碗形貴金屬產品的製作工藝及用於該製作工藝的模具的製作方法

2023-08-14 05:10:46

專利名稱：碗形貴金屬產品的製作工藝及用於該製作工藝的模具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種貴金屬產品的製作工藝，尤其涉及一種碗形貴金屬產品的製作工藝及用於該製作工藝的模具，在造幣領域中，使得類似碗這樣深弧度曲線的貴金屬產品生產成為現實。
背景技術：
現有的貴金屬紀念禮品表面通常呈平面或平緩弧度曲面，外觀樣式比較單一。其產品的製備也都是按照常規的造幣製作工藝，即模具製作、坯餅製作及直接一次壓印成形等工序生產出的產品。而「碗」形的貴金屬紀念禮品由於其具有很大的曲線弧度，為產品浮雕的設計製作、模具的雕亥|J、研磨、電鍍、坯餅處理及壓印成形等工藝步驟帶來了很大難度， 其結果就是整個工藝環節中如果有任一個環節出現問題，無法實現，那麼「碗」形的貴金屬紀念禮品的開發就成了紙上談兵。為此，針對每個工藝環節中可能出現的問題和困難，技術人員經認真分析之後，認為採用傳統的造幣工藝模具製作、坯餅處理和壓印工藝進行「碗」 形產品的製作是不適宜的，不能保證產品的研製成功。另外，由於是貴金屬，與普通材質不同，現有技術中的制碗工藝無法將金、銀等貴金屬，生產出碗的形狀來。

發明內容
本發明針對上述現有技術中存在的問題，經過大量的試驗和刻苦的專研，提供了一種碗形貴金屬產品的製作工藝，解決了現有技術中無法生產出碗形貴金屬產品的問題; 並且，本發明的製作工藝能保證產品質量、合格率高、生產成本低。本發明的另一個目的在於，提供了一種用於碗形貴金屬產品的製作工藝的模具。本發明的製備工藝如下A、模具的設計製作a)、利用三維浮雕設計軟體，在電腦中設計出碗形貴金屬產品的外形尺寸參數和與碗形貴金屬產品相匹配的預成形凸、凹模具及印花凸、凹模具的圓弧曲線參數，同時，在印花凸、凹模具的底面或側面添加生成浮雕圖案文件；b)、按上述設計的碗形貴金屬產品的外形尺寸參數和預成形凸、凹模具及印花凸、 凹模具的參數，通過數控車床和加工中心進行數控編程，加工預成形凸、凹模具和印花凸、 凹模具坯料，即將印花凸、凹模具加工成碗的外形；c)、將上述生成的浮雕圖案文件轉換成數控電腦雕刻機的雕刻文件，由數控電腦雕刻機在印花凸、凹模具坯料上進行浮雕雕刻；d)、將上述雕刻成的印花凸、凹模具和預成形凸、凹模具一起進行熱處理淬火和外形精確加工處理；e)、將上述印花凸、凹模具和預成形凸、凹模具進行表面處理；f)、將上述表面處理後的印花凸、凹模具和預成形凸、凹模具進行鍍硬鉻處理；即完成了模具的成品加工；B、坯餅和模套的製作a)、根據碗形貴金屬產品的外形尺寸，及貴金屬坯餅的壓印變形量確定相應的坯餅和模套的尺寸；b)、根據上述尺寸，利用車床、加工中心和線切割設備加工出相應的衝子和衝母， 衝制出碗形貴金屬產品的坯餅，線切割出碗形貴金屬產品的模套；c)、對上述坯餅進行拋光、磨光；C、裝模壓印a)、首先進行坯餅的預成形壓印，將預成形凸模作為下印模安裝在壓印機的下邊， 將預成形凹模作為上印模安裝在壓印機的上邊，同時放置模套套住下印模；b)、在壓印機上施加20-40噸的壓印力，使坯餅發生預變形，之後進行中間退火處理；C)、將印花凹模作為下印模安裝在壓印機的下邊，將印花凸模作為上印模安裝在壓印機的上邊，不使用模套，通過上、下印模的壓印，坯餅的邊緣自由向外延伸至規定尺寸。所述的模具的設計製作步驟中，用長刀柄雕刻刀，在碗形貴金屬產品的曲面上進行浮雕雕刻。所述的模具的設計製作步驟中，表面處理步驟中，預成形凸、凹模具進行表面拋光、電鍍；印花凸、凹模具在表面拋光的基礎上進行噴砂噴珠處理。所述的模具的設計製作步驟中，通過仿形陽極的方法對凹模進行鍍鉻。