[发明专利]高尔夫球棒手柄的铸模装置及其方法

说明书

发明领域

一般来讲，本发明涉及铸模加工装置，具体涉及一种制造高尔夫球棒手柄模具加工方法和装置。

发明背景

在美国大约有2640万高尔夫球爱好者。这些高尔夫球爱好者仅在1999年就在装备上投资59亿美元，其中的25亿美元是仅花在高尔夫球棒上了。这样大的市场的一部分是包住每一个高尔夫球棒末端的橡胶手柄。除了固定在售出的每一个新高尔夫球棒上的手柄外，还存在着一个很大的单独高尔夫球棒手柄市场，因为许多高尔夫球爱好者都对他们的高尔夫球棒手柄进行定期更换。

一种典型的高尔夫球棒手柄是在模具中由橡胶铸造而成。该手柄是中空的并且其恒定内径通常地约为1.472～1.524厘米(0.580～0.600英寸)，从而可以将其套在高尔夫球棒的末端之上。高尔夫球棒手柄的总体形状大致为圆柱形，从其末端或顶帽(cap)的较大直径逐渐变小到口部直径，该口部直径仅略大于高尔夫球棒手柄轴直径。

在高尔夫球棒手柄的表面上可以形成各种类型的图案如凹口或者缝隙。这些图案通常可以通过利用高尔夫球棒模具腔室表面上图案的相应凸起或“凹入”的图像铸造而成。这些图案通常包括高尔夫球棒制造商的名称和/或标志、识别高尔夫球棒样式或者品种的商品名以及其它识别信息。另外，高尔夫球棒手柄的大部分表面区域可包含一组在其内形成的纹理特征一曲线、十字型、星型、人字型以及其它。这些表面花样既具有审美情趣也可以便于高尔夫球爱好者握住球棒。包括所有商品名、标志、纹理特征和其它图案元素的整个表面图案可以额外地部分或全部被涂覆上油漆或者其它合适的颜料，这样就具有了一个相对于图案的对比色。

铸制高尔夫球棒手柄的模具通常是利用在铸钢模具内进行的多步骤制造而成。首先，用一种合适的材料如铝制造出具有所需锥形形状并在其内形成有表面图案的高尔夫球棒手柄原型。由于制造过程所固有的收缩率和公差累积，该原造型要比所需的最后高尔夫球棒手柄按比例增大。橡胶或者其它合适材料的模具被铸造在原型周围，然后将其切成两半并进行锉磨和重新装配从而形成一个中空的模具。本领域普通技术人员很容易认识到原型上的表面图案以立体凹入图像的方式铸在橡胶模具之内，即在原型表面上作为缺口或切口而存在的图案特征在橡胶模具的内表面上为凸起的图案或者突起。然后在橡胶模具内铸造出一个陶瓷造型。该陶瓷造型类似于原始的原型，但由于橡胶和陶瓷铸造过程中所固有的收缩率，上述陶瓷造型比原始的原型成比例地缩小。与原型相似，陶瓷造型包含在其内形成的表面图案特征。然后在陶瓷造型的周围铸制出一个钢制模具。再将陶瓷模具打碎并从模具中取出，这样可从所得到的钢制模具中铸制出多个高尔夫球棒手柄来。

上面所述的过程非常容易理解并且相当容易实现，但该过程具有明显的缺点。如上所述，每一次模制和铸制都伴随固有的收缩率，而收缩率可使得模制或铸制产品都稍微小于其基型或母模。由此，所需的最终产品一高尔夫球棒手柄的尺寸必须按比例增大从而生产出原型，这是一个不精确并且主要靠经验的过程。另外铸制过程所固有的不精确性，特别是铸制最终手柄模具的钢制模具可能生产出的成品上的表面图案的质量即表面图案特征的拐角和边缘的锐度等级降低。由于在每一个铸制步骤中存在的配准误差的复合，几个模具半块的配合在一起的接点或者接缝必需进行抛光，否则就需返工来消除接缝线。在多种情况下需要大范围抛光，这样可能遮断相邻的表面图案。上述过程很耗时间，因此不可能对新的或者不同的表面图案进行快速的检修。该生产过程可使得最终产品表面图案缺少细部并且在铸制过程之间缺乏连贯性。

利用放电加工机(EDM)进行加工在冶金技术领域是公知的，并且长期以来人们就认识到可将其应用在精确表面特别是那些包括嵌入的表面图案的切刻。在一个典型的模具腔室切刻实例中，EDM过程包括将所需的表面图案的负像切刻到一个电极内，上述电极通常利用石墨制造而成。在电极上施加高电压，相应的地电压线施加在模具毛坯之上，上述两个电极由绝缘流体分隔开。当将电极和模具毛坯放置较为靠近时(利用数字定位装置进行控制)，绝缘流体被电离并成为导电体，从而有瞬间放电电流穿过缝隙。与电弧焊机相似，该高强度的瞬间放电电流腐蚀了模具毛坯件上的少量材料。通过电极相对于模具毛坯件进行重新定位进行许多次的重复放电的腐蚀作用，模具毛坯件逐渐被腐蚀掉直至其呈现出电极的尺寸、形状以及表面图案的负像。