[发明专利]一种薄壁金属圆筒体的生产模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产模具，具体的说，涉及一种用于制造打印机、复印机用薄壁金属圆筒体的生产模具。

背景技术

目前打印机、复印机用超薄圆筒不锈钢管膜是通过薄板素材深拉捋加工而成，其厚度要求在0.1mm以下。

传统的加工方法有两种，其一是：先通过初级拉伸成型出杯状素材，然后作退火处理，再经多次捋加工才能逐步造出薄片圆筒状管膜，这种捋加工成型只可生产出最小厚度约0.1mm厚的薄片圆筒状管膜，若采用这种加工方法加工成厚度为0.1mm以下的薄片圆筒状管膜，该筒状管膜会产生直径大小偏差20μm左右，相对于厚0.1mm以下的薄片圆筒状管膜的大小，变动比例较大，不能作为精度要求高的部材生产方法，并且因为直径大小变动为20μm的话是非常大的，捋加工时在直径大小变动大的部分上发生应力集中，在其部分上产生切断或裂开。直径大小变动发生原因是由捋加工时的不均匀性引起的，捋加工时圆筒的周方向上发生的面内各向异性引起的变形不均匀，面内各向异性在加工过程中，在不锈钢内部形成加工集合组织，引起在45度螺距上发生加工量不均匀的现象，变形相对量大的方位上，相对地厚度变薄。并且，变形的不均匀也会影响到圆度。特别是制造厚0.05mm以下的超薄圆筒不锈钢管膜，因为是超过35％加工率的强加工，材料的强度引起与模具的摩擦力的一方变大，圆筒底部发生破断。

其二是：与上述方法相比在捋加工时采用多级捋加工成型，但这种方法由于是在常温下进行，奥氏体不锈钢板材经初级拉伸，再经多级捋加工才生产出所需成形品，这过程会产生比较严重的马氏体相变(即加工硬化)，而马氏体具有高硬度、可塑性差的特点，导致不锈钢的加工率大大降低，加工过程也容易造成拉裂。另外，这种方法还要求在初级拉伸制成杯状素材坯料后要经4道工序(退火1工序，再拉伸3工序)才能制成最终的成形品。

其三是：现有方法首先制备出带帽缘的筒体，进行拉伸，拉伸后将管件两端切除，再保留中部管体，即得到超薄圆筒不锈钢薄膜管，此种方法会浪费很多原料，原料得不到充分利用。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种薄壁金属圆筒体的生产模具，有效抑制了马氏体相变，制造的薄壁金属圆筒体直径偏差小，表面光滑，而且原材料利用率高，进而降低了生产成本。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种薄壁金属圆筒体的生产模具，包括模具架，所述模具架设有冲头和多级冲模，每级冲模内设有加热元件和第一温度传感器，所述冲头内设有冷却装置和第二温度传感器，所述冲头还设有筒体固定装置。

进一步，所述筒体固定装置为真空吸盘，所述真空吸盘连接真空泵。

进一步，所述每级冲模上设有切削刀，所述第一温度传感器靠近所述切削刀。

进一步，所述第二温度传感器设于所述冲头表面。

进一步，所述冷却装置为冷却循环装置，所述冷却循环装置的循环管路紧靠所述冲头表面。

进一步，还包括冲头行程监测和控制装置。

进一步，还包括筒体厚度测量装置和筒体表面光滑度测量装置。

进一步，所述冲模的冲模的入模角度为6度～8度。

进一步，所述冲头冷却温度控制在-5℃～15℃，对各级冲模的加热温度控制在80℃～180℃。

进一步，所述冲头压进冲模的加工速度为50～900mm/秒。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用以上技术方案，在加工过程中，对冲头进行冷却，对冲模进行加热，利用差温加工，有效抑制了马氏体相变的产生，生产的薄壁金属圆筒体直径偏差小，提高了薄壁金属圆筒体的可塑性，而且薄壁金属圆筒体的表面光滑，原材料利用率高，生产效率高，进而降低了生产成本。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1a是本发明结构示意图；

图1b是本发明冲模部分示意图；

图2是试验材料SUS304的机械性能与温度依赖性的关系图；

图3是温度与0.2％耐力的各向异性的关系图；

图4是初级拉伸成形品壁厚测量位置的示意图；

图5是对应图4所示测量位置的初级拉伸成型品壁厚分布示意图；

图6是对应图4所示测量位置的各样品加工诱起马氏体变量的示意图；

图7A是再拉伸率为60％、初级拉伸率分别为2.6的壁厚分布对照图；