所述的貴金屬為金、銀。用於碗形貴金屬產品的製作工藝的模具，包括坯餅的預成形凹模、凸模和印花凹模、凸模；預成形凸模作為下印模，預成形凹模作為上印模，模套套住下印模；印花凹模作為下印模，印花凸模作為上印模。本發明的優點效果如下本發明形成的碗形貴金屬產品圖紋飽滿、質量上乘，形狀精美逼真，金銀材質又為其增添了華貴氣質，具備了極高的可觀賞性和收藏價值。本發明運用Artcam三維浮雕設計軟體雕刻技術，採用先進、科學的模具浮雕製作工藝，結合傳統的造幣技術，設計出曲線弧深度是我們呈推出的金銀盤曲線弧深的5-8倍的金銀碗產品，是迄今為止，貴金屬紀念幣品市場上的首款產品。該金銀碗產品獨特的外觀，起伏自如的曲面流線，再加上金銀材質的高貴本色，更加突現了該產品的華貴和造幣的精湛技藝。更重要的是該產品的設計製作，無論是坯餅製作還是專門的模具製作都採用了最先進的造幣工藝技術，是造幣史上的一次工藝突破。同時，經試製證明該金銀碗貴金屬紀念產品的製作方法具有工藝合理、產品質量穩定、合格率高、加工周期短、生產效率高和原料消耗量小等綜合經濟效益好的特點。新型的造幣技術在貴金屬工藝品上的應用，為今後類似深曲線弧度碗型貴金屬紀念產品的生產開闢了一個新的工藝方法。


圖1是碗形貴金屬產品的縱向剖面結構示意圖；圖2是本發明預成形凹模、凸模縱向剖面結構示意圖3是本發明印花凹模、凸模的縱向剖面結構示意圖。圖中，1、上模，2、下模，3、坯餅，4、套子。
具體實施例方式本發明的內容通過實施例加以詳細描述，但不被實施例所限。實施例本發明以製備50克銀碗為例，其碗口直徑為60mm，碗底小平面直徑為22. 64mm, 碗深為15.23mm。首先選擇根據設計好碗的形狀參數，通過三維浮雕設計軟體，設計生成碗凸、凹印模側面的曲面形狀參數，為使碗的外形更接近真實用碗，碗側面的曲面是由三段弧相切掃描而成。為了使碗模具在壓印時能夠配合的更好，將產品圖紋壓足，經計算坯餅厚度為1. 5mm，所以在設計碗側向曲面半徑時，將凸模和凹模的各段曲面半徑設計成不同的數值，如凸模與碗底相切的曲面半徑為22. 55mm，凹模與碗底相切的曲面半徑為24. 79mm，凸模的曲面半徑小於凹模的曲面半徑；將碗的整體模型建立起來之後再將由二維圖稿設計生成的三維或二維浮雕添加在碗模具凹凸表面，考慮到後期研磨製作的難度，碗浮雕的設計多以線條構成為主，且圖紋高度較同規格的平面產品要降低60% -70%。50克銀碗最高圖紋高度為0. 09mm ；在浮雕文件導入電腦數控雕刻機中後，生成的雕刻刀路文件，在預先加工好的模具坯料上進行浮雕雕刻，雕刻由粗刀至細刀分階段進行，粗刀用球頭雕刻刀，刀尖直徑分別為lmm、0. 5mm，細刀用錐刀，刀尖直徑為0. 06mm，碗底溝槽深度為0. 4mm，溝槽線寬 1.0mm，由於印花時是開放式壓印，碗產品又無清邊，為避免壓印時模具邊部崩角，碗凹凸模具外形直徑為Φ65πιπι。為使壓印後成品碗口直徑為Φ60mm，經反覆試驗，預成形坯餅設置為Φ64πιπι，由預壓模在30噸的壓印力下壓印後變為Φ58mm，經中間退火後，進行印花，將碗的印花凹模作為下印模放在壓印機的下邊，預成形坯餅放在凹模裡，再將印花凸模輕放在印花凹模上，使之與預成形坯餅充分接觸，240噸壓5次成形，圖紋飽滿，形狀精美，銀材質光亮逼人，完全達到了貴金屬紀念產品的質量要求。值得一提的是碗模具的研磨採用了機械拋光和手工拋光相結合的製作手段，圖紋噴砂噴珠採用了與以往不同的多段切割方式，噴砂壓力較低，一次完成噴制無需補噴。模具電鍍採用了鉛合金仿形陽極的電鍍方法。
權利要求
