CN1176629C - 金属容器和此容器的制作方法 - Google Patents

Abstract

一种通过在液压鼓凸成形中使有底部的一个圆筒扩展形成金属容器的制作方法，把一块平板材料做成一个圆筒，把边缘焊接起来，并把底部件焊接到该圆柱形壳体件的一个开口部分上，使壳体件的被扩展部分的不动点为由带底部的圆筒的壳体件与底部件的焊缝进行扩展的部分的那一侧，从而通过使开口那一侧的壳体部分扩展，形成一个金属容器，因此，可以由一道工序完成加工金属容器的多个加压和挤拉的扩展过程和由一道工序到下一道工序运动的过渡，减少了时间并降低了成本。

Description

金属容器和此容器的制作方法

技术领域

本发明涉及例如用做冰盒、保温瓶、真空保温厨房用具、电保温容器和保温罐的金属容器，以及此容器的制作方法。

背景技术

本申请是以在日本提交的专利申请No.Hei10-36434和No.Hei10-36435为基础的，在这里把这两个申请的内容结合进来作为参考。

在传统上，制作出有一个底部的金属管状容器。例如，这些容器是双层容器，它们包括一个整体的内容器和采用不锈钢等制作的外容器，或者是双层壁的金属真空容器，它们有内容器和外容器，在容器之间为真空，提供了极好的保温性能，或者为双层壁的金属容器，在内容器与外容器之间保存着空气。另外，也使用有只一层金属的容器，比如细颈瓶和桌上的器皿。

这种传统上的金属容器的一个示例是在其上部有一个开口，并包括一个壳体件，其直径比开口部分的直径大，并有一个底部件。一个具体的例子是金属容器101A，如在图15中所示出的那样，其中底部件103的外径大约与壳体件102相同，并把它做成一个容器的形状，使底部压靠并焊接到壳体件102上，做成为一个整体。

再有，如在图17中所示出的那样，另一个示例为金属容器101C，其中底部件105的外径大约与壳体件102的内径相同，此底部件的形状为倒过来的盘子形式，此盘状件伸进该容器中，把此盘状件插进壳体件102中，它的端部表面与壳体件102的端表面焊接起来，与它做成一个整体。还有，如在图16中所示出的那样，有一个金属容器101B，其中，外径几乎与壳体件102的外径相同的底部件104压靠着壳体件102的端表面，焊接在一起，并做成为一个整体。

在传统上以下述方式制作这些金属容器。

在把一块平的金属板冲压成所需的形状之后，通过滚压和对边缘进行焊接，形成一个圆柱(直的管)，两端以大约相同的直径开口，随后，在形成一个截锥体之后，此锥体的两端的开口有不同的直径(锥形管)，通过加压或旋压成形，靠使壳体扩展或缩小形成一个壳体件。随后，通过加压由一块平板形成杯形件，把通过切下此件的凸缘形成的一个底部件焊接到该壳体件上，生产出一个金属容器。

另外，在把一块平的金属板冲压成所要求的形状之后，对它进行滚压，并通过对边缘进行焊接形成一个圆柱，随后，以相同的方式，在把通过加压做成杯形的底部件焊接到该圆柱上之后，通过旋压成形等靠使该壳体缩小形成一个壳体件，生产出一个金属容器。

还有，在日本专利申请，第二出版的No.Hei7-41007中公开了用来制作金属容器的一种不同的方法。其中，在把它们焊接并做成整体之后，通过一种液压鼓凸加工把壳体件和底部件扩展开。如果采用用液压鼓加工进行径向扩展的方法，可以得到宽度方向上截面形状与圆柱形不同的金属容器，比如椭圆形或多边形的金属容器。

然而，在采用传统的加压或旋压成形制作金属容器的过程中，整体地说，因为通常进行通过滚轮的加压和挤拉的多个扩展步骤，所以要花费许多时间，这是因为为了由一个步骤过渡到另一个步骤必须花费加工时间作为过渡时间。

还有，在这些加工过程中，产品的宽度方向上的截面形状被限制为圆形，这是因为如果宽度方向上的截面形状不是圆柱形的，焊接是困难的。再有，为了实现局部的变形，会有下述问题：在成形过程中会产生缺陷，比如裂纹。另外，因为被加工的部分变薄，会出现问题：当落下等时耐用的强度下降。

还有，当以这样的方式制作出的金属容器被用做双层真空容器的内容器，并且把金属镀层加到该壳体的外表面上时，可能由于这样的不平度而使镀层的粘附情况变坏，并因此在通过旋压加工出的钢表面上可能产生细微的不平和加工缺陷。

另外，采用液压鼓凸加工的制作方法与旋压成形相比有减少工序数目的优点，并且可以减少加工时间。然而，因为变形作用力也作用到被焊接的部分上，在此被焊接的部分中可能产生裂纹，并且，降低生产率。例如，当在扩展被焊接的部分的过程中壳体件与底部件的总圆周长增加时，在被焊接的部分上产生了剪切作用力。另外，为了减少裂纹的产生，必须缓慢地进行压力的升高。这样降低了扩展的速度，这使得不可能在通常所希望的时间内实现液压鼓凸过程，并进而使得不可能充分地表现出液压鼓凸加工的特点。

另外，在上面提到的图15到图17中示出的传统的金属容器中，在有图15中示出的的结构的金属容器101A中，容易产生在壳体件102与底部件103之间被焊接的部分的对不准，造成外观的变坏。还有，当两个件的板是薄的时，担心将会产生焊接缺陷。再有，会有下述问题：因为被焊接的部分106不是平滑的，此部分很容易积累脏物，并且，很难用泡沫材料或清洗刷清洗，这是因为被焊接的部分的内径比开口的直径大。

另外，当制作该容器时，在形状方面没有自由度，这是因为在焊接过程中必须用一个夹具向下加压，并因为壳体的形状为圆形，并要求壳体有一个直的部分。再有，因为底部件103是薄弱的存在有下述问题：容易使它凹陷，并且，当把它放在平面上时不稳定。

