專利名稱：金屬容器和此容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如用做冰盒、保溫瓶、真空保溫廚房用具、電保溫容器和保溫罐的金屬容器，以及此容器的制作方法。
本申請是以在日本提交的專利申請No.Hei10-36434和No.Hei10-36435為基礎(chǔ)的，在這里把這兩個申請的內(nèi)容結(jié)合進(jìn)來作為參考。
在傳統(tǒng)上，制作出有一個底部的金屬管狀容器。例如，這些容器是雙層容器，它們包括一個整體的內(nèi)容器和采用不銹鋼等制作的外容器，或者是雙層壁的金屬真空容器，它們有內(nèi)容器和外容器，在容器之間為真空，提供了極好的保溫性能，或者為雙層壁的金屬容器，在內(nèi)容器與外容器之間保存著空氣。另外，也使用有只一層金屬的容器，比如細(xì)頸瓶和桌上的器皿。
這種傳統(tǒng)上的金屬容器的一個示例是在其上部有一個開口，并包括一個殼體件，其直徑比開口部分的直徑大，并有一個底部件。一個具體的例子是金屬容器101A，如在

圖15中所示出的那樣，其中底部件103的外徑大約與殼體件102相同，并把它做成一個容器的形狀，使底部壓靠并焊接到殼體件102上，做成為一個整體。
再有，如在圖17中所示出的那樣，另一個示例為金屬容器101C，其中底部件105的外徑大約與殼體件102的內(nèi)徑相同，此底部件的形狀為倒過來的盤子形式，此盤狀件伸進(jìn)該容器中，把此盤狀件插進(jìn)殼體件102中，它的端部表面與殼體件102的端表面焊接起來，與它做成一個整體。還有，如在圖16中所示出的那樣，有一個金屬容器101B，其中，外徑幾乎與殼體件102的外徑相同的底部件104壓靠著殼體件102的端表面，焊接在一起，并做成為一個整體。
在傳統(tǒng)上以下述方式制作這些金屬容器。
在把一塊平的金屬板沖壓成所需的形狀之后，通過滾壓和對邊緣進(jìn)行焊接，形成一個圓柱(直的管)，兩端以大約相同的直徑開口，隨后，在形成一個截錐體之后，此錐體的兩端的開口有不同的直徑(錐形管)，通過加壓或旋壓成形，靠使殼體擴(kuò)展或縮小形成一個殼體件。隨后，通過加壓由一塊平板形成杯形件，把通過切下此件的凸緣形成的一個底部件焊接到該殼體件上，生產(chǎn)出一個金屬容器。
另外，在把一塊平的金屬板沖壓成所要求的形狀之后，對它進(jìn)行滾壓，并通過對邊緣進(jìn)行焊接形成一個圓柱，隨后，以相同的方式，在把通過加壓做成杯形的底部件焊接到該圓柱上之后，通過旋壓成形等靠使該殼體縮小形成一個殼體件，生產(chǎn)出一個金屬容器。
還有，在日本專利申請，第二出版的No.Hei7-41007中公開了用來制作金屬容器的一種不同的方法。其中，在把它們焊接并做成整體之后，通過一種液壓鼓凸加工把殼體件和底部件擴(kuò)展開。如果采用用液壓鼓加工進(jìn)行徑向擴(kuò)展的方法，可以得到寬度方向上截面形狀與圓柱形不同的金屬容器，比如橢圓形或多邊形的金屬容器。
然而，在采用傳統(tǒng)的加壓或旋壓成形制作金屬容器的過程中，整體地說，因?yàn)橥ǔ＿M(jìn)行通過滾輪的加壓和擠拉的多個擴(kuò)展步驟，所以要花費(fèi)許多時間，這是因?yàn)闉榱擞梢粋€步驟過渡到另一個步驟必須花費(fèi)加工時間作為過渡時間。
還有，在這些加工過程中，產(chǎn)品的寬度方向上的截面形狀被限制為圓形，這是因?yàn)槿绻麑挾确较蛏系慕孛嫘螤畈皇菆A柱形的，焊接是困難的。再有，為了實(shí)現(xiàn)局部的變形，會有下述問題在成形過程中會產(chǎn)生缺陷，比如裂紋。另外，因?yàn)楸患庸さ牟糠肿儽。瑫霈F(xiàn)問題當(dāng)落下等時耐用的強(qiáng)度下降。
還有，當(dāng)以這樣的方式制作出的金屬容器被用做雙層真空容器的內(nèi)容器，并且把金屬鍍層加到該殼體的外表面上時，可能由于這樣的不平度而使鍍層的粘附情況變壞，并因此在通過旋壓加工出的鋼表面上可能產(chǎn)生細(xì)微的不平和加工缺陷。
另外，采用液壓鼓凸加工的制作方法與旋壓成形相比有減少工序數(shù)目的優(yōu)點(diǎn)，并且可以減少加工時間。然而，因?yàn)樽冃巫饔昧σ沧饔玫奖缓附拥牟糠稚?，在此被焊接的部分中可能產(chǎn)生裂紋，并且，降低生產(chǎn)率。例如，當(dāng)在擴(kuò)展被焊接的部分的過程中殼體件與底部件的總圓周長增加時，在被焊接的部分上產(chǎn)生了剪切作用力。另外，為了減少裂紋的產(chǎn)生，必須緩慢地進(jìn)行壓力的升高。這樣降低了擴(kuò)展的速度，這使得不可能在通常所希望的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)液壓鼓凸過程，并進(jìn)而使得不可能充分地表現(xiàn)出液壓鼓凸加工的特點(diǎn)。
