CN212385949U - 用于生产内螺旋冷却孔管材的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于生产内螺旋冷却孔管材的装置，包括机架、挤压机构、旋转头机构、驱动机构、同步带传动机构和料盘机构；挤压机构包括挤压部件和成型模具，成型模具具有前后贯通的第一型腔，且第一型腔的前段设为直条型段，在直条型段内设有至少一个任意位置截面形状与面积大小均相同的芯杆，挤压部件装在所述成型模具的后端；旋转头机构的旋转头可转动地装在成型模具的前端，旋转头内设有第二型腔并与成型模具的第一型腔同轴对接。本实用新型实现了使用单一模具制造出不同螺距的内螺旋冷却孔管材，从而能够满足各种规格产品的生产需要。

Description

用于生产内螺旋冷却孔管材的装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于生产内螺旋冷却孔管材的装置。

背景技术

内螺旋冷却孔管材，可以用于制造铣刀、钻头等切削加工刀具，使用较为普遍的材质是硬质合金，与传统的无冷却孔、平直冷却孔或Y形冷却孔管材相比，由于采用内螺旋冷却孔管材制作的刀具内部含有螺旋状的冷却孔，可以更加快速、有效地降低切削刃温度，进一步提高刀具寿命，因此用于制造这类刀具的内螺旋冷却孔硬质合金管材市场需求量大。目前, 内螺旋冷却孔硬质合金管材主要通过挤压成型、烧结等工序制作而成，其中挤压成型工序的现有技术是将管材的原料通过活塞杆挤压进入成型模具，成型模具有段成型腔，呈孔状，内壁有若干条沿圆周方向均布的螺旋槽，在成型腔中心处有螺旋状的芯杆，进入成型腔的混合料在螺旋槽的作用下，绕着成型腔中心轴线做螺旋运动，如此，混合料外侧形成带螺旋槽的圆柱状，内侧在螺旋芯杆的作用下形成螺旋状的内孔。现有技术的采用这种制造工艺的装置，其一套模具只能生产单一直径和单一螺距的内螺旋冷却孔硬质合金管材，不能应用于相同直径多种螺距产品的生产。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种用于生产内螺旋冷却孔管材的装置，通过结构改进，可以使用单一模具制造出不同螺距的内螺旋冷却孔管材，从而能够满足各种规格产品的生产需要。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于生产内螺旋冷却孔管材的装置，包括机架、挤压机构、旋转头机构、驱动机构、同步带传动机构和料盘机构；所述挤压机构、驱动机构分别装在机架上，该挤压机构包括挤压部件和成型模具，所述成型模具具有前后贯通的第一型腔，且第一型腔的前段设为直条型段，在直条型段内设有至少一个任意位置截面形状与面积大小均相同的芯杆，所述挤压部件装在所述成型模具的后端以将成型材料由成型模具的后端向前端挤出；所述旋转头机构包括一个旋转头，所述旋转头可转动地装在所述挤压机构的成型模具的前端，所述旋转头内设有第二型腔，所述旋转头的第二型腔与所述成型模具的第一型腔同轴对接，以使由第一型腔进入第二型腔的坯棒内部的直条状内冷却孔通过旋转头的旋转变成螺旋状内冷却孔；所述驱动机构处在挤压机构的侧边，所述驱动机构通过所述同步带传动机构与所述旋转头相联动，以同步带动所述旋转头转动；所述料盘机构设在与所述旋转头的第二型腔的出口相对应的位置处，以用于接纳由旋转头的第二型腔出来的管材。

进一步的，还包括照明机构、图像采集机构和控制机构，所述照明机构、图像采集机构分别装在所述料盘机构的对应于接纳管材的附近位置，所述控制机构分别与照明机构、图像采集机构和驱动机构电连接；所述旋转头机构还包括一刻针，所述刻针对应在所述旋转头的第二型腔的出口处，以对挤出的管材进行刻线处理；所述图像采集机构通过照明机构的光照采集带刻线管材的图像信息发送给控制机构，由控制机构算出管材的螺旋角，并与预置的螺旋角进行比较，通过驱动机构实时调整所述旋转头的转速来获得螺旋角符合用户需求的内螺旋冷却孔管材。

