一种具有表面连续压制图案的金属水杯外壳及其制造方法与流程

本发明涉及水杯，尤其是一种具有表面连续压制图案的金属水杯外壳及其制造方法。

背景技术：

目前的具有金属外壳的水杯和水壶产品(为表述简单，本申请将水杯、水壶统称水杯)，其表面图案基本上都是采用印染、激光打标等技术制作，或者小面积的压制图案。行业内还未有环绕水杯的薄壁金属外壳的大面积甚至360°整体压制图案的产品。现在已知压制图案的制作工艺是采用滚压，模具由凹模和凸模组成，凸模的外壁具有由凸棱或凹槽构成的图案（简称凸棱图案或凹槽图案），凹模的内壁具有与凸棱图案相对应的凹槽图案或与凹槽图案相对应的凸棱图案，水杯的金属外壳套在凸模上，利用凸模和凹模的转动由相互对应的凸棱和凹槽挤压出环绕水杯的薄壁金属外壳的局部小图案。但该滚压工艺的模具容易造成图案的偏离偏位，图案清晰度不高，且滚压后金属外壳失圆严重，甚至破裂，技术非常不成熟，无法批量生产。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具有表面连续压制图案的金属水杯外壳的制造方法，能够确保在水杯的薄壁金属外壳表面压制出不偏离偏位且清晰度高的连续图案，确保压制图案后的薄壁金属外壳不失圆不破裂，成品率高，生产效率高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有表面连续压制图案的金属水杯外壳的制造方法，

步骤一，截取用于加工金属水杯外壳的圆管，通过水介质液压成型，使圆管形成水杯的薄壁金属外壳；

步骤二，对所述薄壁金属外壳待压制图案的区域进行抛光处理；

步骤三，使用连续图案压制模具对所述水杯的薄壁金属外壳进行连续图案的压制：

所述连续图案压制模具包括：上模加力定位组件、下模定位组件，及位于所述上模加力定位组件和下模定位组件之间的用于压制薄壁金属外壳表面连续图案的凹模组件和凸模组件，所述上模加力定位组件包括固定在上底板下面的合模圈；所述下模定位组件包括固定在下底板上面的定位型腔；所述凹模组件包括由多个凹模块围拢构成的凹模，各所述凹模块均与相应的合模推块的内端连接，该合模推块外端设有与所述合模圈的倾斜内壁滑动配合的斜面，合模推块滑动设置于导向块的径向导孔内，所述导向块固定于所述定位型腔的上端；所述凸模组件包括由多个凸模块围拢构成的凸模，凸模的内腔设有凸模芯，各凸模块的内腔壁和凸模芯相应处的外壁具有相同的斜度且滑动配合，凸模芯的下端连接有推拉杆；

a．开模状态下，将所述薄壁金属外壳放置于凹模与凸模之间的间隙t中，使用压力设备给上底板施加向下的力，下移的合模圈其倾斜内壁通过与之滑动配合的斜面驱动合模推块沿径向导孔向内移动，从而推动凹模块沿径向向内移动，贴紧薄壁金属外壳，凹模合模完成，在此状态下，所述凹模的内壁形状与薄壁金属外壳的外壁形状相适配，导向块与合模推块之间设置的第一弹性件沿径向压缩；

b．使用压力设备给推拉杆施加向上的力，上移的推拉杆驱动凸模芯上移，凸模芯倾斜的外壁通过与之滑动配合的凸模块的内腔壁驱动凸模块沿径向向外移动，以挤压薄壁金属外壳的内壁，环绕凹模内壁的连续凹槽图案与与之对应的环绕凸模外壁的连续凸棱图案在所述薄壁金属外壳上挤压出向外凸起的连续图案，凸模合模完成，在此状态下，凸模的外壁形状与薄壁金属外壳的内壁形状相适配，导向块与凸模的下端凸环之间设置的第二弹性件沿径向压缩；

c．压力设备带动上底板向上，带动推拉杆向下，凹模在第一弹性件的弹力作用下向外打开，凸模在第二弹性件的弹力作用下向内收缩，间隙t增大，取出薄壁金属外壳，脱模完成。

用于对凸模上移限位的限位块固定在上底板下面的中心部位；导向块的上端螺接有凹模导向块盖，导向块的下部设有支撑凹模块的凸缘；用于对合模圈下移限位的多个限位杆固定在下底板上面的边缘部。

