CN112932233A - 双层杯体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对设备和加工精度要求低，提高焊接质量和生产效率的同时，解决传统工艺口部异形不能焊接问题的双层杯体及其制造方法，该双层杯体包括内胆和外壳，且内胆与外壳之间设有空腔；所述外壳口部设有沿径向向内的外壳折边；所述内胆口部设有沿径向向外的内胆折边，且内胆折边搭压在外壳折边上形成焊接的搭边面；本发明双层杯体的制造方法是，首先在内胆口部沿径向向外加工一个内胆折边，然后将外壳上部加工出一个水平的肩部平台，用切割机在肩部平台处切割，去除外壳头部后肩部平台形成外壳折边，再将内胆套入外壳内，对内胆折边和外壳折边进行焊接，最后抛光即可。

Description

双层杯体及其制造方法

技术领域

本发明涉及壶体、杯体等容器，尤其是一种具有内胆和外壳的双层杯体及其制造方法。

背景技术

目前行业中，针对保温杯等双层杯体的圆弧口焊接工艺分为搭边焊和卷边焊两大类。

如附图1所示的杯体圆弧口搭边焊工艺结构，其内胆口部边缘设有搭边，外壳口部与搭边焊接，这种搭边焊接工艺虽然具有焊接结构简单、工艺制造成本低、焊透率高、操作技能要求低等优点。但是由于该工艺的有效搭边接触面仅为外壳材料厚度，一般产品厚度为0.3mm-0.5mm，有效搭边面较少，需对焊接设备、装夹同心度要求较高，否则焊流高低不均匀，对抛砂焊缝工序要求很高，而且抛光后容易破坏内部的真空空间。此外，该工艺必须保证外壳口部焊接处最少保留4mm以上的直边，才能保证焊接质量及批量生产水平。对于焊接附图1-1和附图1-2中口部为弧面或斜面形状的异形产品时，采用这种工艺，因工件装夹不能有效起到焊接处定位同心，从而焊接效果多为偏心、焊流突兀、真空率极差、报废率高等缺陷，无法批量生产。

如附图2所述的杯体圆弧口卷边焊工艺结构，其内胆口部边缘设卷边，外壳口部与卷边贴合焊接，这种卷边焊接工艺类似直口焊接工艺，具有同心度高、焊流较均匀等优点。其在焊接质量良好的情况下，抛光后基本不影响内部真空空间，且在特殊跌落测试产品功能上也比搭边焊接工艺的产品有优势。但是该工艺焊接前需要对内胆口部边缘进行卷边成型工艺，而卷边成型工艺的精度、角度、长度等，都直接影响卷边焊接工艺质量，因此对焊接前的卷边精加工成型工艺精度要求很高，工序十分繁琐。而且，卷边/压边后材料厚度自然R角始终会存在(一般R0.4左右)，这也导致配合焊接处口部不能密封，始终存在缝隙，从而产生虚焊等缺陷，焊接报废率较高。此外，该工艺必须保证外壳口部焊接处至少保留4mm以上的直边，且外壳比内胆实际材料厚至少0.1mm，才能保证焊接质量及批量生产水平。如专利ZL201811640223.9，公开了“一种保温杯及其内管和外管的组装工艺”，又如专利ZL201922393358.6，公开了“一种保温杯口部卷边配合结构”，都对卷边焊的结构、尺寸、折弯段等做了详细规定，但这样更加加大了对外壳卷边成型加工工艺的精度要求，工艺更繁琐，适用性不广。而对于焊接附图2-1和附图2-2中口部为弧面或斜面形状的异形产品时，采用这种工艺配合面很小，甚至只有一个点的配合面，焊接后多出现焊流突兀、报废率高等缺陷，无法批量生产。

综上所述，目前搭边焊和卷边焊两种焊接工艺，对设备和加工精度要求都比较高，同时都必须确保外壳口部焊接处至少保留4mm以上的直边，不能适用外壳口部形状为斜面或弧面等异形产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种对设备和加工精度要求低，提高焊接质量和生产效率的同时，解决传统工艺口部异形不能焊接问题的双层杯体及其制造方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

