一种油泥模型钻孔装置的制作方法

本发明属于汽车外形造型的机械装置，尤其涉及一种油泥模型钻孔装置。

背景技术：

汽车的外形造型通常先要在电脑上制作虚拟的汽车外形造型，然后以虚拟汽车外形造型为蓝本制作油泥实体模型，即使用油泥制作与真实汽车大小完全相同的实体模型，以验证在电脑屏幕上出现的车模在真实情况下应有的视觉效果。制成油泥模型后要对油泥模型进行修饰，以达到设计的最佳视觉效果。在制作油泥模型的初始阶段，需要对油泥模型的原料块进行必要的切割，形成粗略的油泥模型毛坯，然后在油泥模型毛坯上精确的找到设计造型表面的一些点，这些点相当于计算机三维造型的网格节点，通过这些网格节点就可以获得造型的曲面，最终获得整个模型的表面。这些点通常在油泥模型毛坯的深处，为了找到这些点使用打孔机在油泥模型毛坯上打孔，孔底就是这些点。这些点称为返点，用打孔的方法寻找返点的方法成为返点打孔法，所打的孔称为返点孔。这些返点孔的深度就是需要除去的油泥厚度，返点孔底是未来加工成型后油泥模型的表面。发达国家，包括欧美、日本、韩国等的汽车研制企业，使用一种带有三维坐标定位的返点打孔机精确的定位打孔。但这些设备庞大，复杂，价格昂贵，希望用简单的方法解决返点打孔的问题。

授权公告号CN 101456218 B的发明专利公开了一种油泥模型返点钻孔机，该钻孔机是一种用于汽车外形造型的机械装置。该钻孔机包括工作台，安装在工作台上的三维坐标测量仪，安装在三维坐标测量仪测量端的打孔装置；打孔装置包括动力源，动力源连接在套筒中旋转轴一端，旋转轴另一端安装有加持钻头或铣刀的弹簧卡头，套筒可以在一条导轨上由进给机构带动做进给运动。该发明为解决三维坐标测量仪的测量端不能承担较大重量的问题，使用微型电机作为动力源，或使用软轴连接的方法。为使进给的精度较高，使用齿轮齿条或丝杠和丝杠螺母的进给机构。并在进给机构的旋钮上安装有刻度和旋钮周围安装有刻度尺，对进给量精确的控制，以期获得精确的曲面。但是该钻孔机的钻头对油泥模型打孔时，由于油泥模型会变干，使得钻头打孔时会来回抖动，导致油泥模型上通过钻头打的孔粗糙，使得通过钻孔连接成型的油泥模型造型曲面不平整。

技术实现要素：

本发明为了解决钻孔机的钻头对油泥模型打孔时，钻头会来回抖动，导致油泥模型上通过钻头打的孔粗糙，使得通过钻孔连接成型的油泥模型造型曲面不平整的问题，提供一种油泥模型钻孔装置。

为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种油泥模型钻孔装置，包括工作台、坐标定位仪和打孔装置，工作台上开设有凹槽，坐标定位仪滑动连接在凹槽内，打孔装置安装在坐标定位仪上，打孔装置上连接有储液箱，打孔装置内穿设有金属管，金属管外设有套筒，套筒外缠绕有螺旋线圈，金属管远离坐标定位仪的一端安装有钻头，打孔装置包括气缸，气缸连接有活塞，套筒和金属管固定在活塞远离气缸的一端，套筒内设有绝缘隔板，绝缘隔板将金属管分隔成左、右两段，左、右两段金属管同轴固定在绝缘隔板的左、右两侧，套筒绝缘隔板与活塞之间的金属管内固定有若干超导体，气缸上连接有进气管和出气管，进气管远离气缸一端连接在储液箱上，出气管远离气缸一端连接在绝缘隔板与气缸之间的套筒内。

