阅读说明：本技术 一种用于电铸制备薄壁无缝金属圆管的芯模 (Core mould for electroforming to prepare thin-wall seamless metal round pipe ) 是由 明平美 王日鑫 闫亮 赵小康 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明专利公开了一种用于电铸制备薄壁无缝金属圆管的芯模,属于电化学加工技术领域。该芯模包括金属圆管、设于金属圆管一端的加压单元、设于金属圆管另一端的引电堵头、液压油；加压单元包括加压堵头、加压螺杆、泄压螺钉、单向阀、筒状保护套。本发明将脱模机构设于芯模内部,使得脱模功能(机构)与电铸芯模集成于一体,结构紧凑,空间利用率高。且本发明仅需通过对加压螺杆与泄压螺钉进行简单旋转,即可实现芯模在电铸时弹性胀大,脱模时弹性收缩,进而在芯模与电铸层之间获得了足够大的脱模间隙,使得脱模容易。(The invention discloses a mandrel for manufacturing a thin-wall seamless metal round pipe through electroforming, and belongs to the technical field of electrochemical machining. The core mold comprises a metal round pipe, a pressurizing unit arranged at one end of the metal round pipe, an electricity-leading plug arranged at the other end of the metal round pipe and hydraulic oil; the pressurizing unit comprises a pressurizing plug, a pressurizing screw rod, a pressure relief screw, a one-way valve and a cylindrical protective sleeve. The invention arranges the demoulding mechanism in the core mould, so that the demoulding function (mechanism) and the electroforming core mould are integrated into a whole, the structure is compact, and the space utilization rate is high. In addition, the invention can realize the elastic expansion of the core mould during electroforming and the elastic contraction during demoulding only by simply rotating the pressurizing screw rod and the pressure relief screw, thereby obtaining a large enough demoulding gap between the core mould and the electroforming layer and ensuring easy demoulding.)

一种用于电铸制备薄壁无缝金属圆管的芯模

技术领域

本发明涉及电化学加工技术领域，尤其涉及一种用于电铸制备薄壁无缝金属圆管的芯模。

背景技术

金属定影膜是一种薄壁无缝金属圆管，它是打印机或复印机中的重要部件之一。目前主要有冲压成型和电铸成型等方法来制备金属定影膜。其中电铸成型的金属定影膜由于具有超薄壁厚、高材料性能等诸多优点而备受关注。但在使用电铸成型法制备金属定影膜时，电铸层无间隙地紧密“环抱”在芯模表面，导致在脱模时不易将电铸的无缝金属圆管从芯模上取下。

由于芯模普遍使用不锈钢等金属材质，它与电铸镍（电铸无缝金属管常用材料）的热膨胀系数差值非常小，因此在采用热胀冷缩法脱模时，芯模与电铸层之间的最大脱模间隙只能达到几微米，根本无法实现脱模。采用其他脱模方法，如专利号为JP 2006-213960 A和JP 2012-58644 A的日本专利通过在芯模与电铸层之间喷射高压液体和高压气体来进行脱模，但它们都依赖于昂贵的辅助设备才能实现，而且脱模操作复杂、效率低、成本高。为此，亟需开发易于实现、成本低、高效的电铸无缝金属管的脱模装置。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于电铸制备薄壁无缝金属圆管的芯模，以解决上述中提到的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种用于电铸制备薄壁无缝金属圆管的芯模，它包括金属圆管、设于金属圆管一端的加压单元、设于金属圆管另一端的引电堵头、液压油；所述的加压单元包括加压堵头、加压螺杆、泄压螺钉、单向阀、筒状保护套；所述的加压堵头呈圆筒状，在其内部同中心轴线地依次设有前螺纹段、中部光孔、后安装孔；所述的加压堵头的壁体内设有“T”型连通槽；所述的“T”型连通槽的3个出口分别设于加压堵头的后端面、外圆柱表面和中部光孔处；所述的加压堵头与金属圆管的端部密封固定联接；所述的加压螺杆呈圆杆状，在其中部和前端部分别设有外螺纹和光面圆柱凸台；所述的加压螺杆通过其外螺纹和光面圆柱凸台可运动地配合安设于加压堵头内；所述的单向阀与后安装孔密封固定联接；所述的泄压螺钉可转动地密封联接于“T”型连通槽的位于加压堵头外圆柱表面的出口内；所述的引电堵头与金属圆管的另一端部密封固定联接；所述的液压油无空隙无气泡地充盈于中部光孔以及由加压堵头、金属圆管和引电堵头形成的空腔内。