下端凸环位于由定位型腔顶端与凸缘构成的径向导槽内。

多个所述凸模块包括三块同样的长直边凸模块和三块同样的短直边等腰凸模块，长直边凸模块的两端直边与相邻的短直边等腰凸模块的腰边滑动配合，各长直边凸模块的直边中部沿纵向均设有导轨槽a，各短直边等腰凸模块的直边中部沿纵向均设有导轨条a，凸模芯上设有与导轨槽a滑动配合的导轨条b、与导轨条a滑动配合的导轨槽b；导轨槽a和导轨槽b均为燕尾槽，导轨条a与导轨条b均为燕尾凸；凸模的内腔壁与轴线的夹角为0.3°～1.5°；斜面与轴线的夹角为8°～20°。

滑动配合的导轨槽a与导轨条b均具有上窄下宽的倾斜度，滑动配合的导轨条a与导轨槽b均具有上宽下窄的倾斜度。

一种使用上述具有表面连续压制图案的金属水杯外壳的制造方法制成的金属水杯外壳，所述薄壁金属外壳的杯口部依次经缩口、螺纹加工形成金属水杯外壳。

与现有技术相比本发明的有益效果是：压制图案前对所述薄壁金属外壳待压制图案的区域进行抛光处理，能够避免成型后抛光难度加大且容易造成抛光过程中图案边角因磨损而破裂；这种方法，能将上、下的轴向压力转换为径向的合模压力，而且在凹模块向内合模的同时凸模块向外合模，使得在合模时，能够确保凹模的内壁与薄壁金属外壳的外壁贴紧、凸模的外壁与薄壁金属外壳的内壁贴紧，薄壁金属外壳内外表面受力均匀，确保薄壁金属外壳压制图案的整体性、连续性，压制出的图案清晰度高，不会出现哈弗印，更不会出现压制后薄壁金属外壳失圆、破裂的严重情况，突破性地解决了水杯的薄壁金属表面360度图案压制成型的业内技术难题，特别适宜于批量生产，产品合格率高，模具使用寿命长。

进一步的有益效果是：导向块与合模推块之间设有第一弹性件，合模时，所述第一弹性件沿径向压缩；导向块与凸模的下端凸环之间设有第二弹性件，合模时，所述第二弹性件沿径向被压缩，这种结构，在开模时，第一弹性件和第二弹性件释放弹力，有利于凸模、凹模的回缩，提高开模效率。

滑动配合的导轨槽a与导轨条b均具有上窄下宽的倾斜度，滑动配合的导轨条a与导轨槽b均具有上宽下窄的倾斜度，这种结构，大大减少导轨条对模具的摩擦和冲击，大幅降低模具合模和开模的阻力，增加模具寿命；进一步确保了凸模芯和凸模块合模时能够严丝合缝，进一步提高连续图案的压制质量。

附图说明

图1是本发明的连续图案压制模具的结构示意图；

图2是图1的拆分结构示意图；

图3是图1中合模圈的结构示意图；

图4是图1中定位型腔的仰视图；

图5是图4的a-a向剖视图；

图6是图1中合模推块的结构示意图；

图7是图6的b-b向剖视图；

图8是图1中凹模的结构示意图；

图9是图8的c-c向剖视图；

图10是图1中导向块的结构示意图；

图11是图1中凸模的结构示意图；

图12是图11的俯视图；

图13是图11中多个凸模块的立体结构示意图；

图14是图13中短直边等腰凸模块的结构示意图；

图15是图13中长直边凸模块的结构示意图；

图16是图11中凸模芯的结构示意图；

图17是图16中a面的结构示意图；

图18是图16中b面的结构示意图；

图19是本发明合模状态的结构示意图；

图20是本发明开模状态的结构示意图；

图21是图19中m部的放大图；

图22是薄壁金属外壳压制后的表面连续图案的示意图；

图23是图22中表面连续图案的展开示意图；

图24是金属水杯外壳的结构示意图。

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24，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。

本发明是一种具有表面连续压制图案的金属水杯外壳的制造方法，

步骤一，截取用于加工金属水杯外壳的圆管，通过水介质液压成型，使圆管形成水杯的薄壁金属外壳0；

步骤二，对所述薄壁金属外壳0待压制图案的区域进行抛光处理；

步骤三，使用连续图案压制模具对所述水杯的薄壁金属外壳0进行连续图案的压制：

所述连续图案压制模具包括：上模加力定位组件、下模定位组件，及位于所述上模加力定位组件和下模定位组件之间的用于压制薄壁金属外壳表面连续图案的凹模组件和凸模组件，所述上模加力定位组件包括固定在上底板1下面的合模圈2；所述下模定位组件包括固定在下底板13上面的定位型腔14；所述凹模组件包括由多个凹模块8-1围拢构成的凹模8，各所述凹模块8-1均与相应的合模推块6的内端连接，该合模推块6外端设有与所述合模圈2的倾斜内壁滑动配合的斜面6-1，合模推块6滑动设置于导向块5的径向导孔5-1内，所述导向块5固定于所述定位型腔14的上端；所述凸模组件包括由多个凸模块围拢构成的凸模9，凸模9的内腔设有凸模芯9-2，各凸模块的内腔壁和凸模芯9-2相应处的外壁具有相同的斜度且滑动配合，凸模芯9-2的下端连接有推拉杆11；

