端部定位限位柱33和端部定位限位孔34对应配合设置，所述端部定位限位柱33和端部定位限位孔34分别设置在手模左半体10的端部或手模右半体20的端部；优选的，所述端部定位限位柱33和端部定位限位孔34的数量各为两个；2个端部定位限位柱33可以同时设置在手模左半体10，也可以分别设置在手模左半体10或手模右半体20；对应的，2个端部定位限位孔34可以同时设置在手模左半体10，也可以分别设置在手模左半体10或手模右半体20。通过设定的中部定位限位柱31和中部定位限位孔32、端部定位限位柱33和端部定位限位孔34进行配合固定，使得手模本体100结构更加结实牢固。

本发明通过设置中部定位限位柱31和中部定位限位孔32、以及端部定位限位柱33和端部定位限位孔34配合固定后。焊接时起到手模左半体10或手模右半体20进行定位准确的作用，是的当焊接完成及进行CNC加工时能达到产品厚度均匀标准，从而保证生产出的金属手模的产品品质。

实施例二：

本发明还提供一种表面涂层的金属手模制作方法，压铸手模加工至表面处理的生产工艺包括：设计手模模具→制作手模模具→手模压铸成型→冲压去除毛边→检验→激光焊接→检验→CNC加工→检验→抛光打磨→喷砂→检验→表面处理；具体制作工艺流程，包括以下步骤：

(1)制作手模模具，设计制作开发金属手模模具，包括手模左半体模具和手模右半体模具；具体的，通过金属手模模种设计开发独立的金属手模模具，包括手模左半体10模具和手模右半体20模具2个模具。

(2)制作手模毛坯，通过金属手模模具压铸制作金属手模毛坯，包括手模左半体毛坯12(如图7所示)和手模右半体毛坯22(如图8所示)。

(3)制作手模主体，将手模左半体毛坯12和手模右半体毛坯22焊接固定在一起形成手模主体；通过冲压结构分别将手模左半体毛坯12和手模右半体毛坯22分别进行冲压得到手模左半体10和手模右半体20；具体的，所述手模左半体10内端面设有左凸沿11，所述手模右半体20内端面设有右凸沿21。具体的，所述手模左半体10的左凸沿11和手模右半体20的右凸沿21进行相互压靠焊接及CNC加工固定组成手模主体100。并通过计算机数字化控制精密机械(CNC，Computer numerical control machine tools)对手模主体进行加工，切除手模主体的凸沿(即焊接在一起的左凸沿11和右凸沿21)形成手模主体。

具体的，所述制作手模主体，具体包括步骤：

将所述手模左半体毛坯冲压形成所述手模左半体，将所述手模右半体毛坯冲压形成所述手模右半体；所述手模左半体内端面设有左凸沿，所述手模右半体内端面设有右凸沿；

将所述手模左半体的左凸沿和所述手模右半体的右凸沿进行相互压靠焊接在一起形成手模主体；

对所述手模主体进行CNC加工，切除所述手模主体的凸沿形成手模主体。

(4)手模打磨喷砂，对所述手模主体进行抛光打磨及喷砂；具体的，对所述手模主体进行抛光打磨、喷砂。

(5)手模表面涂层，对所述手模主体表面设有陶瓷膜层，所述陶瓷膜层通过微弧氧化处理在所述手模主体表面。

具体的，所述手模表面涂层，具体依次包括步骤：

对所述手模主体进行超声除油及流动水洗；具体的，所述超声除油的温度为50～70℃、且时间为1～2min，所述超声除油形成连续水膜；

对所述手模主体进行碱蚀及流动水洗；

对所述手模主体进行脱膜、流动水洗及超纯水清洗；具体的，所述脱膜，用于摆动所述手模主体，直到所述水膜脱尽为止；

对所述手模主体进行微弧氧化、流动水洗及超纯水清洗(即为去离子水洗)；具体的，所述微弧氧化，包括从起点电压加压至终点电压，根据预设膜厚来确定氧化时间，按30∽50um/h计算所述膜厚，所述起点电压为150V，每10分钟加压10V，所述终点电压为200V。更为具体的，要求还包括：KOH(AR级):1.5～2.5g/L、Na2O·nSiO2(AR级)；7∽10g/L、PH:9∽13。

对所述手模主体进行自然升温，从低温升至室温；

对所述手模主体进行封闭；

对所述手模主体进行流动水洗、超纯水清洗、热超纯水清洗；

对所述手模主体进行吹干及烘干。

具体的，手模表面涂层流程如下表所示。

本发明通过设计手模左半体和手模右半体的焊接面为非中分位置，且手模左半体和手模右半体均设有凸沿，通过对左凸沿和右凸沿的焊接进而将手模左半体和手模右半体焊接固定为手模主体，并通过CNC加工进行切除凸沿形成金属手模。本发明采用缺位补偿的设计理念，设置了凸沿来作为焊接补偿工艺线，使金属手模在激光焊接时，补偿工艺线凸出的多余的金属熔化后对表面下陷的凹槽进行补偿，避免手模主体在焊接后焊缝处出现凹槽，确保在经过CNC对焊缝进行加工后手模表面平整、均匀且没有沙眼。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种表面涂层的金属手模，其特征在于，包括手模主体(100)，所述手模主体(100)由手模左半体(10)和手模右半体(20)相互压靠焊接及CNC加工而成；所述手模左半体(10)和所述手模右半体(20)的焊接面并非中分位置；