还有，因为有图16中所示的结构的金属容器101B在容器的内部在被焊接的部分106产生一个间隙，会产生下述问题：脏物容易积累，并且难以清洗。因此，担心在缝隙中的脏物会腐烂，因此，这些容器特别不适宜于做食物容器。另外，在被焊接的部分106可能出现裂缝腐蚀，因此，不适用于容放腐蚀性强的物质。

还有，如果有图17中所示的结构的金属容器101C的壳体件102不是圆柱形的，焊接非常麻烦，因此，壳体件102的形状不能自由地选择。另外，底部件105是薄弱的，当固体物质比如冰落进开口中时，可能很容易使它变形和出现凹陷。

还有，因为被焊接的部分的内径比开口大，会出现问题：不容易用泡沫材料或清洗刷清洗在被焊接的部分中积累的脏物。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种方法，其中，在制作金属容器的过程中，可以容易地实现特征为液压鼓凸加工的一个过程，并可以减少在宽度方向上有非圆柱形截面形状的金属容器的总加工时间，而这是当前的一个问题。

另外，本发明的一个目的是提供一种金属容器，可以由一种方法制作它，此种方法可以减少加工时间，其方式使得壳体件与底部件的焊接简单，焊接部分的外观好，脏物不容易积累且容易清洗，并且在它的制作过程中有很大的自由度。

本发明是用于金属容器的一种制作方法，其中一根管带有一个底部件，此管在壳体件的一端有一个开口部分，此壳体件的另一端与该底部件做成一个整体，使此管经受液压鼓凸成形，形成一个直径比开口部分大的壳体部分，其特征在于：进行液压鼓凸成形使得在壳体件与底部件之间的焊缝的长度在液压鼓凸成形之前和之后大约是相同的。

根据本发明的一个方面，提供了一种金属容器的制作方法，该金属容器包括：一个由壳体件构成的壳体部分，该壳体部分在上侧具有一个开口部分，并且该壳体部分的直径大于该开口部分的直径；以及一个由底部件构成的底部部分，该制作方法包括以下步骤：将所述壳体部分焊接到所述底部部分上，使得该壳体部分不与该底部部分直线对齐；使所述壳体件膨胀，同时使该膨胀中不动的点为在液压鼓凸成形过程中位于所述底部件和壳体件之间的被焊接部分，由此形成所述壳体部分。

根据本发明的另一方面，提供了一种金属容器，包括：一个由壳体件构成的壳体部分，该壳体部分在上侧具有一个开口部分，并且该壳体部分的直径大于该开口部分的直径；以及一个由底部件构成的底部部分，所述壳体部分与所述底部部分焊接成一体，使得该壳体部分不与该底部部分直线对齐；所述底部件与壳体件之间的被焊接的部分位于所述容器的最深的部分；所述壳体部分是通过使所述壳体件膨胀、同时使该膨胀中不动的点为被焊接部分来形成的。

根据本发明的又一方面，提供了一种双层壁真空金属容器，其中，内容器为金属容器，该金属容器包括：一个由壳体件构成的壳体部分，该壳体部分在上侧具有一个开口部分，并且该壳体部分的直径大于该开口部分的直径；以及一个由底部件构成的底部部分，所述壳体部分与所述底部部分焊接成一体，使得该壳体部分不与该底部部分直线对齐；所述底部件与壳体件之间的被焊接的部分位于所述容器的最深的部分；所述壳体部分是通过使所述壳体件膨胀、同时使该膨胀中不动的点为被焊接部分来形成的。

根据本发明的还一方面，提供了一种金属容器的制作方法，包括以下步骤：制造一个包括一个壳体件和一个底部件的圆柱体，将该壳体件的一端通过焊接与底部件形成一体，使该壳体件的另一端形成一个开口部分；将所述圆柱体在一个状态下设置在一个包括一可移动模和一固定模的模具中，在该状态下，该可移动模和该固定模是分开的，从而开口部分位于固定模侧，而底部件位于可移动模侧，并且通过以下方式制造一个设有一个膨胀的壳体部分的金属容器，使该壳体部分的直径大于所述开口部分和所述底部件的直径，即：通过将模具朝向固定模移动来实施液压鼓凸成形，使得在壳体件和底部件之间的焊缝的长度在液压鼓凸成形之前和之后是大致相同的；使圆柱体的壳体件膨胀，同时将液体喷射到圆柱体中，之后施加压力。

根据本发明的还一方面，提供了一种金属容器，包括：一个圆柱体，该圆柱体包括一个壳体件和一个底部件，该壳体件包括：一个与所述底部件相连的壳体部分，该壳体部分的外径大于所述底部件的外径；以及位于与所述底部件相对的一端的一个颈部，该颈部的外径小于所述壳体部分的外径，该颈部从所述壳体部分伸出并且由与所述壳体部分相同的部件形成；所述壳体件的一端通过焊接与所述底部件成一体，所述壳体件的另一端形成颈部的开口部分。其中，圆柱体通过一种包括以下步骤的制作方法制成：将所述圆柱体在一个状态下设置在一个包括一可移动模和一固定模的模具中，在该状态下，该可移动模和该固定模是分开的，从而开口部分位于固定模侧，而底部件位于可移动模侧，并且通过以下方式来制作所述金属容器，即：通过将可移动模朝向固定模移动来实施液压鼓凸成形，使得在壳体件和底部件之间的焊缝的长度在液压鼓凸成形之前和之后是大致相同的；使圆柱体的壳体件膨胀，同时将液体喷射到圆柱体中，之后施加压力。