另外，在上面提到的圖15到圖17中示出的傳統(tǒng)的金屬容器中，在有圖15中示出的的結(jié)構(gòu)的金屬容器101A中，容易產(chǎn)生在殼體件102與底部件103之間被焊接的部分的對不準(zhǔn)，造成外觀的變壞。還有，當(dāng)兩個件的板是薄的時，擔(dān)心將會產(chǎn)生焊接缺陷。再有，會有下述問題因?yàn)楸缓附拥牟糠?06不是平滑的，此部分很容易積累臟物，并且，很難用泡沫材料或清洗刷清洗，這是因?yàn)楸缓附拥牟糠值膬?nèi)徑比開口的直徑大。
另外，當(dāng)制作該容器時，在形狀方面沒有自由度，這是因?yàn)樵诤附舆^程中必須用一個夾具向下加壓，并因?yàn)闅んw的形狀為圓形，并要求殼體有一個直的部分。再有，因?yàn)榈撞考?03是薄弱的存在有下述問題容易使它凹陷，并且，當(dāng)把它放在平面上時不穩(wěn)定。
還有，因?yàn)橛袌D16中所示的結(jié)構(gòu)的金屬容器101B在容器的內(nèi)部在被焊接的部分106產(chǎn)生一個間隙，會產(chǎn)生下述問題臟物容易積累，并且難以清洗。因此，擔(dān)心在縫隙中的臟物會腐爛，因此，這些容器特別不適宜于做食物容器。另外，在被焊接的部分106可能出現(xiàn)裂縫腐蝕，因此，不適用于容放腐蝕性強(qiáng)的物質(zhì)。
還有，如果有圖17中所示的結(jié)構(gòu)的金屬容器101C的殼體件102不是圓柱形的，焊接非常麻煩，因此，殼體件102的形狀不能自由地選擇。另外，底部件105是薄弱的，當(dāng)固體物質(zhì)比如冰落進(jìn)開口中時，可能很容易使它變形和出現(xiàn)凹陷。
還有，因?yàn)楸缓附拥牟糠值膬?nèi)徑比開口大，會出現(xiàn)問題不容易用泡沫材料或清洗刷清洗在被焊接的部分中積累的臟物。
本發(fā)明的一個目的是提供一種方法，其中，在制作金屬容器的過程中，可以容易地實(shí)現(xiàn)特征為液壓鼓凸加工的一個過程，并可以減少在寬度方向上有非圓柱形截面形狀的金屬容器的總加工時間，而這是當(dāng)前的一個問題。
另外，本發(fā)明的一個目的是提供一種金屬容器，可以由一種方法制作它，此種方法可以減少加工時間，其方式使得殼體件與底部件的焊接簡單，焊接部分的外觀好，臟物不容易積累且容易清洗，并且在它的制作過程中有很大的自由度。
本發(fā)明是用于金屬容器的一種制作方法，其中一根管帶有一個底部件，此管在殼體件的一端有一個開口部分，此殼體件的另一端與該底部件做成一個整體，使此管經(jīng)受液壓鼓凸成形，形成一個直徑比開口部分大的殼體部分，其特征在于進(jìn)行液壓鼓凸成形使得在殼體件與底部件之間的焊縫的長度在液壓鼓凸成形之前和之后大約是相同的。
在金屬容器的制作方法中，把平的材料做成一個圓筒，通過液壓鼓凸成形加工制作出金屬容器，液壓鼓凸成形把有底部的筒擴(kuò)展，其中，通過把邊緣焊接起來，把一個底部件焊接到圓柱形殼體件的一端的開口上。因?yàn)槭箽んw件的擴(kuò)展部分的不動點(diǎn)為由有底部的圓筒的殼體件與底部件的焊縫進(jìn)行擴(kuò)展的部分的那一側(cè)，并且使開口側(cè)的殼體部分變成比此開口部分大，所以可以在一個過程中完成由一道工序移動到下一道工序的過渡的加工。另外，因?yàn)榭梢詼p少通過加壓和擠拉的多個使管擴(kuò)展工序的加工時間，所以可以減少加工時間，并降低成本。
另外，因?yàn)樵诠鼙灰簤汗耐钩尚螖U(kuò)展的過程中，殼體件與底部件之間的被焊接的部分的整個長度幾乎不變，沒有多余的作用力施加到被焊接的部分上，并且，不用擔(dān)心裂紋。還有，因?yàn)槭箽んw件與底部件之間的被焊接的部分的形狀為可以容易地設(shè)定成對筒進(jìn)行焊接的條件，并因此可以容易地和可靠地進(jìn)行焊接，接著，在液壓鼓凸成形加工中可以把容器的殼體部分做成所要求的截面的形狀，最后得到的截面形狀不限于圓柱形，可以容易地制作出多種形狀的容器，比如多邊形或橢圓形。
還有，因?yàn)橛山饘偃萜鞯臄U(kuò)展成形形成容器的殼體可以使未加工管的筒的外徑較小，并且，因?yàn)榭梢允褂瞄L方形的坯料進(jìn)行成形加工，所以材料的生產(chǎn)率非常高，并可以使鋼材的損失減到最小，因此，可以降低成本。
另外，由本發(fā)明的制作過程制作出來的金屬容器的表面粗糙度為1.0微米或更低。因此，當(dāng)電鍍雙層壁真空容器的內(nèi)容器的外表面時，因?yàn)榇私饘偃萜鞯谋砻娲植诙确浅Ｐ。⑶也牧系钠交染鶆?，所以鍍層的粘附能力好，并因此通過采用此金屬容器做為雙層壁真空容器的內(nèi)容器可以得到有極好的保溫能力的高質(zhì)量產(chǎn)品。
還有，通過進(jìn)行液壓鼓凸成形加工，此金屬容器在防止臟物的積累方面是非常有效的，即使當(dāng)盤狀的底部件有朝向殼體件的內(nèi)部的中凸形狀也是一樣，這是因?yàn)樵跉んw件與底部件之間沒有形成間隙。再有，它也是容易清洗的。
