一種能夠制造表面光亮圓滑的感光鼓用鋁基管的專用模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種生產(chǎn)感光鼓用鋁基管的模具，尤其是涉及制造打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等電子照相裝置的感光鼓鋁基管的模具。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁基管用來(lái)作為復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等電子照相裝置的感光鼓，已經(jīng)很久了，現(xiàn)在幾乎所有的感光鼓都是使用鋁基管制作的。而感光鼓所要求的表面質(zhì)量非?？量?，為了保證打印質(zhì)量，感光鼓表面近乎為鏡面狀態(tài)，不能有細(xì)微的線狀缺陷，更不能有針孔、坑等不良，否則就會(huì)影響最終產(chǎn)品的圖像質(zhì)量。為了能達(dá)到這一條件，一直以來(lái)，大家都是在鋁基管坯經(jīng)過(guò)擠壓和拉拔之后，再對(duì)鋁基管表面進(jìn)行精密的切削加工，以使之達(dá)到表面鏡面狀的效果。但是切削加工不僅生產(chǎn)效率與良品率低下，而且技術(shù)難度系數(shù)大，并且對(duì)切削刀具的質(zhì)量要求非常的高、調(diào)整操作難度大，很難保證制品的表面質(zhì)量的穩(wěn)定，給大批量生產(chǎn)帶來(lái)不利影響。
[0003]現(xiàn)有的傳統(tǒng)鋁基管生產(chǎn)制造加工方法，生產(chǎn)出的感光鼓鋁基制品表面粗糙度高，其中包含有針孔、坑、鋁屑雜質(zhì)壓入、凹點(diǎn)和擦碰傷痕等諸多缺陷不良，致使無(wú)法跳過(guò)切削加工作業(yè)工序。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)200910005954.0公開(kāi)了一種感光鼓基體用鋁管的制造方法，該感光鼓基體用鋁管通過(guò)對(duì)鋁毛坯管進(jìn)行拉拔加工而形成。在該方法中，通過(guò)配置在拉拔加工用模具的上游側(cè)的刮刀，刮取附著于鋁毛坯管的外周面的潤(rùn)滑油并且將該潤(rùn)滑油在毛坯管的外周面沿其圓周方向涂布擴(kuò)展，同時(shí)使毛坯管沿拉拔方向移動(dòng)，由此，對(duì)毛坯管進(jìn)行拉拔加工。采用該方法，從一定程度上可以提高感光鼓基體用鋁管表面的光潔度，但表面粗糙度仍然較高，鋁管表面的光亮度、圓滑度也難以適應(yīng)高精度打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等電子照相裝置的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種能夠制造表面光亮圓滑的感光鼓用鋁基管的專用模具，使用該專用模具制造的感光鼓用鋁基管，無(wú)需再進(jìn)行切削加工、可以直接用于后續(xù)陽(yáng)極氧化、涂布生產(chǎn)加工使用。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一種能夠制造表面光亮圓滑的感光鼓用鋁基管的專用模具采用以下技術(shù)方案:
[0007]I)采用的擠壓模具
[0008]所述的擠壓模具是由擠壓模具上模、擠壓模具下模組合構(gòu)成；所述的擠壓模具上模是由上模座、模芯固定螺桿、上模定徑工作帶、固定螺母組合構(gòu)成，所述的上模定徑工作帶采用YG8N高強(qiáng)度耐磨合金圈；上模定徑工作帶通過(guò)固定螺母安裝鎖緊在模芯固定螺桿上；所述的擠壓模具下模包含下模座，下模座的內(nèi)孔中鑲有高強(qiáng)度YG8N耐磨合金圈作為下模定徑工作帶，采用機(jī)械高溫壓嵌在下模中心孔內(nèi)居正；
[0009]2)采用的拉拔外模、拉拔內(nèi)模
[0010]所述的拉拔內(nèi)模由內(nèi)模圓鋼體、拉拔芯頭組合構(gòu)成，所述的拉拔芯頭設(shè)有內(nèi)模定徑工作帶，內(nèi)模定徑工作帶與內(nèi)模圓鋼體之間設(shè)有內(nèi)模變形錐角，內(nèi)模定徑工作帶的前端設(shè)有內(nèi)模套管引導(dǎo)角；所述的內(nèi)模變形錐角設(shè)定在15-25° ;所述的內(nèi)模變形錐角、內(nèi)模定徑工作帶、內(nèi)模套管引導(dǎo)角的材質(zhì)皆為YG8N鎢合金；所述的內(nèi)模定徑工作帶的寬度為1.8-2.2mm ；