根据本发明的又一方面，提供了一种双层壁真空金属容器，其特征在于，内容器为金属容器，该金属容器，包括：一个圆柱体，该圆柱体包括一个壳体件和一个底部件。该壳体件包括：一个与所述底部件相连的壳体部分，该壳体部分的外径大于所述底部件的外径；以及位于与所述底部件相对的一端的一个颈部，该颈部的外径小于所述壳体部分的外径，该颈部从所述壳体部分伸出并且由与所述壳体部分相同的部件形成；所述壳体件的一端通过焊接与所述底部件成一体，所述壳体件的另一端形成颈部的开口部分。其中，圆柱体通过一种包括以下步骤的制作方法制成：将所述圆柱体在一个状态下设置在一个包括一可移动模和一固定模的模具中，在该状态下，该可移动模和该固定模是分开的，从而开口部分位于固定模侧，而底部件位于可移动模侧，并且通过以下方式来制作所述金属容器，即：通过将可移动模朝向固定模移动来实施液压鼓凸成形，使得在壳体件和底部件之间的焊缝的长度在液压鼓凸成形之前和之后是大致相同的；使圆柱体的壳体件膨胀，同时将液体喷射到圆柱体中，之后施加压力。

根据本发明的还一方面，提供了一种金属容器，包括：一个圆柱体，该圆柱体包括一个壳体件和一个底部件。该壳体件包括：一个壳体部分；以及位于与所述底部件相对的一端的一个颈部，该颈部的外径小于所述壳体部分的外径，该颈部从所述壳体部分伸出并且由与所述壳体部分相同的部件形成，并且该颈部具有一个开口部分；所述壳体件在一端具有一个内朝向内的凸缘，以便在壳体件中形成一个直径缩小的开口，所述底部件被焊接到所述凸缘上以便封闭所述开口，所述底部件和所述壳体件之间的焊缝位于所述容器相对于所述颈部开口部分的最深的部分。

根据本发明的又一方面，提供了一种双层壁真空金属容器，其特征在于，内容器为金属容器，该金属容器包括：一个圆柱体，该圆柱体包括一个壳体件和一个底部件。该壳体件包括：一个壳体部分；以及位于与所述底部件相对的一端的一个颈部，该颈部的外径小于所述壳体部分的外径，该颈部从所述壳体部分伸出并且由与所述壳体部分相同的部件形成，并且该颈部具有一个开口部分；所述壳体件在一端具有一个内朝向内的凸缘，以便在壳体件中形成一个直径缩小的开口，所述底部件被焊接到所述凸缘上以便封闭所述开口，所述底部件和所述壳体件之间的焊缝位于所述容器相对于所述颈部开口部分的最深的部分。

在金属容器的制作方法中，把平的材料做成一个圆筒，通过液压鼓凸成形加工制作出金属容器，液压鼓凸成形把有底部的筒扩展，其中，通过把边缘焊接起来，把一个底部件焊接到圆柱形壳体件的一端的开口上。因为使壳体件的扩展部分的不动点为由有底部的圆筒的壳体件与底部件的焊缝进行扩展的部分的那一侧，并且使开口侧的壳体部分变成比此开口部分大，所以可以在一个过程中完成由一道工序移动到下一道工序的过渡的加工。另外，因为可以减少通过加压和挤拉的多个使管扩展工序的加工时间，所以可以减少加工时间，并降低成本。

另外，因为在管被液压鼓凸成形扩展的过程中，壳体件与底部件之间的被焊接的部分的整个长度几乎不变，没有多余的作用力施加到被焊接的部分上，并且，不用担心裂纹。还有，因为使壳体件与底部件之间的被焊接的部分的形状为可以容易地设定成对筒进行焊接的条件，并因此可以容易地和可靠地进行焊接，接着，在液压鼓凸成形加工中可以把容器的壳体部分做成所要求的截面的形状，最后得到的截面形状不限于圆柱形，可以容易地制作出多种形状的容器，比如多边形或椭圆形。

还有，因为由金属容器的扩展成形形成容器的壳体可以使未加工管的筒的外径较小，并且，因为可以使用长方形的坯料进行成形加工，所以材料的生产率非常高，并可以使钢材的损失减到最小，因此，可以降低成本。

另外，由本发明的制作过程制作出来的金属容器的表面粗糙度为1.0微米或更低。因此，当电镀双层壁真空容器的内容器的外表面时，因为此金属容器的表面粗糙度非常小，并且材料的平滑度均匀，所以镀层的粘附能力好，并因此通过采用此金属容器做为双层壁真空容器的内容器可以得到有极好的保温能力的高质量产品。

还有，通过进行液压鼓凸成形加工，此金属容器在防止脏物的积累方面是非常有效的，即使当盘状的底部件有朝向壳体件的内部的中凸形状也是一样，这是因为在壳体件与底部件之间没有形成间隙。再有，它也是容易清洗的。

另外，本发明是一种金属容器，其特征在于，该金属容器在其上部有一个开口部分，并包括一个壳体件，它的壳体直径比所述开口部分的直径大，并有一个底部件，所述壳体件在其底部侧变窄，并通过以一个角度进行焊接连接到外径比所述壳体件的壳体直径小并且形状为伸进容器中(盘形)的一个底部件上，在底部件与壳体件之间的被焊接的部分位于容器的最深的部分。因此，可以得到下面的效果。

当容器处于其位置时，被焊接的部分不突出出来，并且因为当朝向底部看时底部件与壳体件之间的被焊接的部分与底部件的形状相配合，所以外观好看。

底部件的强度由于底部件伸进容器中而提高，所以即使固体物质比如冰落进开口侧，也很难产生变形或凹陷。

因为壳体件和底部件以一个角度彼此连接，所以脏物难以在容器的底部积累。

因为被焊接的部分是在容器的底表面上，并且因为它比壳体件的直径小，所以可以例如用泡沫材料容易地清洗它。

因为在壳体件与底部件之间的被焊接的部分是在容器的最深的部分，所以在平的表面上容器的稳定性好，从而，因为底部的强度大，所以它不仅在使用中而且在生产过程中容易处理，所以极少由于冲击产生缺陷。