所述挤压机构还包括活塞缸、芯杆固定架和芯杆座，所述挤压部件为活塞杆，所述活塞缸通过螺钉固定在机架上，所述活塞杆位于活塞缸的里面，芯杆固定架安装在成型模具前端部，所述芯杆为沿模具轴线方向线性延伸且截面积相同或截面积呈减小趋势的细长杆，芯杆在成型模具的第一型腔内的直条型段为任意位置截面形状与面积大小均相同的直杆，设置在芯杆座前端，芯杆座用圆螺母固定在芯杆固定架中心处。

所述旋转头机构还包括固定座、刻针座和光电开关，所述旋转头安装在向心轴承中，旋转头与向心轴承内孔配合，向心轴承安装在固定座中，向心轴承外圈与固定座内孔配合，固定座用螺钉安装在成型模具的出口端，成型模具出口与固定座内孔同轴配合，平面轴承安装在旋转头入口端端部，密封圈安装于旋转头端部的沟槽中，平键一安装在旋转头的键槽中，刻针座安装在固定座侧部，所述刻针安装在所述刻针座上，侧部用螺钉锁紧，光电开关安装在刻针座另一侧。

所述驱动机构包括伺服电机和电机固定板，所述伺服电机用螺钉固定在电机固定板上，电机固定板用螺钉固定在挤压机构出口侧法兰上，平键二安装在伺服电机输出轴的键槽上，大平垫用螺钉固定在伺服电机输出轴端部。

所述同步带传动机构包括小同步带轮、大同步带轮和同步带，小同步带轮安装在伺服电机的输出轴上，大同步带轮安装在所述旋转头出口端，轴端锁紧螺母安装在旋转头出口端，用于将大同步带轮固定在旋转头上，大同步带轮和小同步带轮用同步带连接，形成同步带传动结构。

所述料盘机构包括料盘和料盘放置架，所述料盘放置于旋转头单元出口侧下端，料盘下端为料盘放置架。

所述照明机构包括固定块一、光源、倾斜调整块一、连接板一、固定块二、扭转调整块、连接板二、俯仰调整块一、上下位置调整块一和左右位置调整块一；照明机构安装于所述料盘放置架上端横杆上，固定块一有两个，安装在光源两端，倾斜调整块一有两个，分别安装在固定块一外侧端面上，连接板一安装在倾斜调整块一侧部，固定块二安装在连接板一朝向光源侧的上下两端，扭转调整块有两个，分别安装在固定块二上下两端，连接板二安装在俯仰调整块一侧部，上下位置调整块一安装在俯仰调整块一另一侧，左右位置调整块一的一端与上下位置调整块一连接，另一端固定在料盘放置架上端的横杆上，倾斜调整块一、扭转调整块和俯仰调整块一利用环形槽孔来调整朝向，上下位置调整块一和左右位置调整块一通过板上的条形孔来调整位置，照明机构通过调整光源的位置和光束照射方向，优化管材的照明效果，使得图像呈现效果最佳。

所述图像采集机构包括镜头、相机、连接板三、固定块三、倾斜调整块二、连接板四、俯仰调整块二、连接板五、上下位置微调块、连接板六、限位块、上下位置调整块二、左右位置调整块二和导向块；所述图像采集机构安装于料盘放置架上端横杆上，镜头安装在相机上，相机安装在连接板三上，连接板三安装有两个固定块三，倾斜调整块二有两个，安装在固定块三两侧，连接板四安装在两倾斜调整块二的中间，俯仰调整块二安装在连接板四上，连接板五安装在俯仰调整块二另一侧，上下位置微调块安装在连接板五上侧，连接六安装在上下位置微调块另一侧，限位块有两个，分别安装在连接板六上下两端，导向块安装在连接板六侧部，上下位置调整块二安装在连接板六另一侧，左右位置调整块二安装在上下位置调整块二上端，左右位置调整块二安装在料盘固定架上端横杆上，倾斜调整块二和俯仰调整块二利用环形槽孔来调整朝向，上下位置微调块、上下位置调节板二和左右位置调节板二通过板上的条形孔来调整位置，图像采集机构通过调整相机的拍摄位置和聚焦距离，以获取清晰的管材图像。