另外，本發(fā)明是一種金屬容器，其特征在于，該金屬容器在其上部有一個開口部分，并包括一個殼體件，它的殼體直徑比所述開口部分的直徑大，并有一個底部件，所述殼體件在其底部側(cè)變窄，并通過以一個角度進(jìn)行焊接連接到外徑比所述殼體件的殼體直徑小并且形狀為伸進(jìn)容器中(盤形)的一個底部件上，在底部件與殼體件之間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。
當(dāng)容器處于其位置時，被焊接的部分不突出出來，并且因?yàn)楫?dāng)朝向底部看時底部件與殼體件之間的被焊接的部分與底部件的形狀相配合，所以外觀好看。
底部件的強(qiáng)度由于底部件伸進(jìn)容器中而提高，所以即使固體物質(zhì)比如冰落進(jìn)開口側(cè)，也很難產(chǎn)生變形或凹陷。
因?yàn)闅んw件和底部件以一個角度彼此連接，所以臟物難以在容器的底部積累。
因?yàn)楸缓附拥牟糠质窃谌萜鞯牡妆砻嫔?，并且因?yàn)樗葰んw件的直徑小，所以可以例如用泡沫材料容易地清洗它。
因?yàn)樵跉んw件與底部件之間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穩(wěn)定性好，從而，因?yàn)榈撞康膹?qiáng)度大，所以它不僅在使用中而且在生產(chǎn)過程中容易處理，所以極少由于沖擊產(chǎn)生缺陷。
使殼體件成形的自由度很大，這是因?yàn)椴还軞んw的形狀如何，其被焊接的部分總是圓形的，并且，因此，容易進(jìn)行焊接。
圖1為一個過程圖，示出了按照本發(fā)明的金屬容器的制作方法的第一實(shí)施例；圖2(a)到圖2(c)為示出相同的第一實(shí)施例中的液壓鼓凸成形的剖面圖；圖3為示出第一實(shí)施例的改變形狀的示例的剖面圖；圖4為示出第一實(shí)施例的改變形狀的另一示例的剖面圖；圖5為一個過程圖，示出了按照本發(fā)明的金屬容器的制作方法的第二實(shí)施例；圖6(a)到圖6(c)為示出相同的第二實(shí)施例中的液壓鼓凸成形的剖面圖；圖7為一個過程圖，示出了按照本發(fā)明的金屬容器的制作方法的第三實(shí)施例；圖8為長度方向上的剖面圖，示出了本發(fā)明的金屬容器的形狀；圖9為長度方向上的剖面圖，示出了同一金屬容器的第一改變形狀示例；
圖10為同一金屬容器的第二改變形狀示例的寬度方向上的剖面圖；圖11為同一金屬容器的第三改變形狀示例的寬度方向上的剖面圖；圖12為同一金屬容器的第四改變形狀示例的長度方向上的剖面圖；圖13為長度方向上的剖面圖，示出了本發(fā)明的金屬容器的另一種形狀；圖14為一個正視圖，示出了按照此實(shí)施例制作的金屬容器的部分剖面圖；圖15為長度方向上的剖面圖，示出了傳統(tǒng)的金屬容器的第一實(shí)施例；圖16為長度方向上的剖面圖，示出了傳統(tǒng)的金屬容器的第二實(shí)施例；圖17為長度方向上的剖面圖，示出了傳統(tǒng)的金屬容器的第三實(shí)施例。
下面將參考著圖1和圖2解釋本發(fā)明的金屬容器的制作方法的第一實(shí)施例。
在制作此金屬容器的過程中，首先采用一個沖壓模具，且通過對一塊不銹鋼板加壓沖壓出一塊長方形的平板3a。接著，通過滾壓把該長方形的平板3a變成圓筒，把它的邊緣3b焊接起來，形成一個圓柱形的殼體件3。同時，為了制作出底部件，采用一個沖壓模具對一塊不銹鋼板加壓，沖壓出一塊圓形平板4a，接著，通過加壓制作出有凸緣的圓形盤狀件4b。還有，通過除去盤狀件4b的多余的凸緣制作出一底部件4。這時，把該底部件4的外徑尺寸設(shè)定成幾乎等于殼體件3的內(nèi)徑，把該底都件4插入殼體件3的一個開口中，使得該底部件4的開口部分(中凹部分)朝向殼體件3的外面，并使底部件4的端部對準(zhǔn)，通過TIG焊接制成一個整體，形成一個帶有底部的圓筒5。
接著，為了擴(kuò)展該帶有底部的圓筒5的殼體部，進(jìn)行液壓鼓凸成形。如在圖2中所示出的那樣，此液壓鼓凸成形的模具30設(shè)有一個可移動的模具32，它可以在豎直方向上移動，它的突出部形成一個中凸部分33，此中凸部分與圓筒5的底部件4相接合，使底部朝向模具的內(nèi)部；和一不動的模具31，它有填充件34，此填充件與帶有底部的圓筒5的開口接合，在朝向中凸部分33的那一側(cè)以氣密的方式配有一個液體注入通道35。此液體注入通道35連接到?jīng)]有畫出的一個液體供應(yīng)設(shè)備上，可以把一種液體比如水供應(yīng)到安裝在模具30中的帶有底部的圓筒5的里面。當(dāng)把帶底部的圓筒5放在模具30中時，使用中凸的部分33來使帶有底部的圓筒5在模具30中正確地定位。另外，把殼體件3與底部件4之間的被焊接的部分6設(shè)置成使它在模具30的中凸的部分33的不動點(diǎn)的位置。此外，模具30有由殼體到底部的所要求的擴(kuò)展尺寸。
