专利名称：纵长形体无缝钢模的成型方法
技术领域：
本发明有关一种纵长形体无缝钢模的成型方法，尤指一种特别适用于高尔夫球桿套的生产用无缝钢模的成型方法。
如所周知，一般实心锥筒体或圆筒体的塑胶成品的成型，皆系以两个上、下模对开拆模，如果是中空锥筒体或圆筒体，在成型时，两个上、下模间还需设置一贯穿模穴的销桿，如图8B所示，一中空圆筒体H，其中空部h在成型时，系在图8A的上、下模M1、M2间形成一模穴R，在模穴内又设置一销桿P，模穴R与销桿间所形成的空隙，便是用以自注料口S注入塑胶原料后，射出成型如图8B所示的中空圆筒体H，由图8A可知，中空筒体H的厚度大小便取决于销桿P的直径的粗细，但一般来说，销桿的直径尺寸与其长度的大小往往不成比例，致造成在射料入模穴内的强大射料压力下，令销桿P产生如图8A虚线所示的弯曲形态，虽然注入口S尽量设在非中心位置，仍免不了使销桿P发生曲变。如此，不仅生产成品的中心孔偏曲，且成品的厚度不一，对成品品质影响甚大;兹再参阅图8C，就高尔夫球桿握把套的成型说明之，基本上，高尔夫球桿握把套系呈中空锥筒体，其成型方法亦系採上、下两半模从中间拆模，故图8C所呈现的握把套初制品，在模具拆模的接缝处L、L1、L2形成诸多毛边料T1～T5，由于该成品系以橡胶原料射出成型，故其毛边料特别显著，橡胶作为握把套的手感及止滑性相当良好，较受市场欢迎，但这种初制品的拆模接缝处及诸等毛边部必需经多次细心研磨修光才能完全消失，否则在高级品的高尔夫球器具市场中无法被市场所接受。由此可见，高尔夫球握把套后加工的修饰作业人工成本远超过其前加工所需的工与料的成本，这种加工方法，目前最进步的主要供应国日本亦复如此，因而造成高尔夫球桿的价位高居不下，使得一般民众欲行进入高尔夫球运动领域而却步。再者，高尔夫球桿握把上为求其实用及美观起见，握把外表面均刻设诸多花纹图案，这种花纹与图案往往在进行表面磨光及修饰作业过程中造成或多或少的破坏，以致不良率相当高，且高品质的握把始终难以制成。
由上说明可知，若欲制造一种高品质的握把，唯一的可行性便是将用以成型握把套的钢模改作成无缝纵长形体，即可将具有花纹表面的握把套的上述缺点一扫而空。然而，欲将一纵长形成型钢模制成无缝的拆模方式，又欲在一支长达270mm的孔径仅为14.5mm的管内进行不连续又不规则的凹凸花纹或图案的刻设，谈何容易？以目前最进步的CNC车床的仿制机亦只能在平面对平面上进行，虽然枪管内的莱富线的刻设系在枪管内进行，但莱富线系属於一种规则单纯变化曲线，并可由一端连续延伸至另一端，其刻设的方法系用以固定刀具伸入枪管内，使刀具以一定速度前进，并令枪管以一定速度相对旋转即可达成所欲刻设莱富线的目的。然高尔夫球桿握把套上的花纹与图案系非连续性又无一定规则，固莱富线的成型方法无法直接地应用於高尔夫球桿握把套上。换言之，在一个孔径不大的纵长形体孔道内的钢材上进行雕刻作业，依目前的雕刻及模具成型技术水准及设备均无法达成，可见其技术系属於一种高难度创意的模具制造方法。
因此，发明人乃积三十余年从事模具制造技术的经验，经多方探讨，集模具加工技术的大成，终于在克服万难的技术瓶颈后始于不易中发展出来一种纵长形体无缝钢模的成型方法。
本发明的主要目的在于提供一种中空纵长形体无缝钢模的成型方法，使成型后的成品毛边完全消除，并使成品外表面所形成的花纹或图案的对正衔接非常顺滑而正确，使高级品无缝成品的成型成为可能。
本发明的又一目的在于提供一种中空纵长形体无缝钢模的成型方法，使该法制成模具的成品的磨光修饰等后加工作业完全省却，不惟成品外表面花纹、线条、稜角明确而优美，且节省大量人工成本，故本发明所制成的成品的品质大幅提高，复可降低生产成本，实为一举数得的创举。
本发明为实现上述目的，其具体技术方案包括1.将一纵长形体实心公模外表面予以刻设所需要的花纹后再予以加热施行硬度处理，使其具有硬度;
2.将一内径尺寸与公模外径相当的中空纵长形体套入公模外周;
3.将套置后的公母模本体由母模外周表面予以施加液压作用力，使公模外周表面所刻设的上述花纹刻设成型于母模内周面上;
4.将公模予以加热至可退钢的温度，然后令之自然冷却，冷却后将整支退钢过的纵长形体实心公模予以整支贯穿车孔;
