CN116353042A - 智能化控温调节的pvc管材加工用扩口模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具，涉及PVC管扩口技术领域，本发明中采用内外同步加热结合内扩口‑外检测的扩口方式，具体是以多个扩口片配合旋转动作执行“扩口”动作，此过程中，需要以管材本体扩口过程中的作用时效配合扩口芯柱的传输速度为基础，其目的是：以较低的加热温度为基础，通过延长加热时间提高加热温度，结合到作用时效，避免扩口动作中因为温度过低或温度过高导致影响到扩口实际质量，达到智能控制加热温度的效果，并在扩口芯柱上增设保径端，其目的是对扩口完成的管材本体进行内支撑，避免扩口完成的管材本体在冷却复位过程中出现扩口直径缩小的问题。

Description

智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具

技术领域

本发明涉及PVC管扩口技术领域，具体涉及智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具。

背景技术

PVC管是常见的管道构件，其主要材料成为为聚氯乙烯，并配合添加其他成分，以达到增强耐热性、韧性、延展性等特性，常规的PVC直管管材生产得到的直径相对统一，而在运用PVC管时，需要配合组装要求，会对PVC管材一端或两端位置进行扩口。

对PVC直管管材扩口动作来说，其原理是对PVC直管管材的局部位置进行加热，使局部位置处于不明显熔融状态，再从PVC直管管材内部进行施加向外的扩张力，使PVC直管管材直径增大，具体可参考CN105216294A一种PVC-O管材的扩口装置及扩口方法。

对上述扩口动作来说，首先需要加热PVC直管管材使其呈现“不明显熔融”的软化状态，继而将锥块等结构“推入”到PVC直管管材的软化位置中，此过程需要说明的是：在锥块“推入”动作中，因为锥块主要是从管材的软化位置进行施压，并且锥块的直径大于未扩口的PVC直管管材内径，所以此过程中极易造成PVC管材发生挤压形变，而难以达到扩口的目的。

此外，在对PVC直管管材进行升温时，需要注意的是：若温度过高，会导致PVC直管管材呈现“明显熔融”地过软化状态，导致PVC直管管材出现难以逆转的形变过程，若温度过低，PVC直管管材无法达到足以扩口的软化状态，在“推入”锥块时，极易造成PVC直管管材开裂等问题。

发明内容

发明的目的在于提供智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具，用于解决当前针对PVC管材的扩口过程中，在扩口过程，因为直径的差异，导致处于“熔融”状态的PVC管发生挤压形变，难以达到扩口的目的，并且在加热过程中，因为受到温度的影响，导致PVC管出现形变或开裂的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具，包括底板和管材本体，所述底板上表面左侧位置安装有固定台架，且底板上表面右侧位置滑动安装有活动台，所述底板上表面右侧位置安装有直线电机，所述直线电机的输出端与活动台之间相连接，所述活动台上表面中段位置上安装有轴承座，且活动台上表面左侧位置、右侧位置分别安装有外环架和电动推缸，所述轴承座上设置有呈水平设置的扩口芯柱，所述扩口芯柱、管材本体的圆心点处于同一水平轴线位置上；

所述扩口芯柱左侧位置的圆周外壁上安装有内加热环，且扩口芯柱右侧位置的圆周外壁上设置为保径端，所述扩口芯柱中段位置的圆周外壁上设置有三个扩口片，且扩口芯柱内部设置有扩口连接结构；

所述外环架的设置数量有两个，且外环架的内壁位置上安装有外加热环，两个所述外环架上设置有四个位移检测结构，四个所述位移检测结构分别位于外环架的四个象限点位置上，且位移检测结构包括位移传感器和活动弧压片，所述活动弧压片安装在位移传感器的传动轴末端位置上，两个所述外环架对应位移检测结构的外壁位置上安装有连接套管，所述位移传感器的传动轴在连接套管中为滑动连接；