此模具30的不動的模具31的填充件34與帶有底部的圓筒5的開口相接合(圖2(a))，并使移動的模具32朝向不動的模具31移動。同時，把含有防銹油的水由設(shè)在不動的模具31上的液體注入通道35注入到有底部的圓筒5中，并通過施加壓力把殼體件3擴(kuò)展到模具30的擴(kuò)展空間中(圖2(b))。這時，因?yàn)闅んw件3擴(kuò)展，不動的點(diǎn)是被焊接的部分6(在殼體件與底部件之間的被焊接的部分)或作為底部件4的底部的被升高的部分，并且，在管的擴(kuò)展過程中彎曲點(diǎn)在此被焊接的部分6上，所以幾乎沒有作用力使得它的圓周方向上的長度增加。因此，幾乎沒有多余的作用力施加到殼體件3與底部件4之間的被焊接的部分6上，并且，可以完全地保持在焊接后底部件所具有的形狀，被擴(kuò)展的殼體件3的厚度不會局部地變薄，不會產(chǎn)生裂紋，并可以在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展(圖2(c))。在擴(kuò)展之后，把移動模具32升起，并在把容器中的水抽出之后，把容器移出。
可以在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)此擴(kuò)展工序，還有，在每個工序之間幾乎沒有過渡，操作可以以非常高的效率進(jìn)行。接著，通過把容器的開口56切成特定的長度而得到金屬容器1。
所制作的金屬容器1的殼體部分做為一個整體逐漸地被擴(kuò)展，而殼體部分的厚度不會局部地變薄。另外，與由旋壓制作的容器相比，被液壓鼓凸成形擴(kuò)展的殼體部分的外表面幾乎不產(chǎn)生不規(guī)則和成形缺陷，特別是，與旋壓相比，產(chǎn)品要平滑得多，平均表面粗糙度為1.0微米或更少，并且形成與原始材料的粗糙度(大約0.20微米)相當(dāng)?shù)谋砻娲植诙仁强赡艿?。另外，?dāng)此金屬容器1被用做雙層壁容器的內(nèi)容器并把其外表面電鍍時，因?yàn)槠浔砻嫫交?，鍍層的粘附性?qiáng)。
在此制作過程中，通過使殼體件3的坯料的初始形狀大致為長方形，生產(chǎn)率非常高，可以減少鋼材料的損耗，由于材料成本的降低，可以降低制作成本。
在本實(shí)施例中，把底部件4插入，使得該底部件的一個開口部分朝向殼體件3的外面，并進(jìn)行焊接，但是，底部件4的接合方向不限于這樣的方式。如在圖3中所示出的那樣，通過使該底部件的開口部分朝向殼體件3的里面，進(jìn)行焊接，并使液壓鼓凸成形模具30在開口部分那一側(cè)的擴(kuò)開的不動部分比所述焊縫6更大，可以把它定位，使得不包括在殼體件3與底部件4之間的被焊接的部分6。結(jié)果，以同樣的方式防止了在液壓鼓凸成形過程中對被焊接的部分6施加過大的作用力，完全不會產(chǎn)生裂紋，并縮短制作時間。
還有，如在圖4中所示出的那樣，通過保持底部件4的形狀為平板，把它焊接到殼體件3的邊緣上，并把帶有底部的圓筒5的底部件4設(shè)置成使得與液壓鼓凸成形模具30的底表面相接觸，使擴(kuò)展的不動部分為被焊接的部分，可以把帶有底部的圓筒5的開口的那一側(cè)的殼體件3擴(kuò)展得比被焊接的部分6多。用這樣的方法，在液壓鼓凸成形過程中，幾乎沒有施加作用力來擴(kuò)展被焊接的部分6的圓周方向上的長度，不會產(chǎn)生裂紋，并可以縮短制作時間。
將參考著圖5和圖6解釋本發(fā)明的金屬容器的制作方法的第二實(shí)施例。
在制作此金屬容器的過程中，首先，例如使用一個沖壓模具，對不銹鋼板加壓，沖壓出大致為扇形的一塊平板13a，該扇形的尖端被切掉。接著，通過滾壓使此平板13a變圓，通過對邊緣13b進(jìn)行焊接，制作出截頭圓錐形狀的一個殼體件13。并且，幾乎垂直地形成開口部分13c,13d的兩個邊緣。
再次以相同的方式，采用一個沖壓模具，對一塊不銹鋼板加壓，沖壓出一塊圓形平板14a。隨后，進(jìn)行加壓，生產(chǎn)出有一個凸緣的圓形盤狀件14b。接著，除去圓盤形件14b的凸緣部分，制作出底部件14。這時，把該底部件14的外徑尺寸設(shè)定成幾乎等于殼體件的開口部分13d的內(nèi)徑。另外，使該底部件14的開口部分(中凹部分)朝向殼體件13的外面，把該底部件插入該開口部分13d中，使殼體件13的開口部分13d和底部件14的端部對準(zhǔn)，通過TIG焊接制成一個整體，形成一個帶有底部的圓錐形的筒15。
接著，為了擴(kuò)展該帶有底部的筒15的殼體件13，進(jìn)行液壓鼓凸成形。如在圖6中所示出的那樣，此液壓鼓凸成形的模具30設(shè)有一個可移動的模具32，在此模具中，與有底部的筒15的底部件14相接合的中凸部分33為一個突出部，它被做成朝向模具的里面，并把它設(shè)置成可以在豎直方向上移動，不動的模具31有填充件34，此填充件與帶有底部的管15的開口氣密地接合，在朝向中凸部分33的那一側(cè)此填充件以氣密的方式設(shè)有一個液體注入通道35。此液體注入通道35連接到?jīng)]有畫出的一個液體供應(yīng)設(shè)備上，使得可以把一種液體比如水供應(yīng)到位于模具30的帶有底部的筒15的里面。當(dāng)把帶底部的筒15放在模具30中時，可以使用中凸部分33來使帶有底部的筒15在模具30中正確地定位。