a．开模状态下，将所述薄壁金属外壳0放置于凹模8与凸模9之间的间隙t中，使用压力设备给上底板1施加向下的力，下移的合模圈2其倾斜内壁通过与之滑动配合的斜面6-1驱动合模推块6沿径向导孔5-1向内移动，从而推动凹模块8-1沿径向向内移动，贴紧薄壁金属外壳0，凹模8合模完成，在此状态下，所述凹模8的内壁形状与薄壁金属外壳0的外壁形状相适配，导向块5与合模推块6之间设置的第一弹性件7沿径向压缩；

b．使用压力设备给推拉杆11施加向上的力，上移的推拉杆11驱动凸模芯9-2上移，凸模芯9-2倾斜的外壁通过与之滑动配合的凸模块的内腔壁驱动凸模块沿径向向外移动，以挤压薄壁金属外壳0的内壁，环绕凹模8内壁的连续凹槽图案与与之对应的环绕凸模9外壁的连续凸棱图案在所述薄壁金属外壳0上挤压出向外凸起的连续图案，凸模合模完成，在此状态下，凸模9的外壁形状与薄壁金属外壳0的内壁形状相适配，导向块5与凸模9的下端凸环9-13之间设置的第二弹性件10沿径向压缩；

c．压力设备带动上底板1向上，带动推拉杆11向下，凹模8在第一弹性件7的弹力作用下向外打开，凸模9在第二弹性件10的弹力作用下向内收缩，间隙t增大，取出薄壁金属外壳0，脱模完成。

作为优选，用于对凸模9上移限位的限位块3固定在上底板1下面的中心部位；导向块5的上端螺接有凹模导向块盖4，导向块5的下部设有支撑凹模块8-1的凸缘5-2；用于对合模圈2下移限位的多个限位杆12固定在下底板13上面的边缘部。下端凸环9-13位于由定位型腔14顶端与凸缘5-2构成的径向导槽内。多个所述凸模块包括三块同样的长直边凸模块9-11和三块同样的短直边等腰凸模块9-12，长直边凸模块9-11的两端直边与相邻的短直边等腰凸模块9-12的腰边滑动配合，各长直边凸模块9-11的直边中部沿纵向均设有导轨槽a，各短直边等腰凸模块9-12的直边中部沿纵向均设有导轨条a，凸模芯9-2上设有与导轨槽a滑动配合的导轨条b、与导轨条a滑动配合的导轨槽b；导轨槽a和导轨槽b均为燕尾槽，导轨条a与导轨条b均为燕尾凸；凸模9的内腔壁与轴线的夹角为0.3°～1.5°，优选0.75°。斜面6-1与轴线的夹角为8°～20°，优选9°、或10°、或11°、或12°。滑动配合的导轨槽a与导轨条b均具有上窄下宽的倾斜度，滑动配合的导轨条a与导轨槽b均具有上宽下窄的倾斜度，倾斜度范围为0.3°～1.5°，优选0.75°。

一种使用上述具有表面连续压制图案的金属水杯外壳的制造方法制成的金属水杯外壳，对所述薄壁金属外壳0的杯口部依次进行缩口处理和螺纹加工，形成金属水杯外壳01。

上述各技术方案，所述凸模9在完成环绕内壁连续的凹槽图案雕刻后，经线切割形成凸模芯9-2、及三块同样的长直边凸模块9-11和三块同样的短直边等腰凸模块9-12。所述凹模8在完成环绕内壁连续的凹槽图案雕刻后，经线切割形成四块同样的凹模块8-1。

上述各技术方案，为了使凹模内壁连续的凹槽图案与凸模外壁连续的凸棱图案的对位更加精确，可以在凸模9下端设置多个定位凸块9-14，在定位型腔14的上端设置与该定位凸块9-14适配的定位凹槽14-1，以使凸模9与凹模8之间在周向上不会出现错位；在轴向上有所述限位块3、限位杆12进行定位。

至于将所述金属水杯外壳01在杯口部进行缩口加工、螺纹加工，在下端焊接杯底，配置杯盖，亦或配制内胆加工为真空保温杯，这些都是成熟的现有技术，在此不再赘述。

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