使壳体件成形的自由度很大，这是因为不管壳体的形状如何，其被焊接的部分总是圆形的，并且，因此，容易进行焊接。

附图说明

图1为一个过程图，示出了按照本发明的金属容器的制作方法的第一实施例；

图2(a)到图2(c)为示出相同的第一实施例中的液压鼓凸成形的剖面图；

图3为示出第一实施例的改变形状的示例的剖面图；

图4为示出第一实施例的改变形状的另一示例的剖面图；

图5为一个过程图，示出了按照本发明的金属容器的制作方法的第二实施例；

图6(a)到图6(c)为示出相同的第二实施例中的液压鼓凸成形的剖面图；

图7为一个过程图，示出了按照本发明的金属容器的制作方法的第三实施例；

图8为长度方向上的剖面图，示出了本发明的金属容器的形状；

图9为长度方向上的剖面图，示出了同一金属容器的第一改变形状示例；

图10为同一金属容器的第二改变形状示例的宽度方向上的剖面图；

图11为同一金属容器的第三改变形状示例的宽度方向上的剖面图；

图12为同一金属容器的第四改变形状示例的长度方向上的剖面图；

图13为长度方向上的剖面图，示出了本发明的金属容器的另一种形状；

图14为一个正视图，示出了按照此实施例制作的金属容器的部分剖面图；

图15为长度方向上的剖面图，示出了传统的金属容器的第一实施例；

图16为长度方向上的剖面图，示出了传统的金属容器的第二实施例；

图17为长度方向上的剖面图，示出了传统的金属容器的第三实施例。

具体实施方式

下面将参考着图1和图2解释本发明的金属容器的制作方法的第一实施例。

在制作此金属容器的过程中，首先采用一个冲压模具，且通过对一块不锈钢板加压冲压出一块长方形的平板3a。接着，通过滚压把该长方形的平板3a变成圆筒，把它的边缘3b焊接起来，形成一个圆柱形的壳体件3。同时，为了制作出底部件，采用一个冲压模具对一块不锈钢板加压，冲压出一块圆形平板4a，接着，通过加压制作出有凸缘的圆形盘状件4b。还有，通过除去盘状件4b的多余的凸缘制作出一底部件4。这时，把该底部件4的外径尺寸设定成几乎等于壳体件3的内径，把该底部件4插入壳体件3的一个开口中，使得该底部件4的开口部分(中凹部分)朝向壳体件3的外面，并使底部件4的端部对准，通过TIG焊接制成一个整体，形成一个带有底部的圆筒5。

接着，为了扩展该带有底部的圆筒5的壳体部分，进行液压鼓凸成形。如在图2中所示出的那样，此液压鼓凸成形的模具30设有一个可移动模32，它可以在竖直方向上移动，它的突出部形成一个中凸部分33，此中凸部分与圆筒5的底部件4相接合，使底部朝向模具的内部；和一固定模31，它有填充件34，此填充件与带有底部的圆筒5的开口接合，在朝向中凸部分33的那一侧以气密的方式配有一个液体注入通道35。此液体注入通道35连接到没有画出的一个液体供应设备上，可以把一种液体比如水供应到安装在模具30中的带有底部的圆筒5的里面。当把带底部的圆筒5放在模具30中时，使用中凸的部分33来使带有底部的圆筒5在模具30中正确地定位。另外，把壳体件3与底部件4之间的被焊接的部分6设置成使它在模具30的中凸的部分33的不动点的位置。此外，模具30有由壳体到底部的所要求的扩展尺寸。

此模具30的固定模31的填充件34与带有底部的圆筒5的开口相接合(图2(a))，并使可移动模32朝向固定模31移动。同时，把含有防锈油的水由设在固定模31上的液体注入通道35注入到有底部的圆筒5中，并通过施加压力把壳体件3扩展到模具30的扩展空间中(图2(b))。这时，因为壳体件3扩展，不动的点是被焊接的部分6(在壳体件与底部件之间的被焊接的部分)或作为底部件4的底部的被升高的部分，并且，在管的扩展过程中弯曲点在此被焊接的部分6上，所以几乎没有作用力使得它的圆周方向上的长度增加。因此，几乎没有多余的作用力施加到壳体件3与底部件4之间的被焊接的部分6上，并且，可以完全地保持在焊接后底部件所具有的形状，被扩展的壳体件3的厚度不会局部地变薄，不会产生裂纹，并可以在短时间内实现扩展(图2(c))。在扩展之后，把移动模具32升起，并在把容器中的水抽出之后，把容器移出。

可以在短时间内实现此扩展工序，还有，在每个工序之间几乎没有过渡，操作可以以非常高的效率进行。接着，通过把容器的开口56切成特定的长度而得到金属容器1。

所制作的金属容器1的壳体部分做为一个整体逐渐地被扩展，而壳体部分的厚度不会局部地变薄。另外，与由旋压制作的容器相比，被液压鼓凸成形扩展的壳体部分的外表面几乎不产生不规则和成形缺陷，特别是，与旋压相比，产品要平滑得多，平均表面粗糙度为1.0微米或更少，并且形成与原始材料的粗糙度(大约0.20微米)相当的表面粗糙度是可能的。另外，当此金属容器1被用做双层壁容器的内容器并把其外表面电镀时，因为其表面平滑，镀层的粘附性强。

在此制作过程中，通过使壳体件3的坯料的初始形状大致为长方形，生产率非常高，可以减少钢材料的损耗，由于材料成本的降低，可以降低制作成本。

在本实施例中，把底部件4插入，使得该底部件的一个开口部分朝向壳体件3的外面，并进行焊接，但是，底部件4的接合方向不限于这样的方式。如在图3中所示出的那样，通过使该底部件的开口部分朝向壳体件3的里面，进行焊接，并使液压鼓凸成形模具30在开口部分那一侧的扩开的不动部分比所述焊缝6更大，可以把它定位，使得不包括在壳体件3与底部件4之间的被焊接的部分6。结果，以同样的方式防止了在液压鼓凸成形过程中对被焊接的部分6施加过大的作用力，完全不会产生裂纹，并缩短制作时间。