所述扩口芯柱右侧的圆周外壁位置上安装有皮带盘，所述活动台上安装有伺服电机，所述皮带盘与伺服电机的输出端之间设置有皮带。

进一步设置为：所述扩口连接结构包括中心推杆和三个曲杆，所述中心推杆一端在扩口芯柱内壁中心点位置上为滑动连接，中心推杆与扩口芯柱为转动连接三个所述扩口片沿扩口芯柱的圆心点呈环形阵列设置，所述曲杆的设置位置对应扩口片的设置位置，且曲杆一端在中心推杆上为铰接，所述扩口片靠近中心推杆的内壁中心点位置上安装有连接滑杆，所述连接滑杆在扩口芯柱上为滑动连接。

进一步设置为：所述中心推杆另一端、连接滑杆靠近中心推杆的一端呈球体，所述曲杆另一端、电动推缸传动轴末端分别安装有第二球形套和第一球形套，所述中心推杆上设置有电源线旋转接头，所述电源线旋转接头与内加热环之间为电性连接。

进一步设置为：所述管材本体设置在固定台架上，所述扩口芯柱外直径小于管材本体的内直径上，所述保径端的外直径大于扩口芯柱的内直径。

进一步设置为：所述外加热环内直径大于保径端的外直径，所述活动弧压片的横截面呈椭圆形，且活动弧压片靠近管材本体的内壁呈弧状，所述活动弧压片内壁与管材本体外壁表面之间相切；

所述内加热环设置位置位于扩口片的左侧位置，所述扩口片的设置位置与两个外加热环的设置位置相对应。

进一步设置为：所述位移传感器传动轴位于连接套管中的圆周外壁位置上安装有挡板，所述挡板上侧位置上安装有缓冲弹簧。

所述扩口模具在使用过程中，包括数据收集、数据分析计算和交互分控三个模块，具体包括如下步骤：

步骤一：数据收集模块中，采集外加热环的加热温度

、内加热环的加热温度

、伺服电机带动扩口芯柱的旋转速度Vn、直线电机带动活动台向左侧方向移动的传输 速度Vo、位移传感器的距离变化

、两个外加热环之间的径向距离Lo以及管材本体中的 扩口总长度L；

步骤二：将数据收集模块中采集到的信息传输到数据分析计算模块中，并在数据分析计算模块中构建管材本体扩口动作中的温升公式：

，其中

为管材本体中热容量与导热系数的 乘积数值，

、传输速度Vo、旋转速度Vn为定值，

为保径端与管材本体半径差绝对数值， T前为外加热环对管材本体的加热前驱时间点值，T后为外加热环对管材本体的加热后驱时 间点值，▽T为对管材本体进行扩口的实时温度，其中的

＜

，其中

为外 加热环对管材本体的加热总时间，建立位移传感器的作用时效公式：

；

步骤三：交互分控模块以数据分析计算模块中得到的数据，执行如下动作：

S：根据扩口总长度L与径向距离Lo，将外加热环的运动过程分为i个周期，

，i取自然整数，i=1、2、3、4…i-1，步骤二中外加热环的加热过程作用在每个周 期中，直线电机驱动活动台向左侧移动，使扩口片的右侧与管材本体右侧相齐平，此处位置 为扩口动作中的初始位置，标定为第一周期，并同步启动外加热环、内加热环提供

和

的加热温度，首先启动伺服电机带动扩口芯柱同步旋转，此中的内加热环为预热段，外 加热环为升温段；

S2：在S1动作中的初始位置时间点为T前，标定此初始位置的时间点T前=0，并同步 启动电动推缸，带动三个扩口片同步向外部扩张，直至扩口片外表面与保径端外曲面之间 相匹配，直至位移传感器中显示的数值为

；

S3：在S2动作中，以直线电机带动活动台以传输速度Vo向左侧移动，设置管材本体 最佳扩口状态，最佳扩口状态中：

小于或等于传输速度Vo，具体包括如下阶段：

1）以S1中的初始位置为起点，活动台向左侧移动，移动距离为Lo，此阶段中的外加 热环由第一周期移动到第二周期中，通过数据收集模块采集位于第二周期中的位移传感器 的距离变化