所述的引电堵头上设有引电柱。

所述的引电堵头为耐酸碱腐蚀的金属制件。

所述的筒状保护套可拆卸地密封配合联接于加压堵头的外圆柱表面上。

所述的筒状保护套为耐酸碱腐蚀的电绝缘非金属制件。

本发明的有益效果是：

1、结构紧凑，空间利用率高。本发明将脱模机构设于芯模内部，使得脱模功能（机构）与电铸芯模集成于一体，无需另外单独的辅助脱模设备或机构，结构紧凑，空间利用率高。

2、易于操作，脱模效果好。相比于借助辅助设备在芯模与电铸层之间喷射高压液/气体等脱模方法，本发明无需繁琐的操作步骤，仅需通过对加压螺杆与泄压螺钉进行简单旋转，即可实现芯模在电铸时弹性胀大，脱模时弹性收缩，进而在芯模与电铸层之间获得了足够大的脱模间隙，使得脱模容易。

3、工艺成本低，实用性强。本发明的脱模不依赖于昂贵的辅助设备，且其胀大量在芯模的弹性变形内，芯模可长期反复使用，适用于大批量的生产，成本低。

附图说明

图1为本发明的整体视图。

图2为本发明的加压单元剖视示意图。

图3为本发明的引电堵头端剖视示意图。

图4为本发明的脱模原理示意图。

图中标号及名称：1、金属圆管；2、加压单元；2-1、加压堵头；2-1-1、前螺纹段；2-1-2、中部光孔；2-1-3、后安装孔；2-1-4、“T”型连通槽；2-2、加压螺杆；2-2-1、外螺纹；2-2-2、光面圆柱凸台；2-3、泄压螺钉；2-4、单向阀；2-5、筒状保护套；3、引电堵头；3-1、引电柱；4、液压油；5、空腔；6、电铸层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施作进一步描述。

如图1~3所示，一种用于电铸制备薄壁无缝金属圆管的芯模，它包括金属圆管1、设于金属圆管1一端的加压单元2、设于金属圆管1另一端的引电堵头3、液压油4；加压单元2包括加压堵头2-1、加压螺杆2-2、泄压螺钉2-3、单向阀2-4、筒状保护套2-5；金属圆管1的外径D=30mm、内径d=28mm、长度L=350mm，材质为304不锈钢；加压堵头2-1呈圆筒状，在其内部同中心轴线地依次设有前螺纹段2-1-1、中部光孔2-1-2、后安装孔2-1-3；加压堵头2-1的壁体内设有“T”型连通槽2-1-4；“T”型连通槽2-1-4的3个出口分别设于加压堵头2-1的后端面、外圆柱表面和中部光孔2-1-2处；加压堵头2-1与金属圆管1的端部密封固定联接；加压螺杆2-2呈圆杆状，在其中部和前端部分别设有外螺纹2-2-1和光面圆柱凸台2-2-2；加压螺杆2-2通过其外螺纹2-2-1和光面圆柱凸台2-2-2可运动地配合安设于加压堵头2-1内；单向阀2-4与后安装孔2-1-3密封固定联接；泄压螺钉2-3可转动地密封联接于“T”型连通槽2-1-4的位于加压堵头2-1外圆柱表面的出口内；引电堵头3与金属圆管1的另一端部密封固定联接；液压油4无空隙无气泡地充盈于中部光孔2-1-2以及由加压堵头2-1、金属圆管1和引电堵头3形成的空腔5内。

引电堵头3上设有引电柱3-1。

引电堵头3为SUS304不锈钢制件。

筒状保护套2-5可拆卸地密封配合联接于加压堵头2-1的外圆柱表面上。

筒状保护套2-5为聚丙烯制件。

本发明的工作原理如下。

计算可得，使芯模中的金属圆管1开始发生塑性变形时的空腔5内液压油压力为=14.13Mpa（

），故当空腔5内的液压油压力P不超过14.13Mpa时，芯模将发生弹性变形。

电铸前，旋转加压螺杆2-2，将中部光孔2-1-2内的液压油经单向阀2-4挤入空腔5内，使空腔5内的液压油压力增至P=12Mpa。此压力下芯模的外径弹性胀大了ΔD≈25.66μm（

）。将该芯模作为阴极置于电铸槽内进行电铸，当电铸层6达到所需厚度时，停止电铸并从电铸槽内取出带有电铸层6的芯模（剖视图如图4（a）所示）。

脱模时，向外旋退泄压螺钉2-3，使空腔5与中部光孔2-1-2通过“T”型连通槽2-1-4得以连通。反向旋转加压螺杆2-2，空腔5内部分液压油经“T”型连通槽2-1-4流回中部光孔2-1-2，这样，芯模空腔5内的液压油压力由P=12Mpa下降为0Mpa，芯模的外径也随之收缩恢复为原始尺寸。此时在芯模与电铸层6之间形成ΔH=ΔD≈25.66μm的脱模间隙（如图4（b）所示），该脱模间隙的存在使得脱模变的非常容易，将电铸层6取下即制得所需薄壁无缝金属圆管。

以上计算公式中涉及的符号含义如下。

σs：金属圆管1材料的屈服强度，E：金属圆管1材料的弹性模量，γ：金属圆管1材料的泊松系数，D：金属圆管1的外径，d：金属圆管1的内径，P：空腔5内的液压油压力。