所述的控制机构包括计算机、电控柜、触摸屏、带灯按钮一、带灯按钮二、选择开关、空气开关、马达开关、伺服驱动器、变压器、可编程控制器、继电器和开关电源，空气开关、马达开关、伺服驱动器、变压器、可编程控制器、继电器和开关电源分别安装在电控柜内部安装板上，触摸屏、带灯按钮一、带灯按钮二和选择开关安装在电控柜前面板上，可编程控制器通过数据线与触摸屏的数据接口连接，空气开关的输入端与工业三相电源连接，空气开关的输出端引出四条支路，一路引出三根火线作为三相380V交流电源的输出，与变压器的初级线圈连接，变压器的次级线圈与马达开关的电源输入端连接，马达开关的电源输出端与伺服驱动器的主回路电源输入接口连接，空气开关的另三路分别引出一根火线和一根零线作为三路220V交流电源的输出，其中两个支路分别与可编程控制器的电源输入端和开关电源的电源输入端连接，另一路与继电器的开关端子、伺服驱动器的使能接口形成串联连接，开关电源的输出端引出四个支路，第一支路与触摸屏的电源输入端相连接作为触摸屏的电源，第二支路与带灯按钮一的开关端子、可编程控制器的数字量输入端形成串联连接，第三支路与带灯按钮二的开关端子、可编程控制器的数字量输入端形成串联连接，第四支路与选择开关的开关端子、可编程控制器的数字量输入端形成串联连接，带灯按钮一的显示灯端子与可编程控制器的数字量输出端形成串联连接，带灯按钮二的显示灯端子与可编程控制器的数字量输出端形成串联连接，继电器的线圈端子与可编程控制器的数字量输出端形成串联连接，带灯按钮一用于启动控制系统，带灯按钮二用于停止控制系统，选择开关用于进行手动/自动控制模式切换，可编程控制器的高速脉冲输出端与伺服驱动器的脉冲指令输入端连接，伺服驱动器的伺服电机连接端子与伺服电机电源线连接，编码器连接端子与伺服电机的编码器线连接。

所述的相机通过数据线与控制机构中的计算机连接，计算机用数据线与可编程控制器连接，光电开关与可编程控制器的数字量输入端连接。

所述管材的原料由活塞缸内的活塞杆挤至挤压单元前端的成型模具内，在成型模具出口端的直段内形成具有平直冷却孔的坯棒，同时坯棒经由成型模具进入旋转头单元，旋转头带动坯棒扭转，从而形成具有内螺旋冷却孔的管材，管材由旋转头被挤出来时，刻针在管材上刻出一条螺旋线，光电开关一旦检测到管材挤出，即时发送信号给可编程控制器，可编程控制器接受到信号后立即启动相机开始采集管材图像，获取的管材螺旋线图像传输到计算机中，计算机将获得的管材螺旋线图像数据进行处理，算出管材的螺旋角α并将数据传输到可编程控制器中，可编程控制器将获得的螺旋角α数值与用户设置的螺旋角α1数值进行对比，根据对比结果来调整发送给伺服驱动器的脉冲指令，再由伺服驱动器调整伺服电机的转速，如此通过不断地实时采集管材螺旋线的图像数据和调整伺服电机转速来获得螺旋角α符合用户需求的内螺旋冷却孔管材。

所述转速匹配公式如下：若管材转速为N(转/分钟)，管材挤出速度为V(毫米/秒),管材螺旋线螺距为L(mm)，管材直径为D(mm)，则有：L＝πD*tgα，又tgα＝V/(NπD/60)，由于管材直径和管材挤出速度设置值保持恒定，只要通过管材转速调整来保证螺旋角α恒定，则管材螺距L恒定。

此外，挤压单元、旋转头单元、驱动单元、同步带传动单元、料盘机构、照明单元、图像采集单元和控制单元这八个部分共同构成一个闭环控制回路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.采用旋转头扭转管材，通过调整旋转头的转速，一套模具可制作出同一直径不同螺距的内冷却孔，有效消除一套模具只能生产单一直径单一螺距规格管材的缺陷。

2.采用实时采集管材螺旋角α的信息并相应调整伺服电机的转速的控制方式，不仅可有效保证管材成品螺旋角α的精确度和生产的稳定性，而且可以生产变螺距的内冷却孔管材。

3.采用内螺旋冷却孔管材制作的刀具内部含有螺旋状的冷却孔，在保证刚性不降低的前提下，刀具的螺旋槽可以更深，从而使得刀具的排屑更加顺畅，同时由于冷却孔可以做得更大，提升冷却液流量，从而可以更加快速、有效地降低切削刃温度，最终大幅提高刀具寿命。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种用于生产内螺旋冷却孔管材的装置不局限于实施例。