技术方案1：一种双层杯体，包括内胆和外壳，且内胆与外壳之间设有空腔；所述外壳口部设有沿径向向内的外壳折边；所述内胆口部设有沿径向向外的内胆折边，且内胆折边搭压在外壳折边上形成焊接的搭边面。

优选的，所述外壳折边长度小于内胆折边长度；所述内胆折边的外边缘与外壳折边的折角部对齐。

优选的，所述搭边面的宽度为1.2mm～1.7mm。

优选的，所述内胆折边与水平方向夹角为-5°～-2°；所述外壳折边水平设置，或外壳折边与水平方向夹角为-2°。

技术方案2：一种技术方案1所述双层杯体的制造方法，其包括以下步骤：

S1：加工内胆折边，将内胆口部沿径向向外进行折边工艺处理，形成内胆折边；

S2：加工外壳折边，将外壳上部加工出一个水平的肩部平台，用激光切割机在肩部平台处切割，将外壳头部切除后，肩部平台即形成外壳折边；

S3：将内胆***外壳内，内胆折边搭压在外壳折边上，形成搭边面；

S4：启动设备，下压上模的定位顶头，使搭边面充分接触，对搭边面进行焊接；

S5：对焊接部位进行抛光，形成圆润光滑的口部。

优选的，所述步骤S1内胆折边加工处理后，内胆折边与水平方向夹角为-5°～-2°。

优选的，所述步骤S2水平肩部平台的加工，采用压肩角成型和整平工艺，整平模具与水平方向夹角为-5°～-2°，使肩部平台与水平方向夹角在材料刚性特性下保持在-2°～0°。

优选的，所述步骤S2中，激光竖直打在肩部平台上，将外壳头部切除，留下的肩部平台即形成外壳折边。

优选的，所述步骤S4中，搭边面宽度为1.2mm～1.7mm，焊接位置为搭边面外侧；焊接时，将内胆折边外端熔融，并填入内胆折边与外壳折边折角部之间，形成圆角。

优选的，所述步骤S4中的焊接为激光焊或氩弧焊。

与现有技术相比本发明的有益效果是：一、采用内胆折边、外壳折边的双折边结构，有效搭边面大大提高，一般为1.5mm左右，大大提升有效焊接定位需求，降低装夹同心度、直径配合公差等精度要求，对加工精度和设备要求都很低，搭边面增大既降低了焊接加工对装夹定位的要求，也有效提高了焊接质量，而且能够适用于口部为斜面、弧面等异形产品，适用范围广；二、机加工处理内胆折边和外壳折边，外壳上部先加工一个水平的肩部平台，再用激光切割掉外壳头部，则肩部平台即形成外壳折边，将内胆放入外壳中，内胆折边搭压在外壳折边上进行焊接，这样内胆折边和外壳折边的定位都十分容易，加工工序简单、操作容易且加工效率高，能够稳定批量生产。

进一步的有益效果：一是外壳折边长度小于内胆折边长度，内胆折边的外边缘与外壳折边的折角部对齐，这样最大程度地增大了搭边面，有效降低对焊接设备、装夹同心度的要求，提高焊接质量的同时，也降低了对后序抛光工艺的操作要求，降低报废率，提高生产效率；二是将搭边面的宽度控制在1.2mm～1.7mm，这样既大大提升了焊接质量，也降低了装夹同心度、直径配合公差等精度要求；三是外壳折边面平整或与水平方向夹角为-2°，内胆折边面与水平方向夹角为-2°以上，下压上模装夹过程中，保证焊接部位的焊接面贴实，确保焊接部位充分接触，提高焊接质量；四是激光竖直打在外壳的肩部平台上，直接将外壳头部切除，定位准，切割效率高，外壳折边成型工艺简单且容易操作；五是在搭边面外侧焊接，将内胆折边外边缘熔融，填入内胆折边与外壳折边折角部之间形成圆角，简化了焊接工艺，有效提高焊接质量，提高批量生产水平。