此外，模具30的殼體擴(kuò)張成一個圓頂?shù)男螤睢?br> 帶有底部的圓筒5的開口接合進(jìn)模具30的不動的模具31的填充件34中(圖6(a))，并使移動的模具32朝向不動的模具31的方向移動。同時，把包括防銹油的水由設(shè)在不動的模具31中的液體注入通道35注入有底部的筒15中，施加壓力，把殼體件13擴(kuò)展到模具30中的擴(kuò)展空間中(圖6(b))。這時，因?yàn)樵诠艿臄U(kuò)展過程中，殼體件13擴(kuò)展，不動的點(diǎn)是被焊接的部分16(在殼體件與底部件之間的被焊接的部分)和底部件14的底表面，所以幾乎沒有作用力施加到此被焊接的部分16上，使它的圓周方向上的長度增加。因此，幾乎沒有多余的作用力施加到殼體件13與底部件14之間的被焊接的部分16上，可以保持在焊接過程中底部件的形狀，被擴(kuò)展的殼體件13的厚度不會局部地變薄，不會產(chǎn)生裂紋，并可以在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展(圖6(c))。在擴(kuò)展之后，把移動模具32升高，把容器中的水抽出，并把容器移出。
可以在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)此擴(kuò)展工序，還有，在每個工序之間幾乎沒有過渡，操作可以以非常高的效率進(jìn)行。接著，通過把容器的開口15b切成特定的長度而得到金屬容器11。
將參考著圖7解釋本發(fā)明的金屬容器的制作方法的第三實(shí)施例。
在制作此金屬容器的過程中，首先，例如使用一個沖壓模具，對不銹鋼板加壓，沖壓出長方形的一塊平板23a。接著，通過滾壓使此平板23a變圓，通過對邊緣23b進(jìn)行焊接，制作出一個圓柱形的殼體件23’。接著，通過把殼體件23’的底部向筒的里面彎曲90度形成一個凸緣23c，并制作出帶有一部分底部的一個殼體件23，其底部的一部分是開口的。
同時，為了制作出底部件24，采用一個沖壓模具，通過加壓由一塊不銹鋼板沖壓出一個圓形平板。這時，該底部件24的外徑的尺寸為能夠把殼體件23的底部開口部分密封住，并且，通過TIG焊接把底部件24的邊緣的周邊與殼體件23的底部的凸緣部分23c制成一個整體，從而制作出帶有底部的圓筒25。
接著，為了擴(kuò)展該帶有底部的筒25的殼體部分13，進(jìn)行液壓鼓凸成形。此液壓鼓凸成形的模具與前面的第一實(shí)施例中的相同。把帶底部的筒25放置成安裝在模具30中，可以使帶有底部的筒25的擴(kuò)展時的不動點(diǎn)為殼體部分的彎曲部分和底部件。以與前面的每個實(shí)施例相同的方式，通過進(jìn)行液壓鼓凸成形，幾乎沒有多余的作用力施加到被焊接的部分26上，被擴(kuò)展的殼體部分的厚度沒有局部地變薄，不會產(chǎn)生裂紋，并可以在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。
在圖7中以(a)示出的實(shí)施例中，把平板焊接到底部件24上，但是，對于底部件24的焊接方法不限于此。例如，如在圖7中以(b)所示出的那樣，把圓盤形底部件24的開口部分朝向殼體件23的里面放置，焊接到凸緣部分上，把液壓鼓凸成形模具的擴(kuò)展部分做成在被焊接的部分26的外面，在液壓鼓凸成形過程中，可以得到與前面的情況相同的效果，比如防止過多的作用力施加到被焊接的部分26上，不產(chǎn)生裂紋，并在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)加工。
還有，如在圖7中以(c)所示出的那樣，把底部件24的開口部分朝向殼體件23的外面放置，即與在圖7的(b)中相反的方向，把它焊接到凸緣上，把液壓鼓凸成形模具的擴(kuò)展部分做成在被焊接的部分26的外面，在液壓鼓凸成形過程中，可以得到前面的示例那樣的效果，防止過多的作用力施加到被焊接的部分26上，不產(chǎn)生裂紋，并可以縮短制作時間。
還有，在上述的每個實(shí)施例中，所公開的殼體形狀為圓柱形的金屬容器，但是本發(fā)明的金屬容器的制作方法不限于此，生產(chǎn)出其殼體的寬度方向上的截面是橢圓的、多邊形的、比如正方形的等的容器是可能的。
在這種情況下，通過把液壓鼓凸成形過程的模具的形狀變成所要求的形狀可以簡單地實(shí)現(xiàn)制作。還有，在底部件與殼體件之間的被焊接的部分的形狀不限于圓形，此被焊接的部分可以是多邊形底部件和殼體件的焊縫，并在進(jìn)行壓鼓凸成形時使此被焊接的部分為不動點(diǎn)，幾乎不施加任何作用力使此被焊接的部分在長度方向上擴(kuò)展，并可以得到所要求的形狀。
還有，為了更簡單地生產(chǎn)，最好，在底部件與殼體件之間的被焊接的部分的形狀是圓形。在這種情況下，因?yàn)橛脠A形的焊接工具完成底部件與殼體件之間的焊接，所以可以容易地設(shè)定焊接的條件，比如焊槍與被焊接的部分之間的角度、焊接速度、以及輸入熱量的多少，并且，焊接的控制非常容易。