附图说明

图1是本实用新型的实施例的整体组成示意图；

图2是本实用新型的实施例的主体结构(未含控制机构)示意图；

图3是图1中的B向示意图；

图4是沿图1中的A-A线的局部剖视图一；

图5是沿图1中的A-A线的局部剖视图二；

图6是本实用新型的实施例的照明单元的结构示意图；

图7是图6中的C向示意图；

图8是本实用新型的实施例的图像采集单元的结构示意图；

图9是图8中的D向示意图；

图10是本实用新型的实施例的电控柜内部安装板组件安装位置示意图。

图中，1.机架；2.挤压单元；201.活塞缸；202.成型模具；203.芯杆固定架；204. 芯杆；205.芯杆座；206.活塞杆；207.圆螺母；208.法兰；3.旋转头单元；301.平面轴承；302.密封圈；303.旋转头；304.向心轴承；305.固定座；306.平键一；307. 刻针座；308.刻针；309.光电开关；4.驱动单元；401.伺服电机；402.电机固定板；403. 平键二；404.大平垫；5.同步带传动单元；501.小同步带轮；502.同步带；503.大同步带轮；504.轴端锁紧螺母；6.料盘机构；601.料盘放置架；602.料盘；7.照明单元； 701.光源；702.固定块一；703.倾斜调整块一；704.连接板一；705.固定块二；706. 扭转调整块；707.连接板二；708.俯仰调整块一；709.上下位置调整块一；710.左右位置调整块一；8.图像采集单元；801.镜头；802.相机；803.连接板三；804.固定块三； 805.倾斜调整块二；806.连接板四；807.俯仰调整块二；808.连接板五；809.上下位置微调块；810.连接板六；811.限位块；812.上下位置调整块二；813.左右位置调整块二；814.导向块；9.控制单元；901.计算机；902.电控柜；903.触摸屏；904.带灯按钮一；905.带灯按钮二；906.选择开关；907.空气开关；908.马达开关；909.伺服驱动器；910.变压器；911.继电器；912.可编程控制器；913.开关电源。

具体实施方式

实施例

参见图1至图9所示，本实用新型的一种用于生产内螺旋冷却孔管材的装置，包括机架 1、挤压机构2、旋转头机构3、驱动机构4、同步带传动机构5和料盘机构6；所述挤压机构2、驱动机构4分别装在机架1上，该挤压机构2包括挤压部件和成型模具202，所述成型模具202具有前后贯通的第一型腔，且第一型腔的前段设为直条型段，在直条型段内设有至少一个任意位置截面形状与面积大小均相同的芯杆204，所述挤压部件装在所述成型模具202的后端以将成型材料由成型模具202的后端向前端挤出；所述旋转头机构3包括一个旋转303头，所述旋转头303可转动地装在所述挤压机构2的成型模具202的前端，所述旋转头303内设有第二型腔，所述旋转头303的第二型腔与所述成型模具202的第一型腔同轴对接，以使由第一型腔进入第二型腔的坯棒内部的直条状内冷却孔通过旋转头303的旋转变成螺旋状内冷却孔；所述驱动机构4处在挤压机构2的侧边，所述驱动机构4通过所述同步带传动机构5与所述旋转头303相联动，以同步带动所述旋转头303转动；所述料盘机构6 设在与所述旋转头303的第二型腔的出口相对应的位置处，以用于接纳由旋转头303的第二型腔出来的管材。

进一步的，还包括照明机构7、图像采集机构8和控制机构9，所述照明机构7、图像采集机构8分别装在所述料盘机构6的对应于接纳管材的附近位置，所述控制机构9分别与照明机构7、图像采集机构8和驱动机构4电连接；所述旋转头机构3还包括一刻针308，所述刻针308对应在所述旋转头303的第二型腔的出口处，以对挤出的管材进行刻线处理；所述图像采集机构8通过照明机构7的光照采集带刻线管材的图像信息发送给控制机构9，由控制机构9算出管材的螺旋角，并与预置的螺旋角进行比较，通过驱动机构4实时调整所述旋转头303的转速来获得螺旋角符合用户需求的内螺旋冷却孔管材。