还有，如在图4中所示出的那样，通过保持底部件4的形状为平板，把它焊接到壳体件3的边缘上，并把带有底部的圆筒5的底部件4设置成使得与液压鼓凸成形模具30的底表面相接触，使扩展的不动部分为被焊接的部分，可以把带有底部的圆筒5的开口的那一侧的壳体件3扩展得比被焊接的部分6多。用这样的方法，在液压鼓凸成形过程中，几乎没有施加作用力来扩展被焊接的部分6的圆周方向上的长度，不会产生裂纹，并可以缩短制作时间。

将参考着图5和图6解释本发明的金属容器的制作方法的第二实施例。

在制作此金属容器的过程中，首先，例如使用一个冲压模具，对不锈钢板加压，冲压出大致为扇形的一块平板13a，该扇形的尖端被切掉。接着，通过滚压使此平板13a变圆，通过对边缘13b进行焊接，制作出截头圆锥形状的一个壳体件13。并且，几乎垂直地形成开口部分13c，13d的两个边缘。

再次以相同的方式，采用一个冲压模具，对一块不锈钢板加压，冲压出一块圆形平板14a。随后，进行加压，生产出有一个凸缘的圆形盘状件14b。接着，除去圆盘形件14b的凸缘部分，制作出底部件14。这时，把该底部件14的外径尺寸设定成几乎等于壳体件的开口部分13d的内径。另外，使该底部件14的开口部分(中凹部分)朝向壳体件13的外面，把该底部件插入该开口部分13d中，使壳体件13的开口部分13d和底部件14的端部对准，通过TIG焊接制成一个整体，形成一个带有底部的圆锥形的筒15。

接着，为了扩展该带有底部的筒15的壳体件13，进行液压鼓凸成形。如在图6中所示出的那样，此液压鼓凸成形的模具30设有一个可移动模32，在此模具中，与有底部的筒15的底部件14相接合的中凸部分33为一个突出部，它被做成朝向模具的里面，并把它设置成可以在竖直方向上移动，固定模31有填充件34，此填充件与带有底部的管15的开口气密地接合，在朝向中凸部分33的那一侧此填充件以气密的方式设有一个液体注入通道35。此液体注入通道35连接到没有画出的一个液体供应设备上，使得可以把一种液体比如水供应到位于模具30的带有底部的筒15的里面。当把带底部的筒15放在模具30中时，可以使用中凸部分33来使带有底部的筒15在模具30中正确地定位。此外，模具30的壳体扩张成一个圆顶的形状。

带有底部的圆筒5的开口接合进模具30的固定模31的填充件34中(图6(a))，并使可移动模32朝向固定模31的方向移动。同时，把包括防锈油的水由设在固定模31中的液体注入通道35注入有底部的筒15中，施加压力，把壳体件13扩展到模具30中的扩展空间中(图6(b))。这时，因为在管的扩展过程中，壳体件13扩展，不动的点是被焊接的部分16(在壳体件与底部件之间的被焊接的部分)和底部件14的底表面，所以几乎没有作用力施加到此被焊接的部分16上，使它的圆周方向上的长度增加。因此，几乎没有多余的作用力施加到壳体件13与底部件14之间的被焊接的部分16上，可以保持在焊接过程中底部件的形状，被扩展的壳体件13的厚度不会局部地变薄，不会产生裂纹，并可以在短时间内实现扩展(图6(c))。在扩展之后，把移动模具32升高，把容器中的水抽出，并把容器移出。

可以在短时间内实现此扩展工序，还有，在每个工序之间几乎没有过渡，操作可以以非常高的效率进行。接着，通过把容器的开口15b切成特定的长度而得到金属容器11。

将参考着图7解释本发明的金属容器的制作方法的第三实施例。

在制作此金属容器的过程中，首先，例如使用一个冲压模具，对不锈钢板加压，冲压出长方形的一块平板23a。接着，通过滚压使此平板23a变圆，通过对边缘23b进行焊接，制作出一个圆柱形的壳体件23′。接着，通过把壳体件23′的底部向筒的里面弯曲90度形成一个凸缘23c，并制作出带有一部分底部的一个壳体件23，其底部的一部分是开口的。

同时，为了制作出底部件24，采用一个冲压模具，通过加压由一块不锈钢板冲压出一个圆形平板。这时，该底部件24的外径的尺寸为能够把壳体件23的底部开口部分密封住，并且，通过TIG焊接把底部件24的边缘的周边与壳体件23的底部的凸缘部分23c制成一个整体，从而制作出带有底部的圆筒25。

接着，为了扩展该带有底部的筒25的壳体部分，进行液压鼓凸成形。此液压鼓凸成形的模具与前面的第一实施例中的相同。把带底部的筒25放置成安装在模具30中，可以使带有底部的筒25的扩展时的不动点为壳体部分的弯曲部分和底部件。以与前面的每个实施例相同的方式，通过进行液压鼓凸成形，几乎没有多余的作用力施加到被焊接的部分26上，被扩展的壳体部分的厚度没有局部地变薄，不会产生裂纹，并可以在短时间内实现扩展。

在图7中以(a)示出的实施例中，把平板焊接到底部件24上，但是，对于底部件24的焊接方法不限于此。例如，如在图7中以(b)所示出的那样，把圆盘形底部件24的开口部分朝向壳体件23的里面放置，焊接到凸缘部分上，把液压鼓凸成形模具的扩展部分做成在被焊接的部分26的外面，在液压鼓凸成形过程中，可以得到与前面的情况相同的效果，比如防止过多的作用力施加到被焊接的部分26上，不产生裂纹，并在短时间内实现加工。

还有，如在图7中以(c)所示出的那样，把底部件24的开口部分朝向壳体件23的外面放置，即与在图7的(b)中相反的方向，把它焊接到凸缘上，把液压鼓凸成形模具的扩展部分做成在被焊接的部分26的外面，在液压鼓凸成形过程中，可以得到前面的示例那样的效果，防止过多的作用力施加到被焊接的部分26上，不产生裂纹，并可以缩短制作时间。