和作用时效公式

，第二周期中的T前=0，直至满足

小于或等于传输 速度Vo；

2）在1）阶段中，外加热环停留在管材本体中第二周期位置上的时间为

，若在进入到第二周期中未满足

小于或等于传输速度Vo，直线电机中断运 行，外加热环持续对管材本体进行升温加热，直至满足

小于或等于传输速度Vo，此状态 下的加热温度：

，若在进入到第二周期中满足

小 于或等于传输速度Vo，直线电机7持续运动，带动外加热环移动到第三周期位置上，此状态 下的加热温度：

；

3）在满足

小于或等于传输速度Vo后，以直线电机7继续带动活动台向左侧移 动到第三周期位置上，重复执行上述的1）~2）阶段；

S4：在执行S3动作后，随着扩口芯柱持续向左移动时，保径端移动到完成扩口动作的管材本体内部，对扩口后的管材本体进行保径。

本发明具备下述有益效果：

1、本发明首先对扩口结构做出优化，具体表现在是以多个扩口片进行扩张，达到调节扩口直径的目的，并且配合到扩口芯柱的旋转动作，使多个扩口片可以均匀地作用在管材本体内壁位置上，达到均匀扩口的目的，并且同步增设保径端，其目的是：对完成扩口的管材本体进行内支撑，避免因为扩口后的管材本体因为冷却导致出现扩口直径缩短的问题；

2、并对扩口动作的加热方式做出优化，具体表现为：采用内外相结合的加热方式，此中的内加热环为预热端，外加热环为升温端，其目的配合扩口芯柱的活动过程，首先以内加热环对管材本体进行预热，并且设置内加热环、外加热环的加热温度相对较低，避免在扩口芯柱移动时，内加热环、外加热环直接导致PVC管材出现过软化的问题，具体需依赖于温升公式，配合内加热环、外加热环的加热温度，以及内加热环、外加热环对管材本体的加热时间，达到调节温度的作用；

3、结合上述第2点中所述的内容，增设由数据收集、数据分析计算和交互分控组成的智能控制系统，其运行基础是以扩口动作时位移传感器中的作用时效，具体为：内加热环、外加热环停留过程中，在满足管材本体的最佳扩口状态下，继而配合扩口芯柱的移动，其最终目的是：避免加热时间过长导致管材本体出现过软化的状态，以及避免加热温度不够导致管材本体难以扩口，从而产生管材本体发生不可逆转的形变过程以及扩口动作时出现破裂的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具的结构示意图；

图2为本发明提出的智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具中管材本体部件的剖切图；

图3为本发明提出的智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具中扩口芯柱部件的剖切图；

图4为本发明提出的智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具扩口芯柱部件的剖视图；

图5为本发明提出的智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具中外环架部件的结构示意图；

图6为本发明提出的智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具中运行框图。

图中：1、底板；2、固定台架；3、管材本体；4、轴承座；5、皮带盘；6、电动推缸；7、直线电机；8、活动台；9、扩口芯柱；10、内加热环；11、扩口片；12、皮带；13、伺服电机；14、中心推杆；15、第一球形套；16、连接滑杆；17、第二球形套；18、曲杆；19、电源线旋转接头；20、外加热环；21、保径端；22、连接套管；23、活动弧压片；24、位移传感器；25、外环架；26、挡板；27、缓冲弹簧。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

对当前PVC管材的扩口工作来说，其原理是：对PVC管材进行加热达到软化的效果，再以扩口锥等结构对PVC管材进行施压，从而达到扩大管径的目的，但是在此过程，在锥块“推入”动作中，因为锥块主要是从管材的软化位置进行施压，并且锥块的直径大于未扩口的PVC管内径，所以此过程中极易造成PVC管材发生挤压形变，而难以达到扩口的目，为此提出了如下的技术方案：

参照图1~5，本实施例中的智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具，包括底板1和管材本体3，底板1上表面左侧位置安装有固定台架2，且底板1上表面右侧位置滑动安装有活动台8，底板1上表面右侧位置安装有直线电机7，直线电机7的输出端与活动台8之间相连接，活动台8上表面中段位置上安装有轴承座4，且活动台8上表面左侧位置、右侧位置分别安装有外环架25和电动推缸6，轴承座4上设置有呈水平设置的扩口芯柱9，扩口芯柱9、管材本体3的圆心点处于同一水平轴线位置上；

扩口芯柱9左侧位置的圆周外壁上安装有内加热环10，且扩口芯柱9右侧位置的圆周外壁上设置为保径端21，扩口芯柱9中段位置的圆周外壁上设置有三个扩口片11，且扩口芯柱9内部设置有扩口连接结构；