如图1、2所示，挤压单元2、旋转头单元3、驱动单元4、同步带传动单元5、料盘机构6、照明单元7、图像采集单元8和控制单元9这八个部分共同构成一个闭环控制回路。

如图3、4所示，所述挤压机构2还包括活塞缸201、芯杆固定架203和芯杆座205，所述挤压部件为活塞杆206，所述活塞缸201通过螺钉固定在机架1上，挤压单元2的活塞杆206位于活塞缸201的里面，芯杆固定架203安装在成型模具202前端部，芯杆204为若干条沿模具轴线方向线性延伸且截面积相同或截面积呈减小趋势的细长杆，芯杆204在成型模具202出口端的直段内为任意位置截面形状与面积大小均相同的直杆，设置在芯杆座205 前端，芯杆座205用圆螺母207固定在芯杆固定架203中心处。

如图3-5所示，所述旋转头机构3还包括固定座305、刻针座307和光电开关309，所述旋转头单元3固定在成型模具202出口端，旋转头303安装在向心轴承304中，旋转头 303与向心轴承304内孔配合，向心轴承304安装在固定座305中，向心轴承304外圈与固定座305内孔配合，固定座305用螺钉安装在成型模具202出口端，成型模具202出口与固定座305内孔同轴配合，平面轴承301安装在旋转头303入口端端部，密封圈302安装于所述旋转头303端部的沟槽中，平键一306安装在旋转头303的键槽中，刻针座307安装在固定座305侧部，刻针308安装在刻针座307上，侧部用螺钉锁紧，光电开关309安装在刻针座307另一侧。

如图4所示，所述驱动机构4包括伺服电机401和电机固定板402，所述驱动单元4安装在挤压单元2出口侧，伺服电机401用螺钉固定在电机固定板402上，电机固定板402 用螺钉固定在挤压单元2出口侧法兰208上，平键二403安装在伺服电机401输出轴的键槽上，大平垫404用螺钉固定在伺服电机(401)输出轴端部。

如图4所示，所述同步带传动机构5包括小同步带轮501、大同步带轮503和同步带502，所述同步带传动单元5与伺服电机401相连接，其中小同步带轮501安装在伺服电机401的输出轴上，大同步带轮503和小同步带轮501用同步带502连接，形成同步带传动结构；大同步带轮503安装在旋转头303出口端，轴端锁紧螺母504安装在旋转头303出口端，用于将大同步带轮503固定在旋转头303上。

如图1、2所示，所述料盘机构6包括料盘602和料盘放置架601，所述料盘602放置于旋转头单元3出口侧下端，料盘602下端为料盘放置架601。

如图1、3、6、7所示，所述照明机构7包括固定块一702、光源701、倾斜调整块一703、连接板一704、固定块二705、扭转调整块706、连接板二707、俯仰调整块一708、上下位置调整块一709和左右位置调整块一710；所述照明单元7安装于料盘放置架601上端横杆上，固定块一702有两个，安装在光源701两端，倾斜调整块一703有两个，分别安装在固定块一702外侧端面上，连接板一704安装在倾斜调整块一703侧部，固定块二705安装在连接板一704朝向光源701侧的上下两端，扭转调整块一706有两个，分别安装在固定块二 705上下两端，连接板二707安装在俯仰调整块一708侧部，上下位置调整块一709安装在俯仰调整块一708另一侧，左右位置调整块一710一端与上下位置调整块一709连接，另一端固定在料盘放置架601上端的横杆上，倾斜调整块一703、扭转调整块一706和俯仰调整块一708利用环形槽孔来调整朝向，上下位置调整块一709和左右位置调整块一710通过板上的条形孔来调整位置，照明单元7通过调整光源701的位置和光束照射方向，优化管材的照明效果，使得图像呈现效果最佳。