还有，在上述的每个实施例中，所公开的壳体形状为圆柱形的金属容器，但是本发明的金属容器的制作方法不限于此，生产出其壳体的宽度方向上的截面是椭圆的、多边形的、比如正方形的等的容器是可能的。

在这种情况下，通过把液压鼓凸成形过程的模具的形状变成所要求的形状可以简单地实现制作。还有，在底部件与壳体件之间的被焊接的部分的形状不限于圆形，此被焊接的部分可以是多边形底部件和壳体件的焊缝，并在进行压鼓凸成形时使此被焊接的部分为不动点，几乎不施加任何作用力使此被焊接的部分在长度方向上扩展，并可以得到所要求的形状。

还有，为了更简单地生产，最好，在底部件与壳体件之间的被焊接的部分的形状是圆形。在这种情况下，因为用圆形的焊接工具完成底部件与壳体件之间的焊接，所以可以容易地设定焊接的条件，比如焊枪与被焊接的部分之间的角度、焊接速度、以及输入热量的多少，并且，焊接的控制非常容易。

图8为由上述的对于本发明的金属容器的制作方法得到的金属容器的一个示例，并示出了一个单层的金属容器。此金属容器40在其顶部有一个圆柱形的开口部分41a，并包括一个圆柱形的壳体部分41b，其直径比开口部分41a大，其中，壳体件41在它的下部有一个直径减小的部分41c，此部分朝向里的径向方向伸展，一个倒过来的圆盘形底部件42伸进该容器中。

通过以一定的角度进行焊接，把此底部件42接合在壳体件41的直径减小的部分41c上。在本实施例中，此接触角度大约为90度。在底部件42与壳体件41之间的被焊接的部分43位于该容器40的最深的部分。

使开口部分41a的上边缘向外卷边，在其边缘上以一种可自由装上和可自由脱开的方式接合上一个合成树脂的帽盖44。在此帽盖44的内表面上设有一个填充件45，比如一个橡胶的‘o’环。这样，通过把帽盖44接合在该开口部分41上，把填充件45压靠在开口部分41a的上边缘上，保持对液体的密封。还有，此帽盖44不限于通过推它把它插入的类型，也可以使开口部分41a的上边缘为螺旋的形状，与一个螺旋的帽盖结合，通过螺纹与它相接合。

对形成金属容器40的壳体件41和底部件42的材料没有特别的限制，但是，材料可以由不锈钢、碳钢、复合钢板、钛、镍合金等中适当地选择。

此金属容器40有良好的外观，并适用来做饮料的容器，因为在底部件42与壳体件41之间的被焊接的部分43是在底部件42的下部上。另外，底部件42伸进容器中，因此，提高了底部件42的强度，即使固体物质比如冰落进开口的那一侧中，很难产生变形和凹坑等。另外，因为以大约90度连接壳体件41和底部件42，脏物很难在该容器的底部上积累，并且，因为被焊接的部分43是在容器的底部上，并且，被焊接的部分的直径比壳体件的壳体直径小，并与上面的开口有大约相同的直径，所以可以容易地用刷子等进行清洗。在这种情况下，最好，壳体件41与底部件42之间的接触角度大于90度，但是，即使小于90度，也应该在容易清洗的范围内。

还有，因为壳体件41与底部件42之间的被焊接的部分43在容器的最深的部分，所以它稳定地座在一个平的表面上，该底部的强度高，并且，在使用过程中几乎不会由于凹陷产生不方便。

另外，在本发明的金属容器中，因为由采用上述的液压鼓凸成形的制作方法实现制作，可以把被焊接的部分43做成圆形，而不管壳体件的形状如何，并且，因为容易进行焊接，可以自由地选择壳体件41的形状。

图9示出了一个金属容器50的示例，它的壳体件51有球形的截面。此金属容器50像在图8中的金属容器那样，把倒过来的圆盘形底部件52以大约90度焊接到壳体件51的直径减小的底部上，并在壳体件51的最深的部分形成一个圆形的被焊接的部分53。

还有，图10示出了一个金属容器的示例60，它的壳体件61在宽度方向上有椭圆形的截面。此金属容器60像在图8中的金属容器40那样，把倒过来的圆盘形底部件62以大约90度焊接到壳体件61的直径减小的底部上，并在壳体件61的最深的部分形成一个圆形的被焊接的部分63。

另外，图11示出了一个金属容器的示例70，它的壳体件71在宽度方向上有正方形的截面。此金属容器70像在图8中的金属容器40那样，把倒过来的圆盘形底部件72以大约90度焊接到壳体件71的直径减小的底部上，并在壳体件71的最深的部分形成一个圆形的被焊接的部分73。

还有，图12示出了一个金属容器的示例80，它的壳体件81有细颈瓶的形状。此金属容器80像在图8中的金属容器40那样，把倒过来的圆盘形底部件82以大约90度焊接到壳体件81的直径减小的底部上，并在壳体件81的最深的部分形成一个圆形的被焊接的部分83。

在这些图9到12中示出的金属容器50，60，70和80得到与在图8中示出的金属容器40相同的极好的效果。

图13示出本发明的金属容器的另一个实施例，在此实施例中，示出了一个示例，其中按照本发明的金属容器被用做双层壁隔热真空容器90的内容器91，例如用做保温瓶。

此双层壁的隔热真空容器90在一个外容器92内包括一个内容器91，它们各自的开口彼此对准，并通过焊接把它们制成一个整体，同时，在内容器和外容器91，92之间的间隙是真空密封的，形成隔热真空层93。

此金属容器90像在图8中的金属容器40那样，把倒过来的圆盘形底部件95以大约90度的接触角度焊接到壳体件94的直径减小的底部上，并在壳体件的最深的部分形成一个圆形的被焊接的部分96。