本基础方案的原理在于：工作台用来支撑坐标定位仪，工作台上的凹槽能够使得坐标定位仪沿着凹槽移动，方便坐标定位仪的定位。坐标定位仪上的打孔装置能够对油泥模型进行打孔。套筒外的螺旋线圈通电后，能够在套筒内部形成磁场，绝缘隔板将套筒分隔为左方区域和右方区域，套筒左方区域内的金属管中固定设置若干超导体，左方区域的套筒上安装有连接在气缸上的出气管，气缸通过进气管连接在储液箱上。将储液箱中充满液态氮，液态氮通过进气管、气缸和活塞之间的区域和出气管，流至左方区域的套筒内，将套筒内部金属管内的超导体不断降温，使得超导体在低温下电阻为零，超导体在低温下呈现出完全的导电性和完全的抗磁性，使得超导体形成的磁场对抗套筒上电线圈产生的磁场。这样金属管内的超导体呈现出磁悬浮效应，使得金属管悬浮在套筒内部，有助于金属管端部钻头对油泥模型的钻孔更加稳定。右方区域套筒内的金属管在套筒外电线圈的电磁感应下，右方区域的套筒内产生磁场，当对电线圈通入交变电流时，右方区域套筒内部的金属管产生涡流效应，右方区域套筒内的金属管生热，使得金属管一端的钻头被加热，对油泥模型钻孔时，通过钻头产生的热量将油泥模型需要钻孔的位置熔化，使得油泥模型上钻的孔精准且钻头钻的孔也比较光滑。

本基础方案的有益效果在于：1、套筒内穿设金属管，套筒左端连接气缸，且绝缘隔板将套筒分隔为左方区域和右方区域，套筒外壁上缠绕电线圈，将电线圈通电后，套筒内部能够感应产生磁场，套筒左方区域金属管内的超导体在通入液态氮后，能够使得超导体在低温下电阻降为零，超导体在低温下呈现出很强的导电性和抗磁性，金属管内的超导体表现出磁悬浮效应，使得金属管稳定悬浮在套筒内，钻孔时金属管和钻头保持稳定，对油泥模型钻孔的位置更加精准；2、将套筒外的电线圈通入交流电，右方区域套筒内的磁场方向不断变化，使得套筒内部产生涡流效应，将套筒内金属管加热，使得金属管端部的钻头升温，对油泥模型钻孔时，能够将钻孔位置处的油泥进行热熔，钻头进入油泥模型更加容易，且通过金属管端部钻头打的孔，表面更加光滑，不会因为油泥模型的冷硬性而产生裂纹、凸起、碎裂等缺陷；3、套筒左端的气缸中不断冲入氮气，使得活塞不断推动套筒内的金属管水平移动，且该氮气通过出气管进入左方区域的套筒内，能够给左方区域金属管内的超导体不断降温，使得超导体处于超导状态；4、油泥模型制作完成后，切断线圈上的电源，停止给气缸供给氮气，将套筒中间的绝缘隔板取出，残留在套筒内的氮气向右方区域流动，使得液态氮有小部分流入钻头上，将油泥模型与钻头接触的位置冷却，使得钻头顺利从油泥模型上脱离。

方案二：此为基础方案的优选，进气管上设有单向进气阀，出气管上设有单向出气阀，单向进气阀的进气孔大于单向出气阀的出气孔。有益效果：进气管上的单向进气阀能够限制储液箱内的氮气单向进入气缸中，出气管上的单向出气阀能够使得气缸内的氮气单向流向套筒内，单向进气阀进气孔大于单向出气阀的出气孔使得气缸内流进去的氮气大于气缸流出去的氮气，使得气缸内的氮气逐渐增加，进而推动套筒内的金属管向前移动，对油泥模型进行钻孔。

方案三：此为方案二的优选，出气管上安装有制冷泵和增压泵。有益效果：出气管上的制冷泵能够给进入套筒内的氮气进行不断制冷，增压泵能够给进入套筒内的氮气进行不断加压，使得氮气逐渐液化，降低液氮的温度，增强对超导体的冷却，使得超导体的磁悬浮效应更好。

方案四：此为方案三的优选，出气管外套设有橡胶套。有益效果：出气管外的橡胶套能够防止出气管中氮气的温度流失，使得流入套筒中氮气的冷却效果变差。

方案五：此为方案四的优选，超导材料为钇钡铜氧体系、铋锶钙铜氧体系、铊钡钙铜氧体系和铅锶钇铜氧体系中的至少一种。有益效果：钇钡铜氧体系、铋锶钙铜氧体系、铊钡钙铜氧体系和铅锶钇铜氧体系是常见的超导材料，在液氮沸腾时，超导效应比较明显，通过该超导材料制备的超导体，磁悬浮效果好。