外环架25的设置数量有两个，且外环架25的内壁位置上安装有外加热环20，两个外环架25上设置有四个位移检测结构，四个位移检测结构分别位于外环架25的四个象限点位置上，且位移检测结构包括位移传感器24和活动弧压片23，活动弧压片23安装在位移传感器24的传动轴末端位置上，两个外环架25对应位移检测结构的外壁位置上安装有连接套管22，位移传感器24的传动轴在连接套管22中为滑动连接，扩口芯柱9右侧的圆周外壁位置上安装有皮带盘5，活动台8上安装有伺服电机13，皮带盘5与伺服电机13的输出端之间设置有皮带12。

扩口连接结构包括中心推杆14和三个曲杆18，中心推杆14一端在扩口芯柱9内壁中心点位置上为滑动连接，三个扩口片11沿扩口芯柱9的圆心点呈环形阵列设置，曲杆18的设置位置对应扩口片11的设置位置，且曲杆18一端在中心推杆14上为铰接，扩口片11靠近中心推杆14的内壁中心点位置上安装有连接滑杆16，连接滑杆16在扩口芯柱9上为滑动连接，中心推杆14另一端、连接滑杆16靠近中心推杆14的一端呈球体，曲杆18另一端、电动推缸6传动轴末端分别安装有第二球形套17和第一球形套15，中心推杆14上设置有电源线旋转接头19，电源线旋转接头19与内加热环10之间为电性连接，管材本体3设置在固定台架2上，扩口芯柱9外直径小于管材本体3的内直径上，保径端21的外直径大于扩口芯柱9的内直径。

外加热环20内直径大于保径端21的外直径，活动弧压片23的横截面呈椭圆形，且活动弧压片23靠近管材本体3的内壁呈弧状，活动弧压片23内壁与管材本体3外壁表面之间相切；

内加热环10设置位置位于扩口片11的左侧位置，扩口片11的设置位置与两个外加热环20的设置位置相对应，位移传感器24传动轴位于连接套管22中的圆周外壁位置上安装有挡板26，挡板26上侧位置上安装有缓冲弹簧27。

在上述内容中，具体包括如下优点：

优点一：本实施例采用的内外结合的加热方式，其中的内加热环10为预热段，外加热环20为升温端，并且二者的实际温度较低，以不同的PVC管材来说，其中某种PVC管材的软化温度为100℃，那么二者的实际温度低于100℃，其中的内加热环10是对管材本体3进行充分预热，但是未达到软化时所需的温度，并且内外结合的加热方式，可以使管材本体3里外两层位置充分受热，为此进一步限制了内加热环10、扩口片11和外加热环20的设置位置，避免单方面升温时造成的扩口不均匀；

优点二：本实施例中的扩口动作时以三个扩口片11为基础，通过电动推缸6带动中心推杆14向左侧移动，通过配合曲杆18、第二球形套17，使扩口片11向外部扩张，并使扩口片11的最大扩张位置与保径端21外曲面相匹配，从而可以满足不同的扩口要求，并且配合伺服电机13带动扩口芯柱9进行旋转，以三个扩口片11匀速旋转，从而起到均匀地对管材本体3进行扩口，在上述过程中，需要进一步解释的：为了降低PVC管材与扩口片11之间的摩擦力，可以在二者之间施加润滑油等介质，避免出现因为摩擦力较大导致PVC管材被拧破、拧成褶皱等问题，具体是以实际运行过程而定。

上述中需要说明的是：扩口芯柱9处于旋转状态，在理论上，中心推杆14因为布设的曲杆18等结构，会随着扩口芯柱9同步旋转，为此在中心推杆14与电动推缸6增设第一球形套15，使扩口芯柱9的旋转动作不会干涉到电动推缸6；

优点三：配合优点二，此中的保径端21配合完成扩口的管材本体3，其目的是对完成扩口的管材本体3内壁位置进行内支撑，而且保径端21也会同步配合旋转，避免扩口完成的管材本体3因为冷却复位导致扩口位置的直径有所降低，而且需要说明的是：此中中保径端21需要以扩口片11的扩张直径而安装。