圖8為由上述的對于本發(fā)明的金屬容器的制作方法得到的金屬容器的一個示例，并示出了一個單層的金屬容器。此金屬容器40在其頂部有一個圓柱形的開口部分41a，并包括一個圓柱形的殼體部分41b，其直徑比開口部分41a大，其中，殼體件41在它的下部有一個直徑減小的部分41c，此部分朝向里的徑向方向伸展，一個倒過來的圓盤形底部件42伸進(jìn)該容器中。
通過以一定的角度進(jìn)行焊接，把此底部件42接合在殼體件41的直徑減小的部分41c上。在本實(shí)施例中，此接觸角度大約為90度。在底部件42與殼體件41之間的被焊接的部分43位于該容器40的最深的部分。
使開口部分41a的上邊緣向外卷邊，在其邊緣上以一種可自由裝上和可自由脫開的方式接合上一個合成樹脂的帽蓋44。在此帽蓋44的內(nèi)表面上設(shè)有一個填充件45，比如一個橡膠的‘o’環(huán)。這樣，通過把帽蓋44接合在該開口部分41上，把填充件45壓靠在開口部分41a的上邊緣上，保持對液體的密封。還有，此帽蓋44不限于通過推它把它插入的類型，也可以使開口部分41a的上邊緣為螺旋的形狀，與一個螺旋的帽蓋結(jié)合，通過螺紋與它相接合。
對形成金屬容器40的殼體件41和底部件42的材料沒有特別的限制，但是，材料可以由不銹鋼、碳鋼、復(fù)合鋼板、鈦、鎳合金等中適當(dāng)?shù)剡x擇。
此金屬容器40有良好的外觀，并適用來做飲料的容器，因?yàn)樵诘撞考?2與殼體件41之間的被焊接的部分43是在底部件42的下部上。另外，底部件42伸進(jìn)容器中，因此，提高了底部件42的強(qiáng)度，即使固體物質(zhì)比如冰落進(jìn)開口的那一側(cè)中，很難產(chǎn)生變形和凹坑等。另外，因?yàn)橐源蠹s90度連接殼體件41和底部件42，臟物很難在該容器的底部上積累，并且，因?yàn)楸缓附拥牟糠?3是在容器的底部上，并且，被焊接的部分的直徑比殼體件的殼體直徑小，并與上面的開口有大約相同的直徑，所以可以容易地用刷子等進(jìn)行清洗。在這種情況下，最好，殼體件41與底部件42之間的接觸角度大于90度，但是，即使小于90度，也應(yīng)該在容易清洗的范圍內(nèi)。
還有，因?yàn)闅んw件41與底部件42之間的被焊接的部分43在容器的最深的部分，所以它穩(wěn)定地座在一個平的表面上，該底部的強(qiáng)度高，并且，在使用過程中幾乎不會由于凹陷產(chǎn)生不方便。
另外，在本發(fā)明的金屬容器中，因?yàn)橛刹捎蒙鲜龅囊簤汗耐钩尚蔚闹谱鞣椒▽?shí)現(xiàn)制作，可以把被焊接的部分43做成圓形，而不管殼體件的形狀如何，并且，因?yàn)槿菀走M(jìn)行焊接，可以自由地選擇殼體件41的形狀。
圖9示出了一個金屬容器50的示例，它的殼體件51有球形的截面。此金屬容器50像在圖8中的金屬容器那樣，把倒過來的圓盤形底部件52以大約90度焊接到殼體件51的直徑減小的底部上，并在殼體件51的最深的部分形成一個圓形的被焊接的部分53。
還有，圖10示出了一個金屬容器的示例60，它的殼體件61在寬度方向上有橢圓形的截面。此金屬容器60像在圖8中的金屬容器40那樣，把倒過來的圓盤形底部件62以大約90度焊接到殼體件61的直徑減小的底部上，并在殼體件61的最深的部分形成一個圓形的被焊接的部分63。
另外，圖11示出了一個金屬容器的示例70，它的殼體件71在寬度方向上有正方形的截面。此金屬容器70像在圖8中的金屬容器40那樣，把倒過來的圓盤形底部件72以大約90度焊接到殼體件71的直徑減小的底部上，并在殼體件71的最深的部分形成一個圓形的被焊接的部分73。
還有，圖12示出了一個金屬容器的示例80，它的殼體件81有細(xì)頸瓶的形狀。此金屬容器80像在圖8中的金屬容器40那樣，把倒過來的圓盤形底部件82以大約90度焊接到殼體件81的直徑減小的底部上，并在殼體件81的最深的部分形成一個圓形的被焊接的部分83。
在這些圖9到12中示出的金屬容器50,60,70和80得到與在圖8中示出的金屬容器40相同的極好的效果。
圖13示出本發(fā)明的金屬容器的另一個實(shí)施例，在此實(shí)施例中，示出了一個示例，其中按照本發(fā)明的金屬容器被用做雙層壁隔熱真空容器90的內(nèi)容器91，例如用做保溫瓶。
此雙層壁的隔熱真空容器90在一個外容器92內(nèi)包括一個內(nèi)容器91，它們各自的開口彼此對準(zhǔn)，并通過焊接把它們制成一個整體，同時，在內(nèi)容器和外容器91,92之間的間隙是真空密封的，形成隔熱真空層93。
此金屬容器90像在圖8中的金屬容器40那樣，把倒過來的圓盤形底部件95以大約90度的接觸角度焊接到殼體件94的直徑減小的底部上，并在殼體件的最深的部分形成一個圓形的被焊接的部分96。
另外，外容器92包括一個圓柱形的殼體件97，它的開口有細(xì)頸瓶形狀的縮小了的直徑，并有一個焊接到它的下表面上的圓形底部件98。該底部件98的中心部分向上突出(隔熱的真空層93那一側(cè))，并大約在它的中心形成一個密封部分99。此密封部分99的結(jié)構(gòu)為其中通過用熔化溫度低的焊料或一種玻璃封閉起來，把一個排氣孔密封起來，把該排氣孔通入成為一個半球的中空的中凸部分的中心。