[0011]所述的拉拔外模的進(jìn)料部位為外模壓縮變形錐角，外模壓縮變形錐角設(shè)定在40-80°范圍；所述拉拔外模的內(nèi)孔為外模定徑工作帶，外模定徑工作帶的寬度設(shè)定在6-15mm范圍；外模定徑工作帶的前端為外模外徑剪切口，外模外徑剪切口寬度在0.8-1.2mm ;所述的拉拔外模的出料部位為外模出口錐，外模出口錐的錐角設(shè)定在30-50° ；所述的外模壓縮變形錐角、外模外徑剪切口、外模定徑工作帶的材質(zhì)皆為YG8N鎢合金。
[0012]本實(shí)用新型采用的內(nèi)模定徑工作帶的寬度為2mm、外模外徑剪切口寬度為1mm、夕卜模出口錐寬度為Imm時(shí)為佳。
[0013]本實(shí)用新型對(duì)常規(guī)的擠壓模具進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，取得了顯著積極的效果，主要體現(xiàn)在:
[0014](I)鋁管擠壓成型時(shí)所使用的擠壓模具為平面分流組合模，分為上模和下模兩個(gè)部分。擠壓模具的上模(模芯)定徑工作帶和下模定徑工作帶是控制管坯內(nèi)外徑尺寸和真圓度及內(nèi)外表面質(zhì)量的重要部位。
[0015](2)傳統(tǒng)的擠壓模具采用的是普通H13鋼材質(zhì)，在擠壓的高溫、高壓及摩擦力的作用下，模芯和?？锥◤焦ぷ鲙Ф己苋菀啄p和粘鋁，造成擠壓坯料內(nèi)外表面的豎線、顆粒及因模孔磨損而導(dǎo)致的出料彎曲扭擰等異?，F(xiàn)象，并且擠壓出的坯料內(nèi)外徑真圓度大，壁厚尺寸偏差嚴(yán)重。
[0016]而本實(shí)用新型針對(duì)擠壓模具定徑成型重要部位進(jìn)行了改良優(yōu)化，通過(guò)改換使用高強(qiáng)韌熱耐磨YG8N優(yōu)質(zhì)鎢合金鋼材料，上模定徑工作帶部位使用的是高溫耐磨硬質(zhì)YG8N鎢合金鋼圈，是通過(guò)固定螺母安裝在模芯螺桿上鎖緊，下模定徑工作帶也是使用的耐磨硬質(zhì)YG8N鎢合金鋼圈，通過(guò)機(jī)械高溫壓嵌固定在下模中心孔內(nèi)居正。上模定徑工作帶、下模定徑工作帶均使用數(shù)控車床高速運(yùn)轉(zhuǎn)研磨拋光成鏡面狀。通過(guò)研磨拋光上模定徑工作帶、下模定徑工作帶光滑度的質(zhì)量能夠有效地減輕擠壓變形時(shí)的摩擦力，從而提高了擠壓坯料內(nèi)外表面的光潔質(zhì)量及模具使用的周期與壽命。同時(shí)也保證了在擠壓過(guò)程中能承受高溫、高壓及劇烈變形摩擦力的條件下模具定徑工作帶的光潔度和強(qiáng)度不受任何影響，擠生產(chǎn)出的坯料表面光潔，無(wú)顆粒、無(wú)豎線。從而保障了坯料在拉拔時(shí)表面程度光亮圓滑，尺寸精度穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
[0017](3)改良拉拔外模及拉拔內(nèi)模(芯頭)重要部位及配套使用的拉拔高效潤(rùn)滑油
[0018]在襯拉管材過(guò)程中，坯料制品在模具壓縮作用力下發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的塑性變形，其變形應(yīng)力狀態(tài)為兩向壓縮、一向延伸，由于襯拉管坯內(nèi)外表面的減縮變形量是不均勻的，拉拔時(shí)，制品在模具變形區(qū)承受的摩擦力也是不同的，管坯通過(guò)拉拔模減徑、減壁壓縮摩擦變形，在外力去除后，而管壁的內(nèi)外層與中心層所摩擦產(chǎn)生附加應(yīng)力仍殘留在的內(nèi)部，形成了殘余應(yīng)力(內(nèi)應(yīng)力)，影響殘余應(yīng)力的因素與拉拔模具變形摩擦有關(guān)，目前傳統(tǒng)拉拔外模壓縮變形區(qū)使用的是30~50°弧形圓角，定徑工作帶寬度為15~30mm的圓柱形，拉拔變形時(shí)，在制品表面與外模弧角壓縮接觸和整徑帶摩擦面積較大，所產(chǎn)生的不均勻摩擦力會(huì)導(dǎo)致殘余應(yīng)力的增大；另外傳統(tǒng)模具材質(zhì)均選用的是普通合金鋼，其抗壓耐磨性能比較差，模具磨損快，使用周期短，最為嚴(yán)重的是模具的磨損狀態(tài)會(huì)直接影響到壓縮帶與定徑工作帶尺寸精度的變化，從而導(dǎo)致拉拔摩擦系數(shù)的增大，隨著斷面減縮面積的增加，會(huì)使制品在拉拔過(guò)程中因摩擦剪切不均勻產(chǎn)生的變形應(yīng)力(徑向壓應(yīng)力、殘余內(nèi)應(yīng)力)，為了消除制品中的殘余應(yīng)力，后續(xù)需進(jìn)行熱處理(低溫退火)。