实施例二

本实施例是对实施例一中提出的技术特征，优化出如下的智能控制系统，具体如下：

参照图6，扩口模具在使用过程中，包括数据收集、数据分析计算和交互分控三个模块，具体包括如下步骤：

步骤一：数据收集模块中，采集外加热环20的加热温度

、内加热环10的加热温 度

、伺服电机13带动扩口芯柱9的旋转速度Vn、直线电机7带动活动台8向左侧方向移动 的传输速度Vo、位移传感器24的距离变化

、两个外加热环20之间的径向距离Lo以及管 材本体3中的扩口总长度L；

步骤二：将数据收集模块中采集到的信息传输到数据分析计算模块中，并在数据分析计算模块中构建管材本体3扩口动作中的温升公式：

，其中

为管材本体3中热容量与导热系数 的乘积数值，

、传输速度Vo、旋转速度Vn为定值，

为保径端21与管材本体3半径差绝对 数值，T前为外加热环20对管材本体3的加热前驱时间点值，T后为外加热环20对管材本体3 的加热后驱时间点值，▽T为对管材本体3进行扩口的实时温度，其中的

＜

，其中

为外加热环20对管材本体3的加热总时间，建立位移传感器24的作用时效公 式：

；

步骤三：交互分控模块以数据分析计算模块中得到的数据，执行如下动作：

S1：根据扩口总长度L与径向距离Lo，将外加热环20的运动过程分为i个周期，

，i取自然整数，i=1、2、3、4…i-1，步骤二中外加热环20的加热过程作用在每个 周期中，直线电机7驱动活动台8向左侧移动，使扩口片11的右侧与管材本体3右侧相齐平， 此处位置为扩口动作中的初始位置，标定为第一周期，并同步启动外加热环20、内加热环10 提供

和

的加热温度，首先启动伺服电机13带动扩口芯柱9同步旋转，此中的内加热 环10为预热段，外加热环20为升温段；

S2：在S1动作中的初始位置时间点为T前，标定此初始位置的时间点T前=0，并同步 启动电动推缸6，带动三个扩口片11同步向外部扩张，直至扩口片11外表面与保径端21外曲 面之间相匹配，直至位移传感器24中显示的数值为

；

S3：在S2动作中，以直线电机7带动活动台8以传输速度Vo向左侧移动，设置管材本 体3最佳扩口状态，最佳扩口状态中：

小于或等于传输速度Vo，具体包括如下阶段：

1）以S1中的初始位置为起点，活动台8向左侧移动，移动距离为Lo，此阶段中的外 加热环20由第一周期移动到第二周期中，通过数据收集模块采集位于第二周期中的位移传 感器24的距离变化

和作用时效公式

，第二周期中的T前=0，直至满足

小于或等 于传输速度Vo；

2）在1阶段中，外加热环20停留在管材本体3中第二周期位置上的时间为

，若在进入到第二周期中未满足

小于或等于传输速度Vo，直线电机7中断 运行，外加热环20持续对管材本体3进行升温加热，直至满足

小于或等于传输速度Vo， 此状态下的加热温度：

，若在进入到第二周期中满足

小于或等于传输速度Vo，直线电机7持续运动，带动外加热环20移动到第三周期位置 上，此状态下的加热温度：

；

3）在满足

小于或等于传输速度Vo后，以直线电机7继续带动活动台8向左侧移 动到第三周期位置上，重复执行上述的1~2阶段；

S4：在执行S3动作后，随着扩口芯柱9持续向左移动时，保径端21移动到完成扩口动作的管材本体3内部，对扩口后的管材本体3进行保径。

其优点是：本实施例需要说明的是：与常规控制温度的方式有所不同的是，因为温 度的变化幅度难以精确掌握，为此提出了

这样温度估 算公式，主要是以外加热环20和内加热环10的基础温度为基础，并需要解释的是：若外加热 环20长期停留在管材位置上，其管材温度有所小幅度的上升，具体是参考温升公式，但是本 实施例中的温升公式需要以