如图1、3、8、9所示，所述图像采集机构6包括镜头801、相机802、连接板三803、固定块三804、倾斜调整块二805、连接板四806、俯仰调整块二807、连接板五808、上下位置微调块809、连接板六810、限位块811、上下位置调整块二812、左右位置调整块二 813和导向块814；所述图像采集单元8安装于料盘放置架601上端横杆上，镜头801安装在相机802上，相机802安装在连接板三803上，连接板三803安装有两个固定块三804，倾斜调整块二805有两个，安装在固定块三804两侧，连接板四806安装在两倾斜调整块二 805的中间，俯仰调整块二807安装在连接板四806上，连接板五808安装在俯仰调整块二 807另一侧，上下位置微调块809安装在连接板五808上侧，连接板六810安装在上下位置微调块809另一侧，限位块811有两个，分别安装在连接板六810上下两端，导向块814 安装在连接板六810侧部，上下位置调整块二812安装在连接板六810另一侧，左右位置调整块二813安装在上下位置调整块二812上端，左右位置调整块二813安装在料盘固定架 601上端横杆上，倾斜调整块二805和俯仰调整块二807利用环形槽孔来调整朝向，上下位置微调块809、上下位置调节板二812和左右位置调节板二813通过板上的条形孔来调整位置，图像采集单元8用来调整相机802的拍摄位置和聚焦距离，以获取清晰的管材图像；

如图1、9、10所示，所述的控制单元9包括计算机901、电控柜902、触摸屏903、带灯按钮一904、带灯按钮二905、选择开关906、空气开关907、马达开关908、伺服驱动器 909、变压器910、可编程控制器912、继电器911和开关电源913；空气开关907、马达开关908、伺服驱动器909、变压器910、可编程控制器912、继电器911和开关电源913安装在电控柜902内部安装板上，触摸屏903、带灯按钮一904、带灯按钮二905和选择开关906 安装在电控柜902前面板上，可编程控制器912通过数据线与触摸屏903的数据接口连接，空气开关907的输入端与工业三相电源连接，空气开关907的输出端引出四条支路，一路引出三根火线作为三相380V交流电源的输出，与变压器910的初级线圈连接，变压器910的次级线圈与马达开关908的电源输入端连接，马达开关908的电源输出端与伺服驱动器909 的主回路电源输入接口连接，空气开关907的另三路分别引出一根火线和一根零线作为三路 220V交流电源的输出，其中两个支路分别与可编程控制器912的电源输入端和开关电源913 的电源输入端连接，另一路与继电器911的开关端子、伺服驱动器909的使能接口形成串联连接，开关电源913的输出端引出四个支路，第一支路与触摸屏903的电源输入端相连接作为触摸屏903的电源，第二支路与带灯按钮一904的开关端子、可编程控制器912的数字量输入端形成串联连接，第三支路与带灯按钮二905的开关端子、可编程控制器912的数字量输入端形成串联连接，第四支路与选择开关906的开关端子、可编程控制器912的数字量输入端形成串联连接，带灯按钮一904的显示灯端子与可编程控制器912的数字量输出端形成串联连接，带灯按钮二905的显示灯端子与可编程控制器912的数字量输出端形成串联连接，继电器911的线圈端子与可编程控制器912的数字量输出端形成串联连接，带灯按钮一904 用于启动控制系统，带灯按钮二905用于停止控制系统，选择开关906用于进行手动/自动控制模式切换，可编程控制器912的高速脉冲输出端与伺服驱动器909的脉冲指令输入端连接，伺服驱动器909的伺服电机连接端子与伺服电机电源线连接，编码器连接端子与伺服电机401的编码器线连接。

所述的相机802通过数据线与控制机构9中的计算机901连接，计算机901用数据线与可编程控制器912连接，光电开关309与可编程控制器912的数字量输入端连接；

本实用新型的一种用于生产内螺旋冷却孔管材的装置，生产过程如下：

以硬质合金管材为例，不限于硬质合金材料，还可以是陶瓷材料或是其他材料。所述管材的原料由活塞缸201内的活塞杆206挤至挤压单元2前端的成型模具202内，在成型模具 202出口端的直段内形成具有平直冷却孔的坯棒，同时坯棒经由成型模具202进入旋转头单元3，旋转头303带动坯棒扭转，从而形成具有内螺旋冷却孔的管材，管材由旋转头303被挤出来时，刻针308在管材上刻出一条螺旋线，光电开关309一旦检测到管材挤出，即时发送信号给可编程控制器912，可编程控制器912接受到信号后立即启动相机802开始采集管材图像，获取的管材螺旋线图像传输到计算机901中，计算机901将获得的管材螺旋线图像数据进行处理，算出管材的螺旋角α并将数据传输到可编程控制器912中，可编程控制器912将获得的螺旋角α数值与用户设置的螺旋角α1数值进行对比，根据对比结果来调整发送给伺服驱动器909的脉冲指令，再由伺服驱动器909调整伺服电机401的转速，如此通过不断地实时采集管材螺旋线的图像数据和调整伺服电机401转速来获得螺旋角α符合用户需求的内螺旋冷却孔管材。所述转速匹配公式如下：若管材转速为N(转/分钟)，管材挤出速度为V(毫米/秒),管材螺旋线螺距为L(mm)，管材直径为D(mm)，则有：L＝πD*tgα，又tgα＝V/(NπD/60)，由于管材直径和管材挤出速度设置值保持恒定，只要通过管材转速调整来保证螺旋角α恒定，则管材螺距L恒定。由于电机转速和旋转头的转速保持恒定传动比，通过实时调整电机转速来控制旋转头转速，从而控制管材挤出过程的旋转速度，最终使得所生产管材的螺距在可控的误差范围内。