雙層壁隔熱真空容器90的內(nèi)容器91得到與圖8中示出的金屬容器40相同的效果，特別是，除了因?yàn)樵跉んw件94與底部件95之間的被焊接的部分96是看不到的，使外觀較好以外，底部件95的強(qiáng)度提高，所以，即使固體物質(zhì)比如冰由開口落進(jìn)，也很難產(chǎn)生變形和出現(xiàn)凹坑等，臟物不容易在容器的底部積累，并且容易清洗。在這些方面，它比傳統(tǒng)的內(nèi)容器優(yōu)越。
另外，因?yàn)楸缓附拥牟糠?6在內(nèi)容器的最深的部分，底部的強(qiáng)度大，并且，它穩(wěn)定地處在一個平的表面上，即使在制作的過程中也很容易進(jìn)行處理，由于凹陷幾乎不會產(chǎn)生缺陷，并提高生產(chǎn)效率。
還有，雙層壁隔熱真空容器90的結(jié)構(gòu)和制作不限于前面的示例，也可以采用在銅焊方法中的銅焊金屬，此種銅焊方法用來接合內(nèi)容器91和外容器92。另外，作為一種密封真空的方法，也可以把一個銅片管裝到外容器的底部件98上，并在通過銅片管從內(nèi)容器與外容器之間的間隙抽出真空之后，用壓力焊接把此銅片管密封起來。
實(shí)施例采用不銹鋼板制作出在圖1和圖2中示出的按照本發(fā)明的實(shí)施例的金屬容器。做為不銹鋼板，采用了0.4毫米厚的奧氏體的SUS304號鋼板。
首先，沖壓出形狀為長方形的殼體件的坯料形狀，通過滾壓使它變圓，用TIG焊接使其邊緣接合起來，制作出250毫米長圓柱殼體件，其內(nèi)徑為40毫米，兩端為開口的。
接著，為了制作出底部件，把上述不銹鋼板沖壓成一個圓，通過加壓形成一個盤形，通過切掉凸緣制作出外徑為40毫米的一個底部件。
把此底部件的中凸的那一側(cè)插入朝向殼體件的筒的內(nèi)部的一個開口中，并通過TIG焊接接合到邊緣上，形成帶有一個底部的筒。
還有，把此帶有底部的筒裝進(jìn)圖2所示的液壓鼓凸成形模具的不動的模具中。在該模具的可移動的模具上，形成一個中凸的部分，此部分與帶有底部的筒的底部的中凸的形狀對準(zhǔn)，并使此中凸的部分設(shè)置成使殼體件與底部件之間的被焊接的部分可以被設(shè)置在可移動的模具的中凸部分的不動點(diǎn)上。把帶有底部的筒的開口裝在不動的模具中，同時使可移動的模具朝向不動的模具運(yùn)動，注入有防銹油的水，施加壓力，進(jìn)行液壓鼓凸成形。接著，把壓力釋放掉，抽出液體，并移出金屬容器。
在此液壓鼓凸成形之后，切掉圓柱的上部，生產(chǎn)出在圖14中示出的金屬容器1。所生產(chǎn)的金屬容器1的內(nèi)部體積為470毫升。
在制成之后殼體件的直徑為60毫米，被焊接的部分的直徑為46毫米，而在鼓凸成形之前的被焊接的部分的直徑后來增加了大約15％，但是，可以不施加多余的作用力地進(jìn)行生產(chǎn)，那種多余的作用力會在被焊接的部分產(chǎn)生裂紋等。另外，在本實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，擴(kuò)展與底部件的底表面的升高的部分和作為不動點(diǎn)的彎曲點(diǎn)一起出現(xiàn)。另外，底部件的厚度仍為0.4毫米，保持不變，但是殼體件的擴(kuò)展部分的厚度減小到0.3毫米，變成比開口薄。
移出此金屬容器，并在液壓鼓凸成形加工之后測量每部分的厚度。所測量的位置都在圖14中用標(biāo)號121到125示出。每一部分的厚度如下位置厚度(毫米)1210.4122 0.351230.31240.3
1250.4由這些結(jié)果可以清楚地看到容器的厚度沒有局部地變薄，并且，整體地說，擴(kuò)展是均勻的。
另外，測量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，殼體件的外表面的表面粗糙度(外表面的位置由標(biāo)號123表示)為大約0.2微米，極其平滑。
在殼體件的制作工序中，在液壓鼓凸成形過程的模具中由上述的方法制作出金屬容器，因?yàn)槭沟撞考c殼體件之間的被焊接的部分制成為模具的最上面的邊緣，并且，把殼體件的擴(kuò)展部分設(shè)置成以最上面的邊緣為不動點(diǎn)，所以，可以把在底部件與殼體件之間的被焊接的部分中的一個小的錐形的凹部向上推。因此，該殼體件在下部有被減小的直徑，并以一個角度與底部件相接合，因此，即使存在臟物時，也容易把它除去，并且，即使在清洗時，因?yàn)闆]有窄的間隙，也很容易清洗。
還有，外觀好看，這是因?yàn)樵诘撞考c殼體件之間的被焊接的部分是在底部件的下端，并且，因?yàn)榈撞考爝M(jìn)容器中，所以，提高了底部件的強(qiáng)度，即使固體物質(zhì)比如冰落進(jìn)，也很難產(chǎn)生變形和凹坑等。