为大致估算公式；

并配合到扩口动作过程中的位移变化，通过计算得到

，配合到传输速度Vo，具 体如上述内容中的S1~S3，使外加热环20在管材本体3上可以停留一段时间，保证充分软化 并扩口。

综上：采用内外同步加热结合内扩口-外检测的扩口方式，具体是以多个扩口片配合旋转动作执行“扩口”动作，此过程中，需要以管材本体扩口过程中的作用时效配合扩口芯柱的传输速度为基础，其目的是：以较低的加热温度为基础，通过延长加热时间提高加热温度，结合到作用时效，避免扩口动作中因为温度过低或温度过高导致影响到扩口实际质量，达到智能控制加热温度的效果，并在扩口芯柱上增设保径端，其目的是对扩口完成的管材本体进行内支撑，避免扩口完成的管材本体在冷却复位过程中出现扩口直径缩小的问题。

以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具，包括底板（1）和管材本体（3），其特征在于，所述底板（1）上表面左侧位置安装有固定台架（2），且底板（1）上表面右侧位置滑动安装有活动台（8），所述底板（1）上表面右侧位置安装有直线电机（7），所述直线电机（7）的输出端与活动台（8）之间相连接，所述活动台（8）上表面中段位置上安装有轴承座（4），且活动台（8）上表面左侧位置、右侧位置分别安装有外环架（25）和电动推缸（6），所述轴承座（4）上设置有呈水平设置的扩口芯柱（9），所述扩口芯柱（9）、管材本体（3）的圆心点处于同一水平轴线位置上；

所述扩口芯柱（9）左侧位置的圆周外壁上安装有内加热环（10），且扩口芯柱（9）右侧位置的圆周外壁上设置为保径端（21），所述扩口芯柱（9）中段位置的圆周外壁上设置有三个扩口片（11），且扩口芯柱（9）内部设置有扩口连接结构；

所述外环架（25）的设置数量有两个，且外环架（25）的内壁位置上安装有外加热环（20），两个所述外环架（25）上设置有四个位移检测结构，四个所述位移检测结构分别位于外环架（25）的四个象限点位置上，且位移检测结构包括位移传感器（24）和活动弧压片（23），所述活动弧压片（23）安装在位移传感器（24）的传动轴末端位置上，两个所述外环架（25）对应位移检测结构的外壁位置上安装有连接套管（22），所述位移传感器（24）的传动轴在连接套管（22）中为滑动连接；所述扩口芯柱（9）右侧的圆周外壁位置上安装有皮带盘（5），所述活动台（8）上安装有伺服电机（13），所述皮带盘（5）与伺服电机（13）的输出端之间设置有皮带（12）。

2.根据权利要求1所述的智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具，其特征在于，所述扩口连接结构包括中心推杆（14）和三个曲杆（18），所述中心推杆（14）一端在扩口芯柱（9）内壁中心点位置上为滑动连接，且中心推杆（14）与扩口芯柱（9）为转动连接，三个所述扩口片（11）沿扩口芯柱（9）的圆心点呈环形阵列设置，所述曲杆（18）的设置位置对应扩口片（11）的设置位置，且曲杆（18）一端在中心推杆（14）上为铰接，所述扩口片（11）靠近中心推杆（14）的内壁中心点位置上安装有连接滑杆（16），所述连接滑杆（16）在扩口芯柱（9）上为滑动连接。

3.根据权利要求2所述的智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具，其特征在于，所述中心推杆（14）另一端、连接滑杆（16）靠近中心推杆（14）的一端呈球体，所述曲杆（18）另一端、电动推缸（6）传动轴末端分别安装有第二球形套（17）和第一球形套（15），所述中心推杆（14）上设置有电源线旋转接头（19），所述电源线旋转接头（19）与内加热环（10）之间为电性连接。

4.根据权利要求1所述的智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具，其特征在于，所述管材本体（3）设置在固定台架（2）上，所述扩口芯柱（9）外直径小于管材本体（3）的内直径上，所述保径端（21）的外直径大于扩口芯柱（9）的内直径。

5.根据权利要求1所述的智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具，其特征在于，所述外加热环（20）内直径大于保径端（21）的外直径，所述活动弧压片（23）的横截面呈椭圆形，且活动弧压片（23）靠近管材本体（3）的内壁呈弧状，所述活动弧压片（23）内壁与管材本体（3）外壁表面之间相切；