另外，外容器92包括一个圆柱形的壳体件97，它的开口有细颈瓶形状的缩小了的直径，并有一个焊接到它的下表面上的圆形底部件98。该底部件98的中心部分向上突出(隔热的真空层93那一侧)，并大约在它的中心形成一个密封部分99。此密封部分99的结构为：其中通过用熔化温度低的焊料或一种玻璃封闭起来，把一个排气孔密封起来，把该排气孔通入成为一个半球的中空的中凸部分的中心。

双层壁隔热真空容器90的内容器91得到与图8中示出的金属容器40相同的效果，特别是，除了因为在壳体件94与底部件95之间的被焊接的部分96是看不到的，使外观较好以外，底部件95的强度提高，所以，即使固体物质比如冰由开口落进，也很难产生变形和出现凹坑等，脏物不容易在容器的底部积累，并且容易清洗。在这些方面，它比传统的内容器优越。

另外，因为被焊接的部分96在内容器的最深的部分，底部的强度大，并且，它稳定地处在一个平的表面上，即使在制作的过程中也很容易进行处理，由于凹陷几乎不会产生缺陷，并提高生产效率。

还有，双层壁隔热真空容器90的结构和制作不限于前面的示例，也可以采用在铜焊方法中的铜焊金属，此种铜焊方法用来接合内容器91和外容器92。另外，作为一种密封真空的方法，也可以把一个铜片管装到外容器的底部件98上，并在通过铜片管从内容器与外容器之间的间隙抽出真空之后，用压力焊接把此铜片管密封起来。

实施例

采用不锈钢板制作出在图1和图2中示出的按照本发明的实施例的金属容器。做为不锈钢板，采用了0.4毫米厚的奥氏体的SUS304号钢板。

首先，冲压出形状为长方形的壳体件的坯料形状，通过滚压使它变圆，用TIG焊接使其边缘接合起来，制作出250毫米长圆柱壳体件，其内径为40毫米，两端为开口的。

接着，为了制作出底部件，把上述不锈钢板冲压成一个圆，通过加压形成一个盘形，通过切掉凸缘制作出外径为40毫米的一个底部件。

把此底部件的中凸的那一侧插入朝向壳体件的筒的内部的一个开口中，并通过TIG焊接接合到边缘上，形成带有一个底部的筒。

还有，把此带有底部的筒装进图2所示的液压鼓凸成形模具的固定模中。在该模具的可移动模上，形成一个中凸的部分，此部分与带有底部的筒的底部的中凸的形状对准，并使此中凸的部分设置成使壳体件与底部件之间的被焊接的部分可以被设置在可移动模的中凸部分的不动点上。把带有底部的筒的开口装在固定模中，同时使可移动模朝向固定模运动，注入有防锈油的水，施加压力，进行液压鼓凸成形。接着，把压力释放掉，抽出液体，并移出金属容器。

在此液压鼓凸成形之后，切掉圆柱的上部，生产出在图14中示出的金属容器1。所生产的金属容器1的内部体积为470毫升。

在制成之后壳体件的直径为60毫米，被焊接的部分的直径为46毫米，而在鼓凸成形之前的被焊接的部分的直径后来增加了大约15％，但是，可以不施加多余的作用力地进行生产，那种多余的作用力会在被焊接的部分产生裂纹等。另外，在本实施例中，应该理解到，扩展与底部件的底表面的升高的部分和作为不动点的弯曲点一起出现。另外，底部件的厚度仍为0.4毫米，保持不变，但是壳体件的扩展部分的厚度减小到0.3毫米，变成比开口薄。

移出此金属容器，并在液压鼓凸成形加工之后测量每部分的厚度。所测量的位置都在图14中用标号121到125示出。每一部分的厚度如下：

        位置                 厚度(毫米)

        121                     0.4

        122                     0.35

        123                     0.3

        124                     0.3

        125                     0.4

由这些结果可以清楚地看到：容器的厚度没有局部地变薄，并且，整体地说，扩展是均匀的。

另外，测量结果发现，壳体件的外表面的表面粗糙度(外表面的位置由标号123表示)为大约0.2微米，极其平滑。

在壳体件的制作工序中，在液压鼓凸成形过程的模具中由上述的方法制作出金属容器，因为使底部件与壳体件之间的被焊接的部分制成为模具的最上面的边缘，并且，把壳体件的扩展部分设置成以最上面的边缘为不动点，所以，可以把在底部件与壳体件之间的被焊接的部分中的一个小的锥形的凹部向上推。因此，该壳体件在下部有被减小的直径，并以一个角度与底部件相接合，因此，即使存在脏物时，也容易把它除去，并且，即使在清洗时，因为没有窄的间隙，也很容易清洗。

还有，外观好看，这是因为在底部件与壳体件之间的被焊接的部分是在底部件的下端，并且，因为底部件伸进容器中，所以，提高了底部件的强度，即使固体物质比如冰落进，也很难产生变形和凹坑等。

另外，因为在底部件与壳体件之间的被焊接的部分是在容器的最深部分，所以容器可以稳定地处在一个平的表面上，这样，因为提高了底部的强度，不只是在使用中即使在生产过程中也容易处理，由于凹陷几乎不会产生缺陷。还有，被焊接的部分的直径比壳体部分的直径小，所以可以容易地用泡沫材料进行清洗。

还有，把内容器和外容器与它们之间的空隙做成一个整体，并且，当生产在内容器与外容器之间有真空的双层壁隔热真空金属容器的内容器时可以使用本发明的方法，可以制作出极好的双层壁真空容器。

一般说来，因为奥氏体不锈钢的成形能力好，并有好的抗腐蚀能力，所以它可以用做有多种用途的金属容器的材料。然而，因为传统的成形是局部地进行的，随着生产的部位的条件而不同，所以会在不锈钢表面上产生小的不规则部分。结果，这影响了作为在双层壁隔热真空金属容器上的一种辐射措施的镀层，并且经常不能形成均匀的镀层。然而，用本发明的方法得到的金属容器有极其平滑的外表面。另外，当使用它做为双层壁真空容器的内容器时，在把镀层加到外表面上时，此金属容器有非常好的表面粗糙度，并且，因为对于此材料的平滑度是均匀的，所以镀层粘附得非常好。因此，可以容易地设定电镀过程中的条件(控制电镀池中的浓度、电流密度等)，并且，可以容易地得到好的镀层，因此，可以得到有极好保温特性的双层壁隔热真空容器。