附图说明

图1是杯体圆弧口传统搭边焊工艺结构示意图；

图1-1是口部为弧形杯体采用传统搭边焊工艺的结构示意图；

图1-2是口部为斜面杯体采用传统搭边焊工艺的结构示意图；

图2是杯体圆弧口传统卷边焊工艺结构示意图；

图2-1是口部为弧形杯体采用传统卷边焊工艺的结构示意图；

图2-2是口部为斜面杯体采用传统卷边焊工艺的结构示意图；

图3是本发明双层杯体的结构示意图；

图4是附图3中A处的放大图；

图5是本发明双层杯体制造方法中内胆折边的工艺流程图；

图6是本发明双层杯体制造方法中外壳折边的工艺流程图；

图7是本发明双层杯体制造方法中内胆和外壳焊接时的结构示意图；

图8是采用本发明双层杯体制造方法加工的口部为斜面的杯体结构示意图；

图9是采用本发明双层杯体制造方法加工的口部为弧面的杯体结构示意图。

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3-9，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。

参照附图3、4，一种双层杯体，包括内胆2和外壳1，且内胆2与外壳1之间设有空腔；所述内胆和外壳为现有技术，在保温壶、保温杯等产品中，内胆与外壳之间的空腔被抽成真空，实现保温性能，一般是先将内胆放入外壳中，并将两者的杯口密封焊接，然后再焊接上外壳的杯底，然后抽真空，此工艺也为现有技术，在此不做赘述，本发明重在内胆2和外壳1的封口焊接结构；本发明双层杯体的外壳1口部设有沿径向向内的外壳折边10；所述内胆2口部设有沿径向向外的内胆折边20，且内胆折边20搭压在外壳折边10上形成焊接的搭边面3；本发明采用外壳折边和内胆折边相互形成搭边面的双折边结构，有效搭边配合面增大增宽，大大提升有效焊接定位需求，降低装夹同心度、直径配合公差等精度要求，可在0～0.4mm公差内稳定焊接，同心度在0～0.2mm；加工本发明的双层杯体对加工精度和设备要求都很低，搭边面增大既降低了焊接加工对装夹定位的要求，也有效提高了焊接质量，能够适应批量化生产。

参照附图8和9，对于口部为斜面和弧面的杯体，采用双折边焊接结构，能够适用于口部为斜面、弧面等异形产品，解决了传统工艺口部异形产品不能焊接的问题，适用范围广，焊接有效搭边面增大，对焊接定位装夹等要求也不高，并能稳定批量生产。

优选的，所述外壳折边10长度小于内胆折边20长度；所述内胆折边20的外边缘与外壳折边10的折角部对齐；所述搭边面3的宽度为1.2mm～1.7mm，最佳的搭边面3宽度为1.5mm；这样最大程度地增大了搭边面，有效降低对焊接设备、装夹同心度的要求，提高焊接质量的同时，也降低了对后序抛光工艺的操作要求，降低报废率，提高生产效率。

优选的，所述内胆折边20与水平方向夹角为-5°～-2°；所述外壳折边10水平设置，或外壳折边10与水平方向夹角为-2°；即外壳折边面平整或倒锥-2°，内胆折边面倒锥-2°以上，能够保证焊接面贴实，稳定焊接质量。

参照附图5-9，本发明的另一种技术方案，一种上述双层杯体的制造方法，其包括以下步骤：

S1：加工内胆折边20，参照附图5，先采用常规成型工艺，将内胆2口部沿径向向外，机加工处理折边，形成内胆折边20；

S2：对内胆折边20的折边面整形，采用整平工艺将内胆折边20与水平方向夹角整形为-5°～-2°，整平工艺为现有技术，不做赘述；

S3：加工外壳折边10，参照附图6，将外壳1上部加工出一个水平的肩部平台11，该肩部平台11可以采用常规成型工艺，与外壳1同时加工成型，也可以在外壳1成型后，采用压肩角成型工艺完成肩部平台11的加工；所述外壳成型工艺和压肩角成型工艺均为现有技术，不做赘述；

S4：在肩部平台11处进行切割，将外壳1头部切除后，肩部平台11即形成口部沿径向向内的外壳折边10，可以采用激光切割机，预留好外壳折边10的宽度后，激光竖直打在肩部平台11上，将外壳1头部切除，留下的肩部平台11即形成外壳折边10；