所述内加热环（10）设置位置位于扩口片（11）的左侧位置，所述扩口片（11）的设置位置与两个外加热环（20）的设置位置相对应。

6.根据权利要求1所述的智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具，其特征在于，所述位移传感器（24）传动轴位于连接套管（22）中的圆周外壁位置上安装有挡板（26），所述挡板（26）上侧位置上安装有缓冲弹簧（27）。

7.如权利要求1~6任一项所述的智能化控温调节的PVC管材加工用扩口模具，其特征在于，所述扩口模具在使用过程中，包括数据收集、数据分析计算和交互分控三个模块，具体包括如下步骤：

步骤一：数据收集模块中，采集外加热环（20）的加热温度

、内加热环（10）的加热温度/>

、伺服电机（13）带动扩口芯柱（9）的旋转速度Vn、直线电机（7）带动活动台（8）向左侧方向移动的传输速度Vo、位移传感器（24）的距离变化/>

、两个外加热环（20）之间的径向距离Lo以及管材本体（3）中的扩口总长度L；

步骤二：将数据收集模块中采集到的信息传输到数据分析计算模块中，并在数据分析计算模块中构建管材本体（3）扩口动作中的温升公式：

，其中/>

为管材本体（3）中热容量与导热系数的乘积数值，/>

、传输速度Vo、旋转速度Vn为定值，/>

为保径端（21）与管材本体（3）半径差绝对数值，T前为外加热环（20）对管材本体（3）的加热前驱时间点值，T后为外加热环（20）对管材本体（3）的加热后驱时间点值，▽T为对管材本体（3）进行扩口的实时温度，其中的/>

＜

，其中/>

为外加热环（20）对管材本体（3）的加热总时间，建立位移传感器（24）的作用时效公式：/>

；

步骤三：交互分控模块以数据分析计算模块中得到的数据，执行如下动作：

S1：根据扩口总长度L与径向距离Lo，将外加热环（20）的运动过程分为i个周期，

，i取自然整数，i=1、2、3、4…i-1，步骤二中外加热环（20）的加热过程作用在每个周期中，直线电机（7）驱动活动台（8）向左侧移动，使扩口片（11）的右侧与管材本体（3）右侧相齐平，此处位置为扩口动作中的初始位置，标定为第一周期，并同步启动外加热环（20）、内加热环（10）提供/>

和/>

的加热温度，首先启动伺服电机（13）带动扩口芯柱（9）同步旋转，此中的内加热环（10）为预热段，外加热环（20）为升温段；

S2：在S1动作中的初始位置时间点为T前，标定此初始位置的时间点T前=0，并同步启动电动推缸（6），带动三个扩口片（11）同步向外部扩张，直至扩口片（11）外表面与保径端（21）外曲面之间相匹配，直至位移传感器（24）中显示的数值为

；

S3：在S2动作中，以直线电机（7）带动活动台（8）以传输速度Vo向左侧移动，设置管材本体（3）最佳扩口状态，最佳扩口状态中：

小于或等于传输速度Vo，具体包括如下阶段：

1）以S1中的初始位置为起点，活动台（8）向左侧移动，移动距离为Lo，此阶段中的外加热环（20）由第一周期移动到第二周期中，通过数据收集模块采集位于第二周期中的位移传感器（24）的距离变化

和作用时效公式/>

，第二周期中的T前=0，直至满足/>

小于或等于传输速度Vo；

2）在1）阶段中，外加热环（20）停留在管材本体（3）中第二周期位置上的时间为

，若在进入到第二周期中未满足/>

小于或等于传输速度Vo，直线电机（7）中断运行，外加热环（20）持续对管材本体（3）进行升温加热，直至满足/>

小于或等于传输速度Vo，此状态下的加热温度：/>

，若在进入到第二周期中满足/>

小于或等于传输速度Vo，直线电机（7）持续运动，带动外加热环（20）移动到第三周期位置上，此状态下的加热温度：/>

；

3）在满足

小于或等于传输速度Vo后，以直线电机（7）继续带动活动台（8）向左侧移动到第三周期位置上，重复执行上述的1）~2）阶段；

S4：在执行S3动作后，随着扩口芯柱（9）持续向左移动时，保径端（21）移动到完成扩口动作的管材本体（3）内部，对扩口后的管材本体（3）进行保径。

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