方案六：此为方案五的优选，储液箱上具有调节流速的流量控制阀。有益效果：储液箱上的流量控制阀能够将控制储液箱中氮气流入气缸的流动速度。

附图说明

图1是本发明一种油泥模型钻孔装置示意图；

图2是实施例中打孔装置示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：

工作台11、坐标定位仪12、打孔装置13、储液箱14、钻头15、气缸16、活塞17、单向进气阀18、进气管19、单向出气阀20、出气管21、增压泵22、橡胶套23、线圈24、金属管25、绝缘隔板26、超导体27、套筒28、制冷泵29。

如图1所示的一种油泥模型钻孔装置，包括工作台11、坐标定位仪12和打孔装置13，工作台11上开设有凹槽，坐标定位仪12卡在工作台11上的凹槽内，坐标定位仪12能够沿着工作台11上的凹槽来回滑动，打孔装置13安装在坐标定位仪12上，打孔装置13下方连接储液箱14。如图2所示的打孔装置13内穿设有金属管25，金属管25外设有套筒28，套筒28外缠绕有螺旋线圈24，金属管25右端安装钻头15，打孔装置13的气缸16内设有活塞17，活塞17与气缸16的内壁相切。套筒28和金属管25安装在气缸16的右侧。打孔装置13内设有绝缘隔板26，绝缘隔板26活动插在套筒28内，绝缘隔板26将套筒28隔开且将套筒28分为左方区域和右方区域，同时绝缘隔板26将金属管25分隔成左段和右段，左方区域的左段金属管25内固定有四组超导体27，超导材料为钇钡铜氧体系。左段金属管25和套筒28连接在气缸16上，气缸16上连接带有单向进气阀18的进气管19和单向出气阀20的出气管21，进气管19右端连接在储液箱14上，储液箱14上具有调节流速的流量控制阀，出气管21右端连接在绝缘隔板26与气缸16之间的套筒28内，单向进气阀18的进气孔大于单向出气阀20的出气孔，出气管21上安装制冷泵29和增压泵22，出气管21外套设橡胶套23。

该油泥模型钻孔装置使用时，首先调节工作台11上的坐标定位仪12，使得坐标定位仪12上的打孔装置13正对油泥模型需要打孔的位置，使得打孔装置13上的钻头15正对油泥模型需要打孔的位置。将套筒28外的螺旋线圈24上接交流电源，同时开启储液箱14上的流量控制阀、制冷泵29和增压泵22，储液箱14中氮气通过进气管19进入气缸16，由于单向进气阀18的进气孔孔径大于单向出气阀20的出气孔孔径，流入气缸16的氮气会有部分通过出气管21流入套筒28内。套筒28内绝缘隔板26将套筒28分为左方区域和右方区域，将出气管21流出的氮气流入左方区域的套筒28内，出气管21中的氮气在制冷泵29的作用下不断制冷，在增压泵22的作用下不断变为液态氮，液态氮逐渐流入套筒28内，将左段金属管25内的超导体27不断的降温，使得金属管25内的超导体27呈现出超导效应，超导体27内部形成完全的导电性和抗磁性，对抗套筒28外侧电线圈24产生的磁场，使得套筒28内的金属管25呈现磁悬浮效应，金属管25悬浮在套筒28内，使得金属管25右端钻头15对油泥模型的钻孔更加精准。而右方区域的右段金属管25在套筒28外部电线圈24交变磁场的作用下产生涡流效应，使得右方区域内的金属管25不断生热，进而使得金属管25右端的钻头15不断生热，对待钻孔的油泥模型进行热熔，使得油泥模型上钻出的孔更加光滑。当油泥模型制作完成后，关闭电线圈24上的电源和储液箱14上流量控制阀、制冷泵29和增压泵22，将套筒28上活动安装的绝缘隔板26拔出，左方区域套筒28中的氮气向右方区域的套筒28中流动，使得金属管25右端的钻头15逐渐变冷，进而使得油泥模型与钻头15接触位置逐渐冷却，使得钻头15顺利的从油泥模型上脱离，完成对油泥模型的钻孔。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。