本实用新型的一种用于生产内螺旋冷却孔管材的装置，采用旋转头扭转管材，通过调整旋转头的转速，一套模具可制作出同一直径不同螺距的内冷却孔，有效消除一套模具只能生产单一直径单一螺距规格管材的缺陷。本实用新型采用实时采集管材螺旋角α的信息并相应调整伺服电机的转速的控制方式，不仅可有效保证管材成品螺旋角α的精确度和生产的稳定性，而且可以生产变螺距的内冷却孔管材。采用内螺旋冷却孔管材制作的刀具内部含有螺旋状的冷却孔，在保证刚性不降低的前提下，刀具的螺旋槽可以更深，从而使得刀具的排屑更加顺畅，同时由于冷却孔可以做得更大，提升冷却液流量，从而可以更加快速、有效地降低切削刃温度，最终大幅提高刀具寿命。

上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种用于生产内螺旋冷却孔管材的装置，其特征在于：包括机架、挤压机构、旋转头机构、驱动机构、同步带传动机构和料盘机构；所述挤压机构、驱动机构分别装在机架上，该挤压机构包括挤压部件和成型模具，所述成型模具具有前后贯通的第一型腔，且第一型腔的前段设为直条型段，在直条型段内设有至少一个任意位置截面形状与面积大小均相同的芯杆，所述挤压部件装在所述成型模具的后端以将成型材料由成型模具的后端向前端挤出；所述旋转头机构包括一个旋转头，所述旋转头可转动地装在所述挤压机构的成型模具的前端，所述旋转头内设有第二型腔，所述旋转头的第二型腔与所述成型模具的第一型腔同轴对接，以使由第一型腔进入第二型腔的坯棒内部的直条状内冷却孔通过旋转头的旋转变成螺旋状内冷却孔；所述驱动机构处在挤压机构的侧边，所述驱动机构通过所述同步带传动机构与所述旋转头相联动，以同步带动所述旋转头转动；所述料盘机构设在与所述旋转头的第二型腔的出口相对应的位置处，以用于接纳由旋转头的第二型腔出来的管材。

2.根据权利要求1所述的用于生产内螺旋冷却孔管材的装置，其特征在于：进一步的，还包括照明机构、图像采集机构和控制机构，所述照明机构、图像采集机构分别装在所述料盘机构的对应于接纳管材的附近位置，所述控制机构分别与照明机构、图像采集机构和驱动机构电连接；所述旋转头机构还包括一刻针，所述刻针对应在所述旋转头的第二型腔的出口处，以对挤出的管材进行刻线处理；所述图像采集机构通过照明机构的光照采集带刻线管材的图像信息发送给控制机构，由控制机构算出管材的螺旋角，并与预置的螺旋角进行比较，通过驱动机构实时调整所述旋转头的转速来获得螺旋角符合用户需求的内螺旋冷却孔管材。

3.根据权利要求1所述的用于生产内螺旋冷却孔管材的装置，其特征在于：所述挤压机构还包括活塞缸、芯杆固定架和芯杆座，所述挤压部件为活塞杆，所述活塞缸通过螺钉固定在机架上，所述活塞杆位于活塞缸的里面，芯杆固定架安装在成型模具前端部，所述芯杆为沿模具轴线方向线性延伸且截面积相同或截面积呈减小趋势的细长杆，芯杆在成型模具的第一型腔内的直条型段为任意位置截面形状与面积大小均相同的直杆，设置在芯杆座前端，芯杆座用圆螺母固定在芯杆固定架中心处。