5.将经车孔完成的公模内孔施予切割至少三条以上的纵向缝隙，该等缝隙的深度应略小于公模车孔后的厚度;
6.将切割缝隙完成的公模再经硬度加热处理，使被切割部分的缝隙受热处理后自行变形而裂开成诸多碎片，于是将公模的残留物自母模内予以清除，则经硬度处理过的母模内周面为公模所刻设的花纹便显现出来，则无缝母模的成型于焉告成。
本发明的上述及其他目的、功效及特点将佐以如下附图的详细说明而获致进一步的了解，其中
图1为本发明一较佳实施例所使用的公模斜视图;
图2为本发明图1所示公模相配合的中空母模斜视图;
图3为公母模套置后的正面图，由母模外周施加液压加工作业的示意图;
图4A-4B为本发明的公母模套置后由外周面施加液压加工处理的一较佳实施例过程说明示意图;
图5为本发明公母模施加液压加工处理完成后，公模外周花纹刻设于母模内周面的示意图;
图6为本发明的公模施行中心车孔后的正面图;
图7A-7C为本发明公模施行内孔锯设三道或四道缝隙沟的不同实施例的平面示意图;
图7D为本发明公模经热处理后破坏公模的示意图;
图8A为一般圆筒体成品成型方法的模具示意图;
图8B为图8A的成品断面图;
图8C为习用高尔夫球桿套的初成品外观图。
本发明的纵长形体无缝钢模的成型方法，基本上包括一种内周表面刻设非连续不规则的凹凸花纹的纵长形体的无缝结构钢模的成型方法，该纵长形体又包括圆筒体、椭圆筒体、锥筒体、三角形筒体、四角形筒体以及其他多角形筒体。兹为简化说明起见，仅以圆筒体无缝钢模的成型方法为例说明。本发明在实际应用上，公模係採用高碳钢，易碎裂的钢材，而母模则可採用较具韧度不易破裂的耐热钢材。
兹将本发明方法成型圆筒体无缝模具的主要技术手段说明如下a.先将一圆筒体实心钢材公模外表面予以刻设所需要的花纹后再予以加热进行硬化处理，使其具有所期的硬度;
b.将刻设花纹完成后的公模插入其内径与公模外径相同或相当的中空圆筒体母模内;
c.将套置完成的公母模整体自母模外周表面施加液压作用力，使公模外周表面具有相当硬度的凹凸花纹刻设于未经硬化处理的母模内周面上;
d.将公母模整体予以加热至可退钢的温度，然后使之自然冷却，令公模退钢至原具硬度，再将公模整支长度贯穿车孔，使之在中心形成一贯穿通孔，其孔径大小以可进行下一步骤的切割作业为考量;
e.将车孔完成的公模内孔道朝外施予至少三道纵长方向的缝隙切割作业，其切割的深度宜小于公模车孔后的厚度;
f.将切割缝隙完成的公模与母模一起经加热处理后再放入常沄水中，使被切割的公模缝隙部分材料自行变形而裂开成诸多碎片，于是将公模的残留物自母模内孔予以清除后，经硬度处理过的母模内周面为公模所刻设的花纹便显现出来，则一无缝内管刻设花纹的钢性母模成型作业於焉告成。
兹为使本发明的方法获致更进一步的了解，拟配合附图就本发明一较佳实施例说明，为简化说明拟以高尔夫球桿握把套(以下简称握把套)的成型钢模为例说明如后取一与握把套外径相当的实心圆锥棒体钢材作为公模10，如图1所示，该公模所使用的材质可为任何易碎裂高碳钢钢材，例如SK3，并在公模10的外周表面先行雕刻凹入线条11及各线条相间设置的凸部12，再将之加热施行一般硬化处理，使之具有大约60～65度HRC的硬度;然后取一如图2所示较具韧度不易碎裂的耐热钢或中碳钢，例如45C钢材的中空圆锥筒体20作为母模，系由未经热处理的中碳钢45C钢材制成，其内径与公模10的外径相当，并将公模10套入母模20的内部;
将套置后的公母模自母模外周面施行全面性且均匀的液压作用力，使经硬度处理的公模外表面的凹凸花纹11、12刻设于母模20的内周面上，在本发明一可取实施例中，如图3及4所示，其液压作用力的施加系於母模外周面系借由一口径递减的眼模30A→30C自上而下施加液压推送作用力F1→F3，使母模20的外径由A→C渐次缩小，借此液压的推送施压令公模10上的花纹完完全全地刻设于母模20的内周面上，如图5所示;
次将公母模整体予以加热，尤其针对公模10的钢材特性施以退钢作业，即将之加热至回火温度780℃左右再令之自然冷却使之退钢至原具硬度，并对公模10施以整支纵长方向的贯穿车孔13，如图6所示;
车孔完成的公模再进行孔道13内至少三道纵长方向(由内而外)的缝隙14A～14D的切割作业，如图7所示，其切割的深度宜小于公模车孔后的厚度，以免切割作业伤及母模内周面所刻设完成的花纹;