另外，因?yàn)樵诘撞考c殼體件之間的被焊接的部分是在容器的最深部分，所以容器可以穩(wěn)定地處在一個平的表面上，這樣，因?yàn)樘岣吡说撞康膹?qiáng)度，不只是在使用中即使在生產(chǎn)過程中也容易處理，由于凹陷幾乎不會產(chǎn)生缺陷。還有，被焊接的部分的直徑比殼體部分的直徑小，所以可以容易地用泡沫材料進(jìn)行清洗。
還有，把內(nèi)容器和外容器與它們之間的空隙做成一個整體，并且，當(dāng)生產(chǎn)在內(nèi)容器與外容器之間有真空的雙層壁隔熱真空金屬容器的內(nèi)容器時可以使用本發(fā)明的方法，可以制作出極好的雙層壁真空容器。
一般說來，因?yàn)閵W氏體不銹鋼的成形能力好，并有好的抗腐蝕能力，所以它可以用做有多種用途的金屬容器的材料。然而，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的成形是局部地進(jìn)行的，隨著生產(chǎn)的部位的條件而不同，所以會在不銹鋼表面上產(chǎn)生小的不規(guī)則部分。結(jié)果，這影響了作為在雙層壁隔熱真空金屬容器上的一種輻射措施的鍍層，并且經(jīng)常不能形成均勻的鍍層。然而，用本發(fā)明的方法得到的金屬容器有極其平滑的外表面。另外，當(dāng)使用它做為雙層壁真空容器的內(nèi)容器時，在把鍍層加到外表面上時，此金屬容器有非常好的表面粗糙度，并且，因?yàn)閷τ诖瞬牧系钠交仁蔷鶆虻?，所以鍍層粘附得非常好。因此，可以容易地設(shè)定電鍍過程中的條件(控制電鍍池中的濃度、電流密度等)，并且，可以容易地得到好的鍍層，因此，可以得到有極好保溫特性的雙層壁隔熱真空容器。
權(quán)利要求
1．一種用于金屬容器的制作方法，其中一根管帶有一個底部件，此管在殼體件的一端有一個開口部分，此殼體件的另一端與該底部件做成一個整體，使此管經(jīng)受液壓鼓凸成形，形成一個直徑比開口部分大的殼體部分，其特征在于進(jìn)行液壓鼓凸成形使得在殼體件與底部件之間的焊縫的長度在液壓鼓凸成形之前和之后大約是相同的。
2．一種金屬容器，其特征在于它是由按照權(quán)利要求1所述的制作方法制作的。
3．按照權(quán)利要求2所述的金屬容器，其特征在于，底部件的外徑比容器的殼體件的外徑小，并且，殼體件的外表面的表面粗糙度為1.0微米或更小。
4．按照權(quán)利要求2所述的金屬容器，其特征在于，所述殼體件的形狀為非圓形的管。
5．按照權(quán)利要求2所述的金屬容器，其特征在于，底部件的形狀為圓盤形。
6．按照權(quán)利要求5所述的金屬容器，其特征在于，把所述底部件焊接到所述殼體件上，使得底部件的開口部分朝向殼體件的外面。
7．按照權(quán)利要求5所述的金屬容器，其特征在于，把所述底部件焊接到所述殼體件上，使得底部件的開口部分朝向殼體件的里面。
8．按照權(quán)利要求2所述的金屬容器，其特征在于，所述底部件為一個平板。
9．一種其特征在于是按照權(quán)利要求2所述的金屬容器的金屬容器，其包括一個殼體件，它的殼體直徑比所述開口部分的直徑大，并有一個底部件，所述殼體件在其底部側(cè)縮小，并通過以一個角度焊接到外徑比所述殼體件的殼體直徑小并伸進(jìn)容器中的一個底部件上，把所述殼體件做成一個整體，在底部件與殼體件之間的被焊接的部分位于容器的最深的部分。
10．按照權(quán)利要求2所述的金屬容器，其特征在于，所述底部件的形狀為圓形。
11．一種其特征在于是金屬容器的金屬容器，其包括一個殼體件，它的殼體直徑比所述開口部分的直徑大，并有一個底部件，所述殼體件在其底部側(cè)縮小，并通過以一個角度焊接到外徑比所述殼體件的殼體直徑小并伸進(jìn)容器中的一個底部件上，把所述殼體件做成一個整體，在底部件與殼體件之間的被焊接的部分位于容器的最深的部分。
12．按照權(quán)利要求11所述的金屬容器，其特征在于，所述底部件的形狀為圓形。
13．一種雙層壁真空金屬容器，其特征在于，內(nèi)容器為按照權(quán)利要求2所述的金屬容器。
14．一種雙層壁真空金屬容器，其特征在于，內(nèi)容器為按照權(quán)利要求11所述的金屬容器。
全文摘要
一種通過在液壓鼓凸成形中使有底部的一個圓筒擴(kuò)展形成金屬容器的制作方法,把一塊平板材料做成一個圓筒,把邊緣焊接起來,并把底部件焊接到該圓柱形殼體件的一個開口部分上,使殼體件的被擴(kuò)展部分的不動點(diǎn)為由帶底部的圓筒的殼體件與底部件的焊縫進(jìn)行擴(kuò)展的部分的那一側(cè),從而通過使開口那一側(cè)的殼體部分?jǐn)U展,形成一個金屬容器,因此,可以由一道工序完成加工金屬容器的多個加壓和擠拉的擴(kuò)展過程和由一道工序到下一道工序運(yùn)動的過渡,減少了時間并降低了成本。
文檔編號B21D26/02GK1231874SQ9910236
公開日1999年10月20日 申請日期1999年2月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月18日
發(fā)明者小宮泰彥, 樋田章司 申請人:日本酸素株式會社