S5：对外壳折边10的折边面整形，采用整平工艺，整平模具与水平方向夹角为-5°～-2°，使外壳折边10与水平方向夹角在材料刚性特性下保持在-2°～0°，当肩部平台11与水平方向夹角为0°时，这一步骤也可以省略，当然先整平再切割、还是先切割再整平都可行，都应视为本发明的保护范围；

S6：将内胆2***外壳1内，内胆折边20搭压在外壳折边10上，形成搭边面3，并将内胆2和外壳1放入设备模具的下底座4上定位，定位圈5设于外壳1上部；

S7：启动设备，上模下压，上模的定位顶头6与内胆口部接触并定位工件，同时使搭边面充分接触，搭边面宽度为1.2mm～1.7mm；搭边面增大，降低了装夹同心度、直径配合公差等精度要求，可在0-0.4mm公差内稳定焊接，同心度在0-0.2mm；同时，工件随下底座同步旋转，开启激光焊或氩弧焊，对搭边面外侧进行焊接；焊接时，将内胆折边外端熔融，并填入内胆折边与外壳折边折角部之间，形成圆角；

S8：对焊接部位进行抛光，形成圆润光滑的口部，完成杯体口部的弧口焊接。

参照附图8和9，采用本发明的制造方法，对口部为斜面的杯体进行焊接，工序和步骤都相同，在此不做重复叙述。

上述步骤S7中，也可以工件定位不动，焊枪旋转进行焊接，诸如此类，对于本技术领域普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，做出的改进和修饰都应该视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双层杯体，包括内胆(2)和外壳(1)，且内胆(2)与外壳(1)之间设有空腔，其特征在于：所述外壳(1)口部设有沿径向向内的外壳折边(10)；所述内胆(2)口部设有沿径向向外的内胆折边(20)，且内胆折边(20)搭压在外壳折边(10)上形成焊接的搭边面(3)。

2.根据权利要求1所述的双层杯体，其特征在于：所述外壳折边(10)长度小于内胆折边(20)长度；所述内胆折边(20)的外边缘与外壳折边(10)的折角部对齐。

3.根据权利要求1所述的双层杯体，其特征在于：所述搭边面(3)的宽度为1.2mm～1.7mm。

4.根据权利要求1所述的双层杯体，其特征在于：所述内胆折边(20)与水平方向夹角为-5°～-2°；所述外壳折边(10)水平设置，或外壳折边(10)与水平方向夹角为-2°。

5.一种根据权利要求1-4任意一项所述的双层杯体的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：加工内胆折边，将内胆口部沿径向向外进行折边工艺处理，形成内胆折边；

S2：加工外壳折边，将外壳上部加工出一个水平的肩部平台，用激光切割机在肩部平台处切割，将外壳头部切除后，肩部平台即形成外壳折边；

S3：将内胆***外壳内，内胆折边搭压在外壳折边上，形成搭边面；

S4：启动设备，下压上模的定位顶头，使搭边面充分接触，对搭边面进行焊接；

S5：对焊接部位进行抛光，形成圆润光滑的口部。

6.根据权利要求5所述的双层杯体的制造方法，其特征在于：所述步骤S1内胆折边加工处理后，内胆折边与水平方向夹角为-5°～-2°。

7.根据权利要求5所述的双层杯体的制造方法，其特征在于：所述步骤S2水平肩部平台的加工，采用压肩角成型和整平工艺，整平模具与水平方向夹角为-5°～-2°，使肩部平台与水平方向夹角在材料刚性特性下保持在-2°～0°。

8.根据权利要求5所述的双层杯体的制造方法，其特征在于：所述步骤S2中，激光竖直打在肩部平台上，将外壳头部切除，留下的肩部平台即形成外壳折边。

9.根据权利要求5所述的双层杯体的制造方法，其特征在于：所述步骤S4中，搭边面宽度为1.2mm～1.7mm，焊接位置为搭边面外侧；焊接时，将内胆折边外端熔融，并填入内胆折边与外壳折边折角部之间，形成圆角。

10.根据权利要求5所述的双层杯体的制造方法，其特征在于：所述步骤S4中的焊接为激光焊或氩弧焊。

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