Claims (18)

1.一种金属容器的制作方法，该金属容器包括：一个由壳体件构成的壳体部分，该壳体部分在上侧具有一个开口部分，并且该壳体部分的直径大于该开口部分的直径；以及一个由底部件构成的底部部分，该制作方法包括以下步骤：

将所述壳体部分焊接到所述底部部分上，使得该壳体部分不与该底部部分直线对齐；使所述壳体件膨胀，同时使该膨胀中不动的点为在液压鼓凸成形过程中位于所述底部件和壳体件之间的被焊接部分，由此形成所述壳体部分。

2.一种金属容器，包括：一个由壳体件构成的壳体部分，该壳体部分在上侧具有一个开口部分，并且该壳体部分的直径大于该开口部分的直径；以及一个由底部件构成的底部部分，

所述壳体部分与所述底部部分焊接成一体，使得该壳体部分不与该底部部分直线对齐；

所述底部件与壳体件之间的被焊接的部分位于所述容器的最深的部分；

所述壳体部分是通过使所述壳体件膨胀、同时使该膨胀中不动的点为被焊接部分来形成的。

3.按照权利要求2所述的金属容器，其特征在于，底部件的外径比容器的壳体件的外径小，并且，壳体件的外表面的表面粗糙度为1.0微米或更小。

4.按照权利要求2所述的金属容器，其特征在于，所述壳体件的形状为非圆形的管。

5.按照权利要求2所述的金属容器，其特征在于，底部件的形状为圆盘形。

6.按照权利要求5所述的金属容器，其特征在于，把所述底部件焊接到所述壳体件上，使得底部件的开口部分朝向壳体件的外面。

7.按照权利要求2所述的金属容器，其特征在于，所述底部件为一个平板。

8.按照权利要求2所述的金属容器，其特征在于，所述底部件的形状为圆形。

9.一种双层壁真空金属容器，其特征在于，内容器为金属容器，该金属容器包括：一个由壳体件构成的壳体部分，该壳体部分在上侧具有一个开口部分，并且该壳体部分的直径大于该开口部分的直径；以及一个由底部件构成的底部部分，

所述壳体部分与所述底部部分焊接成一体，使得该壳体部分不与该底部部分直线对齐；

所述底部件与壳体件之间的被焊接的部分位于所述容器的最深的部分；

所述壳体部分是通过使所述壳体件膨胀、同时使该膨胀中不动的点为被焊接部分来形成的。

10.一种金属容器的制作方法，其特征在于以下步骤：

制造一个包括一个壳体件和一个底部件的圆柱体，将该壳体件的一端通过焊接与底部件形成一体，使该壳体件的另一端形成一个开口部分；

将所述圆柱体在一个状态下设置在一个包括一可移动模和一固定模的模具中，在该状态下，该可移动模和该固定模是分开的，从而开口部分位于固定模侧，而底部件位于可移动模侧，并且

通过以下方式制造一个设有一个膨胀的壳体部分的金属容器，使该壳体部分的直径大于所述开口部分和所述底部件的直径，即：通过将模具朝向固定模移动来实施液压鼓凸成形，使得在壳体件和底部件之间的焊缝的长度在液压鼓凸成形之前和之后是相同的；使圆柱体的壳体件膨胀，同时将液体喷射到圆柱体中，之后施加压力。

11.按照权利要求10所述的金属容器的制作方法，其特征在于，

所述底部为圆盘形，

所述可移动模提供了一个向所述底部件突出的凸出部；以及

通过将所述壳体件和底部件之间的焊缝设置在所述凸出部的周边来实施所述液压鼓凸成形。

12.按照权利要求10所述的金属容器的制作方法，其特征在于，

所述底部为圆盘形，

所述可移动模内提供了一个凹入部；以及

通过将所述壳体件和底部件之间的焊缝设置在所述凹入部的周边来实施所述液压鼓凸成形。

13.按照权利要求10所述的金属容器的制作方法，其特征在于，所述壳体件是一个管。

14.按照权利要求10所述的金属容器的制作方法，其特征在于，所述壳体件是一个中空的被截去顶端的管。

15.一种金属容器，包括：

一个圆柱体，该圆柱体包括一个壳体件和一个底部件，该壳体件包括：

一个壳体部分；以及

位于与所述底部件相对的一端的一个颈部，该颈部的外径小于所述壳体部分的外径，该颈部从所述壳体部分伸出并且由与所述壳体部分相同的部件形成，并且该颈部具有一个开口部分；

所述壳体件在一端具有一个内朝向内的凸缘，以便在壳体件中形成一个直径缩小的开口，所述底部件被焊接到所述凸缘上以便封闭所述开口，所述底部件和所述壳体件之间的焊缝位于所述容器相对于所述颈部开口部分的最深的部分。

16.按照权利要求15所述的金属容器，其特征在于，所述底部件是圆形的。

17.按照权利要求15所述的金属容器，其特征在于，所述开口部分形成所述金属容器的一个开口，并且由与所述壳体部分相同的部件形成。

18.一种双层壁真空金属容器，其特征在于，内容器为金属容器，该金属容器包括：

一个圆柱体，该圆柱体包括一个壳体件和一个底部件，该壳体件包括：

一个壳体部分；以及

位于与所述底部件相对的一端的一个颈部，该颈部的外径小于所述壳体部分的外径，该颈部从所述壳体部分伸出并且由与所述壳体部分相同的部件形成，并且该颈部具有一个开口部分；

所述壳体件在一端具有一个内朝向内的凸缘，以便在壳体件中形成一个直径缩小的开口，所述底部件被焊接到所述凸缘上以便封闭所述开口，所述底部件和所述壳体件之间的焊缝位于所述容器相对于所述颈部开口部分的最深的部分。

Images