4.根据权利要求2所述的用于生产内螺旋冷却孔管材的装置，其特征在于：所述旋转头机构还包括固定座、刻针座和光电开关，所述旋转头安装在向心轴承中，旋转头与向心轴承内孔配合，向心轴承安装在固定座中，向心轴承外圈与固定座内孔配合，固定座用螺钉安装在成型模具的出口端，成型模具出口与固定座内孔同轴配合，平面轴承安装在旋转头入口端端部，密封圈安装于旋转头端部的沟槽中，平键一安装在旋转头的键槽中，刻针座安装在固定座侧部，所述刻针安装在所述刻针座上，侧部用螺钉锁紧，光电开关安装在刻针座另一侧。

5.根据权利要求1所述的用于生产内螺旋冷却孔管材的装置，其特征在于：所述驱动机构包括伺服电机和电机固定板，所述伺服电机用螺钉固定在电机固定板上，电机固定板用螺钉固定在挤压机构出口侧法兰上，平键二安装在伺服电机输出轴的键槽上，大平垫用螺钉固定在伺服电机输出轴端部。

6.根据权利要求5所述的用于生产内螺旋冷却孔管材的装置，其特征在于：所述同步带传动机构包括小同步带轮、大同步带轮和同步带，小同步带轮安装在伺服电机的输出轴上，大同步带轮安装在所述旋转头出口端，轴端锁紧螺母安装在旋转头出口端，用于将大同步带轮固定在旋转头上，大同步带轮和小同步带轮用同步带连接，形成同步带传动结构。

7.根据权利要求2所述的用于生产内螺旋冷却孔管材的装置，其特征在于：所述料盘机构包括料盘和料盘放置架，所述料盘放置于旋转头单元出口侧下端，料盘下端为料盘放置架。

8.根据权利要求7所述的用于生产内螺旋冷却孔管材的装置，其特征在于：所述照明机构包括固定块一、光源、倾斜调整块一、连接板一、固定块二、扭转调整块、连接板二、俯仰调整块一、上下位置调整块一和左右位置调整块一；照明机构安装于所述料盘放置架上端横杆上，固定块一有两个，安装在光源两端，倾斜调整块一有两个，分别安装在固定块一外侧端面上，连接板一安装在倾斜调整块一侧部，固定块二安装在连接板一朝向光源侧的上下两端，扭转调整块有两个，分别安装在固定块二上下两端，连接板二安装在俯仰调整块一侧部，上下位置调整块一安装在俯仰调整块一另一侧，左右位置调整块一的一端与上下位置调整块一连接，另一端固定在料盘放置架上端的横杆上，倾斜调整块一、扭转调整块和俯仰调整块一利用环形槽孔来调整朝向，上下位置调整块一和左右位置调整块一通过板上的条形孔来调整位置，照明机构通过调整光源的位置和光束照射方向，优化管材的照明效果，使得图像呈现效果最佳。

9.根据权利要求2所述的用于生产内螺旋冷却孔管材的装置，其特征在于：所述图像采集机构包括镜头、相机、连接板三、固定块三、倾斜调整块二、连接板四、俯仰调整块二、连接板五、上下位置微调块、连接板六、限位块、上下位置调整块二、左右位置调整块二和导向块；所述图像采集机构安装于料盘放置架上端横杆上，镜头安装在相机上，相机安装在连接板三上，连接板三安装有两个固定块三，倾斜调整块二有两个，安装在固定块三两侧，连接板四安装在两倾斜调整块二的中间，俯仰调整块二安装在连接板四上，连接板五安装在俯仰调整块二另一侧，上下位置微调块安装在连接板五上侧，连接六安装在上下位置微调块另一侧，限位块有两个，分别安装在连接板六上下两端，导向块安装在连接板六侧部，上下位置调整块二安装在连接板六另一侧，左右位置调整块二安装在上下位置调整块二上端，左右位置调整块二安装在料盘固定架上端横杆上，倾斜调整块二和俯仰调整块二利用环形槽孔来调整朝向，上下位置微调块、上下位置调节板二和左右位置调节板二通过板上的条形孔来调整位置，图像采集机构通过调整相机的拍摄位置和聚焦距离，以获取清晰的管材图像。

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