最后再将切割完成的公母模整体一起经过860℃以上的热处理后再放入常温水中，此时由于公模内孔壁业已切割多道缝隙14A～14D，借加热后又急速投入常温水中，一则可令母模施行硬化处理使之具有硬度，二则可令易碎裂高碳钢公模内孔中经加切割缝隙之处加速裂开，于是在缝隙14A～14D与公模与母模的邻界处产生裂痕15-15，且令公模外周面与母模内周面的紧密嵌合关系由之完全解脱。此间应加说明者，乃本发明一较佳实施例中，该缝隙14A～14D分佈于公模内孔的原则，系至少三道的缝隙中，有两道是相当接近如图7A的14B及14C，如图7B的14A及14B，如图7C中的14A及14B，14C及14D等所示，由图7D可知，此两道相接近的缝隙于热处理后利用高碳钢的特性使之较易破裂，且易于掉落而成碎片，当如图7A所示的两接近缝隙14B及14C间的短弧形碎片掉落后，则14A与14B及14C间的长弧形片便可轻易取出，于是公模10便可完全予以破坏，而保全了由具韧度耐热钢所制成的母模内周面所刻设花纹的完整性，于是一种无缝隙成型模具的成型方法即告完成。
此间应加说明者，乃本发明上述说明仅为举隅说明，并非限制本发明的成型方法仅止于此，举凡在本发明上述主要技术手段的创意精神下所作的任何变更、修饰、增减步骤或等效应技术手段的替换或改变者，均应列入本发明下附的权利要求范围内，始符合理。
权利要求
1.一种纵长形体无缝钢模的成型方法，其特征为，该法包括a.将一纵长形体实心公模外表面予以刻设所需要的花纹后再予以加热施行硬度处理，使其具有硬度；b.将一内径尺寸与公模外径相当的中空纵长形体套入公模外周；c.将套置后的公母模本体由母模外周表面予以施加液压作用力，使公模外周表面所刻设的上述花纹刻设成型于母模内周面上；d.将公模予以加热至可退钢的温度，然后令之自然冷却，冷却后将整支退钢过的纵长形体实心公模予以整支贯穿车孔；e.将经车孔完成的公模内孔施予切割至少三条以上的纵向缝隙，该等缝隙的深度应略小于公模车孔后的厚度；f.将切割缝隙完成的公模再经硬度加热处理，使被切割部分的缝隙受热处理后自行变形而裂开成诸多碎片，于是将公模的残留物自母模内予以清除，则经硬度处理过的母模内周面为公模所刻设的花纹便显现出来，则无缝母模的成型于焉告成。
2.如权利要求1所述的纵长形体无缝钢模的成型方法，其特征为，该(a)步骤的公模硬度处理係达60～65度HRC的硬度。
3.如权利要求1所述的纵长形体无缝钢模的成型方法，其特征为，该(c)步骤对母模外周表面施加液压作用系以油压推送方式通过所设定的模眼孔，借模眼孔的逐次缩小口径推拉方式以达到将公模外周表面的花纹刻设於母模内周表面上。
4.如权利要求1所述的纵长形体无缝钢模的成型方法，其特征为，该(d)步骤的退钢温度约为780℃。
5.如权利要求1所述的纵长形体无缝钢模的成型方法，其特征为，该(e)步骤的三条以上的纵向缝隙中，至少有两条纵向缝隙系相互靠近为其特征。
6.如权利要求1所述的纵长形体无缝钢模的成型方法，其特征为，该(f)步骤的热处理温度系高达860℃以上。
7.如权利要求1所述的纵长形体无缝钢模的成型方法，其特征为，该(f)步骤的热处理后再注入常温水中，系使公模加速破裂而使母模获得硬度处理。
8.如权利要求1所述的纵长形体无缝钢模的成型方法，其特征为，该公母模系使用易碎的高碳钢，例如SK3制成，而其母模则使用具韧性的耐热钢或中碳钢制成。
全文摘要
一种纵长形体无缝钢模的成型方法，该方法系将实心纵长形体公模外周面先行刻设所需的凹凸花纹，刻设完成的公模予以硬化处理使之具有硬度，再将一未经硬化处理的中空母模套入公模外周，并对母模外周施加液压，使公膜上的凹凸花纹可经由多次液压的推送或抽拉或压缩作业，而逐次刻设于母模内周表面上，以迄完全成型为止，其后将公模予以退火后再施以贯穿式车孔，车孔后于孔道上朝外施予切割至少三道以上的纵向缝隙，最后将切割缝隙的公模与母模一起经热处理后注入常温水中，使公模内的缝隙变形裂开成碎片而呈现一内周壁刻设有凹凸花纹的纵长形体无缝钢模者。
文档编号B29C33/38GK1087301SQ9211341
公开日1994年6月1日 申请日期1992年11月23日 优先权日1992年11月23日
发明者张福兴 申请人:张福兴