[0019]本實(shí)用新型針對(duì)上述問(wèn)題，對(duì)傳統(tǒng)拉拔外模進(jìn)行了優(yōu)化技術(shù)改良，拉拔內(nèi)外模具的定徑工作帶均使用高強(qiáng)耐磨YG8N硬質(zhì)合金研磨拋光而成。拉拔外模的潤(rùn)滑區(qū)采用錐形角度壓縮剪切變形，其整個(gè)斜面為直線，保證整個(gè)減徑區(qū)斜度率相同，可以使產(chǎn)品在最小的應(yīng)力狀態(tài)下拉拔，從而減小拉拔所產(chǎn)生的應(yīng)力，避免制品在拉拔過(guò)程中的斷裂和尺寸精度不穩(wěn)定；本實(shí)用新型主要優(yōu)化設(shè)計(jì)改良了拉拔外模入口潤(rùn)滑帶、壓縮帶、定徑工作帶、出口帶4個(gè)重要部位的形狀與角度；外模入口潤(rùn)滑帶、壓縮帶由傳統(tǒng)的圓弧形角度變向壓縮過(guò)渡變形改良為圓錐形角度壓縮剪切變形，變形錐角設(shè)計(jì)為40~80°，定徑工作帶寬度設(shè)定在6~15mm,比傳統(tǒng)外模定徑工作帶長(zhǎng)度縮短約10_15mm ;與傳統(tǒng)外模不同的地方是在內(nèi)孔定徑工作帶與壓縮帶錐角結(jié)合處之間形成Imm左右的外徑剪切口，其作用是管坯制品外觀經(jīng)過(guò)模具錐角壓縮剪切變形后表面光亮，已達(dá)到鏡面狀的效果；也便于在拉拔時(shí)使用的特殊潤(rùn)滑油能通過(guò)錐角壓縮剪切變形時(shí)順利進(jìn)入?？?，形成有機(jī)的潤(rùn)滑保護(hù)膜，足以保證制品能夠得到充分的潤(rùn)滑效果與潤(rùn)滑條件，有效地減少管坯在壓縮剪切變形時(shí)摩擦接觸面積與內(nèi)外截面積收縮的摩擦應(yīng)力，隨著管坯在?？字袎嚎s剪切變形，潤(rùn)滑油在外模剪切口阻力的作用下，順從外模錐角流下，并可帶走了拉拔過(guò)程中變形磨損所產(chǎn)生的金屬屑、粉末，有效地能減少避免在制品表面的雜質(zhì)壓入；模具的出口錐角為30~50°，寬度設(shè)定在1-2.5_，其作用是防止管坯制品在出模孔時(shí)因錐角過(guò)小而擦劃表面；通過(guò)合理改良優(yōu)化模具設(shè)計(jì)參數(shù)的，能有效地減小拉拔過(guò)程中金屬接觸變形的摩擦系數(shù)，有利于大變形率的塑性加工，使拉拔后的制品進(jìn)一步獲得穩(wěn)定而精確的形狀與尺寸且表面質(zhì)量好，并能有效地減少I吳具磨損狀態(tài)，提聞I吳具使用的壽命；
[0020]拉拔芯頭壓縮帶部位由傳統(tǒng)的6-10°圓弧角改為錐形角，變形錐角設(shè)定在15-25°范圍，定徑工作帶的寬度約為2mm，把芯頭改為錐形角的主要優(yōu)點(diǎn)是有利于調(diào)整芯頭與外模變形剪切區(qū)內(nèi)前后搭配的位置與坯料接觸面積的多少，已便于調(diào)整管坯壓縮變形時(shí)承載內(nèi)外摩擦力的大小，當(dāng)外力剪切量大，內(nèi)力摩擦量小時(shí)，拉拔后的制品就能獲得光亮的表面質(zhì)量，當(dāng)外力剪切量小，內(nèi)力摩擦量大時(shí)，拉拔后的制品的表面質(zhì)量呈啞光狀，且表面粗糙度高；錐形剪切變形還可以保證管坯在拉拔過(guò)程中減徑、減壁時(shí)的精度，并能有效地減少變形剪切時(shí)的摩擦面積與摩擦系數(shù)；
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型采用的擠壓模具上、下模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本實(shí)用