所述手模主体(100)表面设有陶瓷膜层。

2.根据权利要求1所述的表面涂层的金属手模，其特征在于，所述手模左半体(10)和手模右半体(20)为铝合金手模半体；所述手模左半体(10)的厚度比所述手模右半体(20)的厚度大；或者，所述手模左半体(10)的厚度比所述手模右半体(20)的厚度小；

所述手模左半体(10)的厚度与所述手模右半体(20)的厚度差0.1-4mm。

3.根据权利要求1所述的表面涂层的金属手模，其特征在于，所述手模左半体(10)内端面设有左凸沿(11)，所述手模右半体(20)内端面设有右凸沿(21)；

所述手模左半体(10)的左凸沿(11)和所述手模右半体(20)的右凸沿(21)相互压靠焊接及CNC加工固定组成所述手模主体(100)。

4.根据权利要求1所述的表面涂层的金属手模，其特征在于，所述手模左半体(10)和所述手模右半体(20)均包括前半部(h1)、过渡部(h2)、后半部(h3)和端部(h4)；所述前半部(h1)、过渡部(h2)、后半部(h4)和端部(h4)一体成型；

所述前半部(h1)的壁厚为小于2.0mm；所述后半部(h3)的壁厚为小于3.0mm。

5.根据权利要求4所述的表面涂层的金属手模，其特征在于，所述手模左半体(10)和所述手模右半体(20)均设置有中部定位限位柱(31)和/或中部定位限位孔(32)，所述中部定位限位柱(31)和中部定位限位孔(32)分别设置在所述手模左半体(10)的后半部(h3)或所述手模右半体(20)的后半部(h3)的前端位置。

6.根据权利要求4所述的表面涂层的金属手模，其特征在于，所述手模左半体(10)的端部(h4)和手模右半体(20)的端部(h4)的后端沿其内壁设有凹型凸台(35)、所述凹型凸台(35)的顶面中部设有半腰形凹槽(36)；

所述手模左半体(10)和手模右半体(20)焊接在一起时，两个所述凹型凸台(35)合并形成主腰形孔，且两个所述半腰形凹槽(36)合并形成腰形凹槽；所述腰形凹槽与所述主腰形孔相垂直，所述腰形凹槽的中部与所述主腰形孔的中部相重合；

所述手模左半体(10)和所述手模右半体(20)均设置有端部定位限位柱(33)和/或端部定位限位孔(34)，所述端部定位限位柱(33)和端部定位限位孔(34)分别设置在所述手模左半体(10)或所述手模右半体(20)的端部；所述端部定位限位柱(33)和端部定位限位孔(34)分别设置在所述凹型凸台(35)两端面。

7.一种表面涂层的金属手模制作方法，其特征在于，制作权利要求1-6任一项所述的金属手模，包括以下步骤：

制作手模模具，设计制作开发金属手模模具，包括手模左半体模具和手模右半体模具；

制作手模毛坯，通过所述金属手模模具压铸制作金属手模毛坯，包括手模左半体毛坯和手模右半体毛坯；

制作手模主体，将所述手模左半体毛坯和手模右半体毛坯焊接固定在一起形成所述手模主体；

手模打磨喷砂，对所述手模主体进行抛光打磨及喷砂；

手模表面涂层，对所述手模主体表面设有陶瓷膜层，所述陶瓷膜层通过微弧氧化处理在所述手模主体表面。

8.根据权利要求7所述的表面涂层的金属手模制作方法，其特征在于，所述制作手模主体，具体包括步骤：

将所述手模左半体毛坯冲压形成所述手模左半体，将所述手模右半体毛坯冲压形成所述手模右半体；所述手模左半体毛坯内端面设有左凸沿，所述手模右半体毛坯内端面设有右凸沿；

将所述手模左半体的左凸沿和所述手模右半体的右凸沿进行相互压靠焊接在一起形成所述手模主体；

对所述手模主体进行CNC加工，切除所述手模主体的凸沿形成所述手模主体。

9.根据权利要求7所述的表面涂层的金属手模制作方法，其特征在于，所述手模表面涂层，依次包括步骤：

对所述手模主体进行超声除油及流动水洗；

对所述手模主体进行碱蚀及流动水洗；

对所述手模主体进行脱膜、流动水洗及超纯水清洗；

对所述手模主体进行微弧氧化、流动水洗及超纯水清洗；

对所述手模主体进行自然升温，从低温升至室温；

对所述手模主体进行封闭；

对所述手模主体进行流动水洗、超纯水清洗、热超纯水清洗；

对所述手模主体进行吹干及烘干。

10.根据权利要求9所述的表面涂层的金属手模制作方法，其特征在于，所述超声除油的温度为50～70℃、且时间为1～2min，所述超声除油形成连续水膜；

所述脱膜，摆动所述手模主体直到所述水膜脱尽；

所述微弧氧化，包括从起点电压加压至终点电压，根据预设膜厚来确定氧化时间，按30∽50um/h计算所述膜厚，所述起点电压为150V，每10分钟加压10V，所述终点电压为200V。

Images