1.碗形貴金屬產品的製作工藝，其特徵在於包括下述步驟A、模具的設計製作a)、利用三維浮雕設計軟體，在電腦中設計出碗形貴金屬產品的外形尺寸參數和與碗形貴金屬產品相匹配的預成形凸、凹模具及印花凸、凹模具的圓弧曲線參數，同時，在印花凸、凹模具的底面或側面添加生成浮雕圖案文件；b)、按上述設計的碗形貴金屬產品的外形尺寸參數和預成形凸、凹模具及印花凸、凹模具的參數，通過數控車床和加工中心進行數控編程，加工預成形凸、凹模具和印花凸、凹模具坯料，即將印花凸、凹模具加工成碗的外形；c)、將上述生成的浮雕圖案文件轉換成數控電腦雕刻機的雕刻文件，由數控電腦雕刻機在印花凸、凹模具坯料上進行浮雕雕刻；d)、將上述雕刻成的印花凸、凹模具和預成形凸、凹模具一起進行熱處理淬火和外形精確加工處理；e)、將上述印花凸、凹模具和預成形凸、凹模具進行表面處理；f)、將上述表面處理後的印花凸、凹模具和預成形凸、凹模具進行鍍硬鉻處理；即完成了模具的成品加工；B、坯餅和模套的製作a)、根據碗形貴金屬產品的外形尺寸，及貴金屬坯餅的壓印變形量確定相應的坯餅和模套的尺寸；b)、根據上述尺寸，利用車床、加工中心和線切割設備加工出相應的衝子和衝母，衝制出碗形貴金屬產品的坯餅，線切割出碗形貴金屬產品的模套；c)、對上述坯餅進行拋光、磨光；C、裝模壓印a)、首先進行坯餅的預成形壓印，將預成形凸模作為下印模安裝在壓印機的下邊，將預成形凹模作為上印模安裝在壓印機的上邊，同時放置模套套住下印模；b)、在壓印機上施加20-40噸的壓印力，使坯餅發生預變形，之後進行中間退火處理；c)、將印花凹模作為下印模安裝在壓印機的下邊，將印花凸模作為上印模安裝在壓印機的上邊，不使用模套，通過上、下印模的壓印，坯餅的邊緣自由向外延伸至規定尺寸。
2.根據權利要求1所述的碗形貴金屬產品的製作工藝，其特徵在於所述的模具的設計製作步驟中，用長刀柄雕刻刀，在碗形貴金屬產品的曲面上進行浮雕雕刻。
3.根據權利要求1所述的碗形貴金屬產品的製作工藝，其特徵在於所述的模具的設計製作步驟中，表面處理步驟中，預成形凸、凹模具進行表面拋光、電鍍；印花凸、凹模具在表面拋光的基礎上進行噴砂噴珠處理。
4.根據權利要求1所述的碗形貴金屬產品的製作工藝，其特徵在於所述的模具的設計製作步驟中，通過仿形陽極的方法對凹模進行鍍鉻。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的碗形貴金屬產品的製作工藝，其特徵在於所述的貴金屬為金、銀。
6.用於權利要求1所述的碗形貴金屬產品的製作工藝的模具，其特徵在於包括坯餅的預成形凹模、凸模和印花凹模、凸模；預成形凸模作為下印模，預成形凹模作為上印模，模套套住下印模；印花凹模作為下印模，印花凸模作為上印模。
7.根據權利要求6所述的碗形貴金屬產品的製作工藝的模具，其特徵在於所述的預成形凸模的曲面半徑小於預成形凹模的曲面半徑；印花凸模的曲面半徑小於印花凹模和的曲面半徑。
全文摘要
本發明涉及一種碗形貴金屬產品的製作工藝及用於該製作工藝的模具，其製作方法包括如下工藝步驟在電腦中設計出產品的碗狀外形；根據設計參數進行模具凹、凸模相配合的曲面參數，在碗模具的底面及側面添加生成浮雕圖案文件，用雕刻刀進行浮雕雕刻；按照設計參數衝制或線切割金銀碗的金、銀坯餅；坯餅預壓時在模套中壓印，印花時採用開放式壓印方式，使得碗邊緣自由向外延伸，形成自然美觀的邊形效果。本發明方法製作的金銀碗紀念產品質量穩定，外觀精美，合格率高，同時也適用於其他類似碗型貴金屬紀念產品的生產製作。
文檔編號B44C5/00GK102431372SQ201010296259
公開日2012年5月2日 申請日期2010年9月29日 優先權日2010年9月29日
發明者付興, 劉志剛, 劉金龍, 劉鴻鵬, 吳偉, 常智, 康今哲, 張吉剛, 張殊慧, 張煥文, 朱傑, 王永剛, 王禎傑, 秦孝祥, 費良漢, 顧軍 申請人:瀋陽造幣有限公司